蓝牙技术

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蓝牙大家都比较熟悉，本文介绍蓝牙的基本技术。

01-蓝牙的来源：

“蓝牙”（Bluetooth）原是一位在10世纪统一丹麦的国王哈拉尔 (HaralBluetooth)，他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。而将“蓝牙”与后来的无线通讯技术标准关联在一起的，是一位来自英特尔的工程师JimKardach。他在一次无线通讯行业会议上，提议将“Bluetooth”作为无线通讯技术标准的名称。用“Bluetooth”名字来命名这种新的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。

02-蓝牙的技术变迁：

• 蓝牙1.0标准：1999年发布，传输速率约在723.1Kbit/s，通信距离约10米，蓝牙1.0存在很多问题，并未得到广泛的应用。
• 蓝牙1.1标准：2001年发布，正式列入IEEE 802.15.1标准，该标准定义了物理层（PHY）和媒体访问控制（MAC）规范，用于设备间的无线连接，易受到同频率之间产品干扰，影响通信质量。

• 蓝牙1.2标准：2003年发布，传输速率748~810Kb/s，增加了抗干扰跳频功能。

  
  

  
  

• 蓝牙2.0标准：2004年发布，新增的 EDR（Enhanced Data Rate）技术通过提高多任务处理和多种蓝牙设备同时运行的能力，同时开始支持双工模式。
• 蓝牙2.1标准：2007年发布，蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）正式批准了蓝牙2.1核心规范，即“蓝牙2.1+EDR”新增了Sniff Subrating省电功能，让蓝牙芯片的工作负载大幅降低。
  
  
  
  

• 蓝牙3.0标准：2009年发布，蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）正式颁布了新一代标准规范蓝牙3.0，数据传输率提高到了大约24Mbps。

4. 第四代蓝牙

• 蓝牙4.0标准：蓝牙4.0是迄今为止第一个蓝牙综合协议规范，将三种规格集成在一起。其中最重要的变化就是 BLE（Bluetooth Low Energy）低功耗功能。从蓝牙4.0协议开始，后面的版本都包含了经典蓝牙和低功耗蓝牙两种模式。
• 蓝牙4.1标准：2013年发布，提升了连接速度并且更加智能化，同时也提升了传输效率。
• 蓝牙4.2标准：2014年发布，增强了安全性，改善了数据传输速度，比上一代提高了2.5倍。
  
  
  
  

• 蓝牙5.0标准：在低功耗模式下具备更快更远的传输能力，传输速率是蓝牙4.2的两倍（速度上限为2Mbps），有效传输距离是蓝牙4.2的4倍（理论上达300米），数据包容量是蓝牙4.2的8倍。
• 蓝牙5.1标准：2019年1月发布，新增寻向功能（AOA/AOD），将蓝牙定位的精准度提升到厘米级。
• 蓝牙5.2标准：2019年12月发布，新增三项主要特性：增强版ATT协议、LE功率控制、LE同步信道，为蓝牙低功耗音频方案提供基础。

03-蓝牙的技术原理

1）蓝牙设备工作于ISM频段，通常是在2.402GHz至2.48GHz之间的79个信道上运行。它使用称为0.5BT高斯频移键控(GFSK)的数字频率调制技术实现彼此间的通信。也就是说把载波上移157kHz代表“1”，下移157kHz代表“0”，速率为100万符号(或比特)/秒，然后用“0.5”将数据滤波器的-3dB带宽设定在500kHz，这样可以限制射频占用的频谱。

2  )  蓝牙传导功率发射功率；两个设备间通过时分复用(TDD)方式通信，发送器和接收器在相隔时段中交替传送，即一个挨着另一个传送，此外还采用了一种极快的跳频技术(1,600跳/秒)，以便在拥挤波段中提高链路可靠性。因此可靠性是最基本的要求。-3dB带宽设定在500kHz，这样可以限制射频占用的频谱。

常用的功率为class2，主要应用在短距离。

射频功率输出，可以分为三个等级：

（1）Class 1

Class 1输出功率为1mW (0dBm)～100mW (20dBm)，支持100m传输距离，为达到最大范围，功率控制是强制。

（2）Class 2

Class 2输出功率为0.25mW (-6dBm)～2.5mW (4dBm)，功率控制可选，正常情况下1mW(0dBm)支持10m传输距离，只要发射功率能超过0dBm就是属于Class 2的范围，但是如果超过4dBm的话，那就是Class 1。

（3）Class 3

Class 3输出功率为≤ 1mW (0dBm)，支持1m传输距离。输出功率最低，Class 3类设备由于其覆盖距离非常有限，所以不常见。

灵敏度：

在一般情况下，RX灵敏度为90-96dBm左右，和速率有很大的关系。