全球觀天下！一文帶你認識藍牙的前生今世
曾幾何時，夢想著能擁有一款帶藍牙功能的手機，現(xiàn)在藍牙已經(jīng)走遍了千家萬戶，幾乎所有的智能手機都具有藍牙功能，藍牙耳機，藍牙鍵盤，藍牙鼠標(biāo)，藍牙音箱，缺少藍牙功能的電子設(shè)備感覺就不是一款現(xiàn)代設(shè)備。那么藍牙到底是什么？為什么這款無線技術(shù)被叫做“藍牙”？藍牙到底能干什么？射頻學(xué)堂今天和大家一探究竟。
(相關(guān)資料圖)
藍牙的起源
無線技術(shù)的發(fā)展，正是為了滿足人們對無線連接的無限發(fā)展的需求而發(fā)展的，藍牙技術(shù)作為一項無線技術(shù)也不例外。1994 年的時候，愛立信公司成立了一個專項科研小組，這個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)這項技術(shù)的巨大商業(yè)應(yīng)用潛力。類似于現(xiàn)在無線移動通信技術(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技術(shù)公布了出來，拉了一伙人來搞，這伙人來自五個跨國通信類公司 —— 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組織非同一般，移動通信領(lǐng)域的霸主 —— 愛立信，諾基亞，電子計算機的霸主 IBM 和英特爾，八九十年代的科技樹怎么能少得了日本。這個團伙給自己取了個名字 ——SIG，縮寫很高大上，但是全拼就是 Special Interest Group，特殊興趣小組，團伙奮斗目標(biāo)就是搞藍牙，通俗點就是建立一個全球性的小范圍通信技術(shù)。
這個特殊興趣小組發(fā)展極為迅速，從 1998 年的 5 巨頭，到 2000 年的時候成員已經(jīng)超過 2000+，甚至在 1999 年的時候，世界首富比爾蓋茨專門到拉斯維加斯的一家制作藍牙胸卡的小作坊參觀，并隨后微軟就加入了這個小組?，F(xiàn)在幾乎所有的電子設(shè)備公司都加入了這個特殊小組。感興趣的同學(xué)可以查看一下你的公司在不在組織內(nèi)。
藍牙技術(shù)的成功無疑是巨大的，但是這個特殊興趣小組 SIG 搞出來的特殊無線技術(shù)為什么叫做藍牙呢？白牙不更漂亮嗎？這個無線技術(shù)像一口藍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“藍牙”，并不是老外豐富的想象力搞出來的，這個名字是為了紀(jì)念古代一個偉大的國王 ——Harald Bl?tand，Bl?tand 換成英語就是 Bluetooth，剛好這位國王非常喜歡吃藍莓，并且不愛刷牙，牙齒都是藍色的，所以人們干脆就叫他 藍牙王 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了基督教，使海盜時代逐漸終結(jié)。所以這位藍牙王位列影響世界的 100 位帝王的第 63 位。而且這個藍牙王口齒伶俐，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。所以就把這項無線技術(shù)命名為：Bluetooth 藍牙。Harald Bl?tand 的首字母被設(shè)計成了藍牙的標(biāo)志。
藍牙技術(shù)的發(fā)展
從 1998 年推出第一代藍牙技術(shù)，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了 5 代，所以藍牙技術(shù)也到了 5G 時代。如下圖所示，最主要的特點也是傳輸速率越來越快，并且傳輸距離也越來越遠。當(dāng)然每一代之間還有一些小版本的升級，比如在 2002 年和 2003 年分別推出了藍牙 1.1 和藍牙 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。
藍牙技術(shù)的發(fā)展
下面是藍牙發(fā)展年表，以便大家更方便了解這個技術(shù)。最新推出的應(yīng)該是藍牙語音技術(shù) —— Bluetooth Audio. 需求無止境，技術(shù)的發(fā)展也是永無止境的，相信藍牙技術(shù)的未來也會越來越強大。
藍牙技術(shù)特點
作為一款標(biāo)準(zhǔn)的無線通信系統(tǒng)，藍牙也有自己的一套獨特的通信協(xié)議 —— 藍牙協(xié)議，藍牙協(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 等都共用這個頻段。那怎么處理他們之間的干擾呢？藍牙采用了跳頻擴頻技術(shù) FHSS（Frequency-Hopping Spectrum Spred），這個技術(shù)將頻帶分成 1MHz 間隔的 79 個調(diào)頻信道，藍牙設(shè)備的信號以偽隨機的方式從一個信道跳到另一個信道，從表面看，藍牙占據(jù)了整個 ISM 頻段，但實際上只有約 1MHz 的頻段被占用，并且調(diào)頻的速率是 1600 跳每秒。
同時呢，為了避免潛在的干擾，標(biāo)準(zhǔn)組織以藍牙協(xié)議為基礎(chǔ)，提出了無線個人局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.15，以解決藍牙和無線網(wǎng) Wifi 之間的共存問題。
參考文獻
1，“藍牙”這個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：射頻學(xué)堂 （ID：RF_Center），作者：RF 小木匠
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