全球觀天下！一文帶你認(rèn)識(shí)藍(lán)牙的前生今世
曾幾何時(shí)，夢(mèng)想著能擁有一款帶藍(lán)牙功能的手機(jī)，現(xiàn)在藍(lán)牙已經(jīng)走遍了千家萬戶，幾乎所有的智能手機(jī)都具有藍(lán)牙功能，藍(lán)牙耳機(jī)，藍(lán)牙鍵盤，藍(lán)牙鼠標(biāo)，藍(lán)牙音箱，缺少藍(lán)牙功能的電子設(shè)備感覺就不是一款現(xiàn)代設(shè)備。那么藍(lán)牙到底是什么？為什么這款無線技術(shù)被叫做“藍(lán)牙”？藍(lán)牙到底能干什么？射頻學(xué)堂今天和大家一探究竟。
(相關(guān)資料圖)
藍(lán)牙的起源
無線技術(shù)的發(fā)展，正是為了滿足人們對(duì)無線連接的無限發(fā)展的需求而發(fā)展的，藍(lán)牙技術(shù)作為一項(xiàng)無線技術(shù)也不例外。1994 年的時(shí)候，愛立信公司成立了一個(gè)專項(xiàng)科研小組，這個(gè)研究小組的主要任務(wù)是開發(fā)一款低功耗，低成本的無線連接技術(shù)，用來無線電話和耳機(jī)等電子設(shè)備的無線連接。隨著研究的深入，科研人員愈發(fā)發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的巨大商業(yè)應(yīng)用潛力。類似于現(xiàn)在無線移動(dòng)通信技術(shù)，僅靠一家公司是很難推廣開來的，于是，愛立信的科研人員將這項(xiàng)技術(shù)公布了出來，拉了一伙人來搞，這伙人來自五個(gè)跨國通信類公司 —— 除了瑞典的愛立信，還有芬蘭的諾基亞，美國的藍(lán)色巨人 IBM 和英特爾，以及日本的東芝。電子領(lǐng)域的人一看這伙人的來歷就明白這個(gè)組織非同一般，移動(dòng)通信領(lǐng)域的霸主 —— 愛立信，諾基亞，電子計(jì)算機(jī)的霸主 IBM 和英特爾，八九十年代的科技樹怎么能少得了日本。這個(gè)團(tuán)伙給自己取了個(gè)名字 ——SIG，縮寫很高大上，但是全拼就是 Special Interest Group，特殊興趣小組，團(tuán)伙奮斗目標(biāo)就是搞藍(lán)牙，通俗點(diǎn)就是建立一個(gè)全球性的小范圍通信技術(shù)。
這個(gè)特殊興趣小組發(fā)展極為迅速，從 1998 年的 5 巨頭，到 2000 年的時(shí)候成員已經(jīng)超過 2000+，甚至在 1999 年的時(shí)候，世界首富比爾蓋茨專門到拉斯維加斯的一家制作藍(lán)牙胸卡的小作坊參觀，并隨后微軟就加入了這個(gè)小組?，F(xiàn)在幾乎所有的電子設(shè)備公司都加入了這個(gè)特殊小組。感興趣的同學(xué)可以查看一下你的公司在不在組織內(nèi)。
藍(lán)牙技術(shù)的成功無疑是巨大的，但是這個(gè)特殊興趣小組 SIG 搞出來的特殊無線技術(shù)為什么叫做藍(lán)牙呢？白牙不更漂亮嗎？這個(gè)無線技術(shù)像一口藍(lán)色的牙齒一樣緊緊咬合著，從不斷線？還是老外們的審美真有問題！
這個(gè)“藍(lán)牙”，并不是老外豐富的想象力搞出來的，這個(gè)名字是為了紀(jì)念古代一個(gè)偉大的國王 ——Harald Bl?tand，Bl?tand 換成英語就是 Bluetooth，剛好這位國王非常喜歡吃藍(lán)莓，并且不愛刷牙，牙齒都是藍(lán)色的，所以人們干脆就叫他 藍(lán)牙王 King Blurtooth 。還好他不吃草莓，要不然就是紅牙王了，一張嘴給吃生肉一樣。這位國王最偉大的貢獻(xiàn)就是統(tǒng)一了古代的丹麥，瑞典和挪威，并且在北歐海盜盛行的地方引進(jìn)了基督教，使海盜時(shí)代逐漸終結(jié)。所以這位藍(lán)牙王位列影響世界的 100 位帝王的第 63 位。而且這個(gè)藍(lán)牙王口齒伶俐，善于交際，在有生之年將挪威、瑞典和丹麥統(tǒng)一起來，和建立特殊興趣小組的初衷是一樣的。所以就把這項(xiàng)無線技術(shù)命名為：Bluetooth 藍(lán)牙。Harald Bl?tand 的首字母被設(shè)計(jì)成了藍(lán)牙的標(biāo)志。
藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展
從 1998 年推出第一代藍(lán)牙技術(shù)，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了 5 代，所以藍(lán)牙技術(shù)也到了 5G 時(shí)代。如下圖所示，最主要的特點(diǎn)也是傳輸速率越來越快，并且傳輸距離也越來越遠(yuǎn)。當(dāng)然每一代之間還有一些小版本的升級(jí)，比如在 2002 年和 2003 年分別推出了藍(lán)牙 1.1 和藍(lán)牙 1.2，傳輸速率從最初的 723Kb / s 提升到了 1Mb / s。 這里面離不開工程師們的辛勤工作，當(dāng)然也有我們射頻工程師的巨大貢獻(xiàn)。
藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展
下面是藍(lán)牙發(fā)展年表，以便大家更方便了解這個(gè)技術(shù)。最新推出的應(yīng)該是藍(lán)牙語音技術(shù) —— Bluetooth Audio. 需求無止境，技術(shù)的發(fā)展也是永無止境的，相信藍(lán)牙技術(shù)的未來也會(huì)越來越強(qiáng)大。
藍(lán)牙技術(shù)特點(diǎn)
作為一款標(biāo)準(zhǔn)的無線通信系統(tǒng)，藍(lán)牙也有自己的一套獨(dú)特的通信協(xié)議 —— 藍(lán)牙協(xié)議，藍(lán)牙協(xié)議就由他的標(biāo)準(zhǔn)小組 SIG 制定并公布，下圖給出了藍(lán)牙協(xié)議的結(jié)構(gòu)示意圖，包括應(yīng)用層，數(shù)據(jù)層，邏輯鏈路控制與適配協(xié)議，HCI 主機(jī)控制器接口，LMP 鏈路管理以及我們射頻人所熟悉的基帶部分和射頻部分。
藍(lán)牙工作在我們最熟悉的 ISM 頻段，也就是 2.4GHz，帶寬為 83.5MHz，從 2.4GHz-2.4835GHz，和我們常用的 wifi 等都共用這個(gè)頻段。那怎么處理他們之間的干擾呢？藍(lán)牙采用了跳頻擴(kuò)頻技術(shù) FHSS（Frequency-Hopping Spectrum Spred），這個(gè)技術(shù)將頻帶分成 1MHz 間隔的 79 個(gè)調(diào)頻信道，藍(lán)牙設(shè)備的信號(hào)以偽隨機(jī)的方式從一個(gè)信道跳到另一個(gè)信道，從表面看，藍(lán)牙占據(jù)了整個(gè) ISM 頻段，但實(shí)際上只有約 1MHz 的頻段被占用，并且調(diào)頻的速率是 1600 跳每秒。
同時(shí)呢，為了避免潛在的干擾，標(biāo)準(zhǔn)組織以藍(lán)牙協(xié)議為基礎(chǔ)，提出了無線個(gè)人局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.15，以解決藍(lán)牙和無線網(wǎng) Wifi 之間的共存問題。
參考文獻(xiàn)
1，“藍(lán)牙”這個(gè)名稱是從哪里起源的？
https://www.zhihu.com/question/363418394/answer/953846245
2，https://www.zhihu.com/market/pub/120053325/manuscript/1289625216721985536
3，https://www.zhihu.com/market/pub/119967083/manuscript/1284013495869583360
4，https://baike.baidu.com/item/%E5%93%88%E6%8B%89%E5%B0%94%E8%93%9D%E7%89%99%E7%8E%8B/4386452
5，https://www.bluetooth.com/bluetooth-resources/?types=study-guide
本文來自微信公眾號(hào)：射頻學(xué)堂 （ID：RF_Center），作者：RF 小木匠
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