蓝牙技术

    蓝牙（Bluetooth）无线接入技术发布于1998年，"蓝牙"原是十世纪统一了丹麦的国王的名字，现取其"统一"的含义，用来命名意在统一无线局域网通讯标准的蓝牙技术。蓝牙无线数字传输标准是由爱立信、IBM、Intel、诺基亚和东芝等五大IT业著名公司共同提出的。
    这项庞大的计划一经问世，迅速得到了摩托罗拉、朗讯、康柏、西门子、高通、3Com、TDK等公司的广泛响应，并共同成立了蓝牙特别小组来负责该项标准的研究和实验，如今全世界已有包括微软、AMD、康柏、戴尔、惠普、德州仪器以及卡西欧、飞利浦、三星、LG、精工、夏普在内的1800多家公司加盟该组织。蓝牙的目标是实现无线数据和语音传输的开放式标准，用微波取代传统网络中错综复杂的电缆，将各种通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统、甚至家用电器采用无线方式联接起来，以进行方便快捷、灵活安全、低成本低功耗的数据和话音通信。它的传输距离为10cm～10m，如果增加功率或是加上某些外设便可达到100m的传输距离。
    它的载频选用在全球都可不通过有关部门批准直接使用的2.45GHz工业、科学、医学（ISM）频带，大部分国家采用2400～2483.5MHz，f=2402+kMHz，k=0～78：即将该频段划分为79个带宽为1MHz的信道；在低频端留有2MHz的保护带，在高频端留有3.5MHz的保护带。调制方式采用GFSK，BT=0.5，正频偏表示"1"，负频偏表示"0"。
    蓝牙系统采用跳频扩频技术，抗干扰能力强、保密性好，在2.45GHz频带上以1600跳每秒的速率进行跳频。除采用跳频的低功率传输外，蓝牙还采用鉴权和加密等措施来提高通信的安全性，众所周知在无线局域网技术领域，网络的开放导致了很多安全隐患，所以在如何提高篮牙技术互连的网络安全性目前是一个技术热点。
    在发射带宽为1MHz时，其有效数据速率为721Kbit/s，并采用低功率时分复用方式发射，适合30英尺（约10ｍ）范围内的通信。数据包在某个载频上的某个时隙内传递，不同类型的数据（包括链路管理和控制消息）占用不同信道，并通过查询（inquiry）和寻呼（page）过程来同步跳频频率和不同蓝牙设备的时钟。蓝牙支持点到点和点到多点的连接，可采用无线方式将若干蓝牙设备连成一个微微网（piconet），多个微波网又可互连成特殊分散网（adhoc scatter net ），形成灵活的多重微微网的拓扑结构，从而实现各类设备之间的快速通信。它能在一个微微网内寻址8个设备（实际上在同一时刻只能激活8个，其中1个为主，7个为从）。
    1.蓝牙的协议
    蓝牙规范是为个人区域内的无线通信制定的协议，它包括两部分：核心（Core）部分，用以规定诸如射频、基带、连接管理、业务搜寻（service discovery）等；

    协议子集（profile）部分，用以规定不同蓝牙应用（也称使用模式）所需的协议和过程。蓝牙协议体系结构采用分层方式，包括蓝牙专用协议和一些通用协议。专用协议位于协议栈的底部，从底到上依次是蓝牙无线层（BluetoothRadio）、基带层（Base band）、LMP层（Link Manager Protocol）、L2CAP层（Logical link Control and Adaptation Protocol）、SDP层（Service Discovery Protocol）。另外RFCOMM层以ETSITS07.10为基础，目的是取代电缆连接；TCS（Telephony Control protocol Specification）以ITU-T的Q.931为基础，目的是进行呼叫控制。在蓝牙专用协议之上可以承载PPP、TCP/IP、UDP/IP、WAP等通用高层协议。每一层分别完成数据流的过滤和传输、跳频和数据帧传输、连接的建立和释放、链路的控制、数据的拆装、业务质量（QoS）、协议的复用和分用等功能。蓝牙的高层协议最大限度地重用了现存的协议，而且其高层应用协议都使用公共的数据链路和物理层。

   上述蓝牙协议可以分为4层，即核心协议层、电缆替代协议层、电话控制协议层和采纳的其它协议层。
    蓝牙的核心协议由基带、链路管理（LMP）、逻辑链路控制与适应协议（L2CAP）和业务搜寻协议（SDP）等四部分组成。从应用的角度看，射频、基带和LMP可以归为蓝牙的底层协议，它们对应用而言是十分透明的。基带和LMP负责在蓝牙单元间建立物理射频链路，构成微微网。此外，LMP还要完成像鉴权和加密等安全方面的任务，包括生成和交换加密键、链路检查、基带数据包大小的控制、蓝牙无线设备的电源模式和时钟周期、微微网内蓝牙单元的连接状态等。逻辑链路控制与适应协议（L2CAP）在高层和基带层之间起适配作用，它与LMP是并列的，区别在于L2CAP向高层提供负载的传送，而LMP不能。L2CAP向高层提供面向连接的和无连接的数据服务，具备多协议复用功能和拆、装适配功能。业务搜寻协议（SDP）是极其重要的部分，它是所有使用模式的基础。只有通过SDP了解通信双方的设备信息、业务类型、业务特征，然后才能在蓝牙设备之间建立通信连接。SDP支持3种查询方式：按业务类别搜寻、按业务属性搜寻和业务浏览（browsing）。
    串行电缆仿真协议（FCCOMM）像SDP一样位于L2CAP之上，作为一个电缆替代协议，它通过在蓝牙的基带上仿真RS 232的控制和数据信号，为那些将串行线用作传输机制的高级业务（如OBEX协议）提供传输能力。该协议由蓝牙特别兴趣小组在ETSI的TS07.10基础上开发而成。
    电话控制协议包括电话控制规范二进制（TCSBIN）协议和一套电话控制命令（AT command）。其中TCSBIN定义了在蓝牙设备间建立话音和数据呼叫所需的呼叫控制信令；AT command则是一套可在多使用模式下用于控制移动电话和调制解调器的命令，它由蓝牙特别兴趣小组在ITUT Q.931的基础上开发而成。
    2.未来"蓝"图
蓝牙技术的应用范围相当广泛，可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备，如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等，蓝牙的无线通讯方式将上述设备连成一个微微网（Piconet），多个微微网之间也可以进行互连接，从而实现各类设备之间随时随地进行通信。应用蓝牙技术的典型环境有无线办公环境、汽车工业、信息家电、医疗设备以及学校教育和工厂自动控制等。目前，蓝牙的初期产品已经问世，一些芯片厂商已经开始着手改进具有蓝牙功能的芯片。与此同时，一些颇具实力的软件公司或者推出自已的协议栈软件，或者与芯片厂商合作推出蓝牙技术实现的具体方案。尽管如此，蓝牙技术要真正普及开来还需要解决以下几个问题：首先要降低成本；其次要实现方便、实用，并真正给人们带来实惠和好处；第三要安全、稳定、可靠地进行工作；第四要尽快出台一个有权威的国际标准。一旦上述问题被解决，蓝牙将迅速改变人们的生活与工作方式，并大大提高人们的生活质量。