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蓝牙的工作原理是什么。蓝牙耳机怎么用？
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“蓝牙”技术是五家世界知名公司——爱立信、诺基亚、商业机器公司和英特尔于1998年5月联合宣布的一种新型无线通信技术。以哈拉尔布鲁斯皇帝的名字命名。这是鉴于目前距离很近的便携式设备之间的链路主要通过红外链路进行的情况而提出的。应用红外收发链接虽然可以避免电线或电缆的连接，但使用起来不方便，不仅距离在1~2m，而且必须直接对准视线，不能有遮挡物中间，并且两个设备只能联动一台设备，不能同时联动更多设备。另一方面，人们对无线电通信技术非常熟悉。无线电技术可以实现远距离通信，也可以实现卫星通信甚至太空通信。“蓝牙”技术的目的是利用短距离、低成本的无线多媒体通信技术，将小范围内的各种移动通信设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字系统甚至家用电器连接起来，实现资源无缝共享。1999年7月，蓝牙正式公布了蓝牙技术规范BluetoothVersion10。蓝牙已经成为通信领域的新热点，并且极有可能在不久的将来成为小型无线多媒体通信的标准。
2蓝牙技术特点
蓝牙技术用短距离、低成本的无线连接取代了电缆连接，从而为现有数据网络和小型外围设备接口提供了统一的连接。它具有许多优越的技术性能，下面介绍一些主要技术特点。
21射频特性
蓝牙设备的工作频段选择在全可自由使用的24GHzISM频段，使得用户无需申请即可在2400-2500MHz范围内选择合适的蓝牙无线电收发器频段。有23或79个信道，信道间隔为1MHz，采用时分双工。调制方式为GFSK，BT=05，调制指数为028~035。蓝牙的无线发射器采用FM调制，降低了设备的复杂性。最射功率分为三个等级，100mW20dBm、25mW4dBm、1mW0dBm，要求功率控制在4-20dBm范围内。因此，蓝牙设备之间的有效通信距离约为10-100m。
22TDMA结构
蓝牙的数据传输速率为1Mb/s，采用数据包的形式按时隙每时隙0625s进行传输。蓝牙系统支持实时同步定向连接和非实时异步非定向连接。蓝牙技术支持一个异步数据通道、三个并发的同步语音通道或异步数据和同步语音通道的同时传输。每个语音通道支持同步语音64KB/S，异步通道支持非对称连接，最高速度721KB/S，反向响应速度576KB/S，对称连接，速度4326KB/S。
23使用跳频技术
跳频是蓝牙使用的关键技术之一。对于单时隙数据包，蓝牙的跳频率为1600跳/秒；对于多时隙数据包，跳频速率降低；但建立链路时会增加到3200跳/秒。采用如此高的频率调制率，蓝牙系统具有足够高的抗干扰能力，而且硬件设备简单，性能优越。
24蓝牙设备的联网
蓝牙基于网络的概念提供点对点和点对多点的无线连接。在任何有效通信范围内，所有设备都是平等的并遵循相同的工作方法。基于TDMA原理和蓝牙设备的平等性，任何蓝牙设备都可以是主设备、从设备Slaver，或者在主从网络和分散网络中既是主设备又是从设备Slaver。因此，蓝牙系统中不存在从站的概念。另外，所有设备都是可拆卸的，组网非常方便。
25软件层次结构
与许多通信系统一样，蓝牙通信协议采用分层结构，其程序编写在9mm9mm的微芯片中。底层是各种应用所共有的，高层则根据具体应用而有所不同。大致可以分为计算机背景和非计算机背景。前者通过主机控制接口HCI实现高层与低层的连接。后者不需要HCI。分层结构使其设备具有最大的通用性和灵活性。根据通信协议，各种蓝牙设备无论身在何处，都可以通过手动或自动查询找到其他蓝牙设备，从而形成主从网络和分散网络，实现系统提供的各种功能，非常方便使用。
3蓝牙系统的功能模块
蓝牙系统的基本功能模块如图1所示，其功能模块包括天线单元、链路控制器、链路管理和软件功能。
31无线规格
蓝牙天线属于，蓝牙无线接口是基于常规无线发射功率0dbm设计的，符合美国通信委员会ISM频段的规定。扩频技术的应用使功率提高到100dbm，可以满足不同国家的需求。在日本、西班牙、法国，由于当地频段比较窄，可以使用内部软件进行转换。
32基带规格
基带描述了设备的数字信号处理部分，即蓝牙链路控制器，它完成基带协议和其他底层链路程序。主要包括以下几个方面
建立网络连接。
链路类型和数据包类型。
链路类型决定了特定链路可以使用哪种分组模式。蓝牙基带技术支持两种链路类型同步面向连接型SCO和异步非连接型ACL。
纠错
基带控制器采用三种纠错方式1/3率前向纠错编码、2/3率前向纠错编码、数据自动请求重传。
认证和加密
蓝牙基带部分在物理层为用户提供保护和信息保密机制。身份验证基于“请求-响应”算法。身份验证是蓝牙系统的关键部分，它允许用户为个人蓝牙设备建立信任域，例如只允许所有者自己的笔记本电脑通过所有者自己的笔记本电脑进行通信。加密用于保护连接的个人信息。密钥在程序的高层进行管理。网络传输协议和应用可以为用户提供强大的安全机制。
33链路管理协议
链路管理软件模块承载链路数据设置、认证、链路硬件配置等协议。LM可以发现其他远程LM并通过LMP与它们通信。LM模块提供以下服务
发送和接收数据。
请求名称。
链接地址查询。
建立连接。
验证。
链路模式协商和建立。
确定帧的类型。
将设备设置为嗅探模式。主设备只能在特定的时隙内定期发送数据。
将设备设置为保持模式。工作在保持模式的设备为了节省能源，会长时间停止接收数据，平均每次链路激活时都会激活链路，这是由LM定义的，由LC具体操作。
当设备不需要传输或接收数据但仍需要保持同步时，将设备置于挂起模式。处于挂起模式的设备会定期激活并跟踪同步，同时检查寻呼消息。
建立网络连接。
34个软件单元
蓝牙基带协议结合了电路交换和分组交换，用于语音和数据传输。蓝牙软件架构规范要求蓝牙兼容设备支持基本级别的互操作性。这种合规性级别由不同的应用程序决定。
蓝牙设备需要支持一些基本的互操作性功能要求。对于某些设备，此要求涉及无线协议以及应用层协议和对象交换格式。蓝牙10标准由两个文件组成。一种称为FoundationCore，它指定了设计标准。另一个称为FoundationProfile，它指定互操作性标准。蓝牙设备必须能够相互识别并加载相应的软件以支持设备的更高级别的性能。
蓝牙软件单元是独立的，不与任何其他捆绑在一起，软件结构需要具备以下功能
设置和故障排除工具；
可以自动识别其他设备；
代替电缆连接；
与外围设备通信；
音频通信和呼叫控制；
名片交易和目录网络协议。
4蓝牙系统的应用
蓝牙技术广泛应用于各种电话系统、无线电缆、无线公文包、各种数码电子设备、电子商务等领域。
跳线、TDMA等技术的应用使得蓝牙的射频电路相对简单，通信协议的大部分内容可以通过专用集成电路和软件来实现，从而从技术上保证了高性能和低成本蓝牙设备。
以摩托罗拉的蓝牙解决方案为例。摩托罗拉在先进射频技术方面拥有丰富的经验。摩托罗拉的蓝牙解决方案可以使用UART、RS-232、USB或SPI来连接主处理器，主处理器可以通过这些接口来处理蓝牙协议上的堆栈以及主控制器的接口等功能；并且该蓝牙解决方案负责执行下层堆栈的其余功能。它还采用摩托罗拉的MCORETM32位RISC处理器内核，包含一组高度灵活的外围设备，适用于许多不同的嵌入式蓝牙应用。
图2是使用摩托罗拉移动电话解决方案的示例。UART是蜂窝电话基带处理器和摩托罗拉解决方案之间的接口，而SSI则提供对语音通信的支持。
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