藍(lán)牙的原理

藍(lán)牙（Bluetooth）是一項(xiàng)短途無線電連接系統(tǒng)，它可以將不同的電子器材連系起來。原理就好像收音機(jī)一樣，裝有藍(lán)牙的電子器材，可以接收外來的訊息，從而進(jìn)行特定的指令。不過，藍(lán)牙不但可以接收，也都可以“傳送”，因此裝有藍(lán)牙的電子器材，能夠互相溝通。

現(xiàn)在，大部分的電腦配件，如打印機(jī)、熒幕等，都要接駁上電線，才可以互傳訊息，但藍(lán)牙透過其短途的接收系統(tǒng)，便可以使這些配件在沒有駁線下，仍然能夠傳送指令，做到真正“無線”的世界。

舉例來說，一部手提電話如果沒有接上電話線，便不能“上網(wǎng)” 接收電子郵件，但在藍(lán)牙的幫助下，用戶只要透過手提電話接收電子郵件，然后再傳送到手提電腦，便可以做到“無線”上網(wǎng)。

不過藍(lán)牙的使用仍有不夠全面的地方，由于它的射程短，暫時(shí)只能夠應(yīng)用在室內(nèi)范圍，所以要享受無線帶來的方便，也只可以在室內(nèi)進(jìn)行。

1。藍(lán)牙的工作頻段：
藍(lán)牙工作于2.4GHz的全球通用ISM(工業(yè),科學(xué),醫(yī)學(xué))頻段, 以保證藍(lán)牙在全世界范圍內(nèi)的運(yùn)用. 藍(lán)牙系統(tǒng)的天線發(fā)射功率符合FCC關(guān)于ISM波段的要求0dBm。系統(tǒng)的最大跳頻速率為1600跳/秒，在2.402GHz到2.480GHz之間，采用79個(gè)1MHz帶寬的頻點(diǎn)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通信距離為10米（0db），如果增加發(fā)射功率（20db），這一距離也可以達(dá)到100米.以時(shí)分方式進(jìn)行全雙工通信（TDD），傳輸速率設(shè)計(jì)為1MHz。采用前向糾錯(cuò)(FEC)編碼技術(shù)，減少遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)的隨機(jī)噪聲影響。話音采用抗衰落能力很強(qiáng)的連續(xù)可變斜率調(diào)制(CVSD)編碼方式以提高話音質(zhì)量，采用頻率調(diào)制方式，降低設(shè)備的復(fù)雜性。

2。藍(lán)牙硬件的模塊的組成：
藍(lán)牙主要包括兩個(gè)模塊：無線射頻單元（RF），基帶（BB）和鏈路管理（LM）單元
正是因?yàn)樗{(lán)牙采用了全世界通用的頻段，來自外界的干擾信號(hào)是不可避免的，藍(lán)牙采用了快速確認(rèn)和跳頻方案，把頻帶分成若干的調(diào)頻信道（Hop Channel），在一次連接中藍(lán)牙收發(fā)信機(jī)按一定的規(guī)律發(fā)送偽隨即碼，不斷地從一個(gè)信道轉(zhuǎn)換到另一個(gè)信道，只有收發(fā)信機(jī)都按照這個(gè)規(guī)律進(jìn)行通信，排除其他的干擾信號(hào)源。
BB負(fù)責(zé)跳頻和藍(lán)芽數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸。LM負(fù)責(zé)連接的建立和拆除。它們實(shí)現(xiàn)的功能包括：對(duì)同步定向連接（SCO）和異步無連接（ACL）連接方式的支持；差錯(cuò)控制，可以采用多種檢糾錯(cuò)方式，其中包括前向糾錯(cuò)編碼(FEC)；物理層的認(rèn)證與加密；鏈路管理 。
藍(lán)牙的BB協(xié)議是電路交換和分組交換的結(jié)合， 在SCO連接中在信道的時(shí)隙中可以傳輸同步數(shù)據(jù)包，每個(gè)數(shù)據(jù)包以不同的頻率傳送，每一個(gè)話音通道支持64kbps的同步話音。同時(shí)藍(lán)牙支持異步數(shù)據(jù)信道，及3個(gè)同時(shí)進(jìn)行的同步話音信道，一個(gè)信道還可以同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音。ACL連接在異步數(shù)據(jù)信道上支持一端723.2 kb/s和反響57.6kb/s的不對(duì)稱連接, 和雙向433.9Kb/s的對(duì)稱連接。

3。糾錯(cuò)技術(shù)：
在BB中有三種糾錯(cuò)方案：
a. 1/3比例前向糾錯(cuò)(FEC)
b. 2/3比例的前向糾錯(cuò)
c. 數(shù)據(jù)的自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)(ARQ)
前向糾錯(cuò)是為了減少數(shù)據(jù)重發(fā)的次數(shù), 降低傳輸數(shù)據(jù)量. 在自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)的機(jī)制中在時(shí)隙中傳送的數(shù)據(jù)必須在下一個(gè)時(shí)隙得到確認(rèn), 在數(shù)據(jù)的收端通過了報(bào)頭錯(cuò)誤檢測和CRC校驗(yàn)之后才向發(fā)端回確認(rèn)的消息, 否則返回一個(gè)錯(cuò)誤消息.

4。加密和鑒權(quán)
藍(lán)牙基帶部分在物理層為用戶提供加密，鑒權(quán)基于“請(qǐng)求-響應(yīng)”運(yùn)算法則， 個(gè)人的藍(lán)牙設(shè)備可建立信任域，只有建立在統(tǒng)一信任域的藍(lán)牙設(shè)備才能互相通信。
1895年意大利的馬克尼利用電火花產(chǎn)生電磁波，先后在9M，975M和3000M的地方地方收到電磁信號(hào)，從此開辟了無線通信的新紀(jì)元，通過電磁波的輻射和傳播，經(jīng)過空間傳達(dá)信息，無線通信從早期的電報(bào)傳送發(fā)展到現(xiàn)在傳播電話，傳真，數(shù)據(jù)，圖象等等。無線通信在初期使用的頻率較低，頻率范圍窄，主要運(yùn)用長波和中波，隨著技術(shù)的進(jìn)步，使用的頻率范圍逐漸擴(kuò)大，現(xiàn)在的無線通信的頻率從超長波到亞毫米波段，直至光波。
頻段 頻率 名稱 波長
極低頻（ELF） 3-30Hz 極長波 100-10Mm
超低頻（SLF） 30-300Hz 超長波 10-1Mm
特低頻（ULF） 300-3000Hz 特長波 1000-100km
甚低頻（VLF） 3-30kHz 甚低頻 100-10km