一文带你认识蓝牙的前生今世

曾几何时，梦想着能拥有一款带蓝牙功能的手机，现在蓝牙已经走遍了千家万户，几乎所有的智能手机都具有蓝牙功能，蓝牙耳机，蓝牙键盘，蓝牙鼠标，蓝牙音箱，缺少蓝牙功能的电子设备感觉就不是一款现代设备。那么蓝牙到底是什么？为什么这款无线技术被叫做"蓝牙"？蓝牙到底能干什么？射频学堂今天和大家一探究竟。

蓝牙的起源

无线技术的发展，正是为了满足人们对无线连接的无限发展的需求而发展的，蓝牙技术作为一项无线技术也不例外。1994 年的时候，爱立信公司成立了一个专项科研小组，这个研究小组的主要任务是开发一款低功耗，低成本的无线连接技术，用来无线电话和耳机等电子设备的无线连接。随着研究的深入，科研人员愈发发现这项技术的巨大商业应用潜力。类似于现在无线移动通信技术，仅靠一家公司是很难推广开来的，于是，爱立信的科研人员将这项技术公布了出来，拉了一伙人来搞，这伙人来自五个跨国通信类公司 -- 除了瑞典的爱立信，还有芬兰的诺基亚，美国的蓝色巨人 IBM 和英特尔，以及日本的东芝。电子领域的人一看这伙人的来历就明白这个组织非同一般，移动通信领域的霸主 -- 爱立信，诺基亚，电子计算机的霸主 IBM 和英特尔，八九十年代的科技树怎么能少得了日本。这个团伙给自己取了个名字 --SIG，缩写很高大上，但是全拼就是 Special Interest Group，特殊兴趣小组，团伙奋斗目标就是搞蓝牙，通俗点就是建立一个全球性的小范围通信技术。

这个特殊兴趣小组发展极为迅速，从 1998 年的 5 巨头，到 2000 年的时候成员已经超过 2000+，甚至在 1999 年的时候，世界首富比尔盖茨专门到拉斯维加斯的一家制作蓝牙胸卡的小作坊参观，并随后微软就加入了这个小组。现在几乎所有的电子设备公司都加入了这个特殊小组。感兴趣的同学可以查看一下你的公司在不在组织内。

蓝牙技术的成功无疑是巨大的，但是这个特殊兴趣小组 SIG 搞出来的特殊无线技术为什么叫做蓝牙呢？白牙不更漂亮吗？这个无线技术像一口蓝色的牙齿一样紧紧咬合着，从不断线？还是老外们的审美真有问题！

这个"蓝牙"，并不是老外丰富的想象力搞出来的，这个名字是为了纪念古代一个伟大的国王 --Harald Blåtand，Blåtand 换成英语就是 Bluetooth，刚好这位国王非常喜欢吃蓝莓，并且不爱刷牙，牙齿都是蓝色的，所以人们干脆就叫他 蓝牙王 King Bluetooth 。还好他不吃草莓，要不然就是红牙王了，一张嘴给吃生肉一样。这位国王最伟大的贡献就是统一了古代的丹麦，瑞典和挪威，并且在北欧海盗盛行的地方引进了基督教，使海盗时代逐渐终结。所以这位蓝牙王位列影响世界的 100 位帝王的第 63 位。而且这个蓝牙王口齿伶俐，善于交际，在有生之年将挪威、瑞典和丹麦统一起来，和建立特殊兴趣小组的初衷是一样的。所以就把这项无线技术命名为：Bluetooth 蓝牙。Harald Blåtand 的首字母被设计成了蓝牙的标志。

蓝牙技术的发展

从 1998 年推出第一代蓝牙技术，到现在已经发展了 5 代，所以蓝牙技术也到了 5G 时代。如下图所示，最主要的特点也是传输速率越来越快，并且传输距离也越来越远。当然每一代之间还有一些小版本的升级，比如在 2002 年和 2003 年分别推出了蓝牙 1.1 和蓝牙 1.2，传输速率从最初的 723Kb / s 提升到了 1Mb / s。 这里面离不开工程师们的辛勤工作，当然也有我们射频工程师的巨大贡献。

蓝牙技术的发展

下面是蓝牙发展年表，以便大家更方便了解这个技术。最新推出的应该是蓝牙语音技术 -- Bluetooth Audio. 需求无止境，技术的发展也是永无止境的，相信蓝牙技术的未来也会越来越强大。

蓝牙技术特点

作为一款标准的无线通信系统，蓝牙也有自己的一套独特的通信协议 -- 蓝牙协议，蓝牙协议就由他的标准小组 SIG 制定并公布，下图给出了蓝牙协议的结构示意图，包括应用层，数据层，逻辑链路控制与适配协议，HCI 主机控制器接口，LMP 链路管理以及我们射频人所熟悉的基带部分和射频部分。

蓝牙工作在我们最熟悉的 ISM 频段，也就是 2.4GHz，带宽为 83.5MHz，从 2.4GHz-2.4835GHz，和我们常用的 wifi 等都共用这个频段。那怎么处理他们之间的干扰呢？蓝牙采用了跳频扩频技术 FHSS（Frequency-Hopping Spectrum Spred），这个技术将频带分成 1MHz 间隔的 79 个调频信道，蓝牙设备的信号以伪随机的方式从一个信道跳到另一个信道，从表面看，蓝牙占据了整个 ISM 频段，但实际上只有约 1MHz 的频段被占用，并且调频的速率是 1600 跳每秒。

同时呢，为了避免潜在的干扰，标准组织以蓝牙协议为基础，提出了无线个人局域网标准 IEEE802.15，以解决蓝牙和无线网 Wifi 之间的共存问题。

参考文献

• 1，"蓝牙"这个名称是从哪里起源的？

• 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

本文来自微信公众号：射频学堂 （ID：RF_Center），作者：RF 小木匠