蓝牙（Bluetooth）技术是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。蓝牙使当前的一些便携移动设备和计算机设备能够不需要电缆就能连接到互联网，并且可以无线接入互联网。

　　通俗来说，蓝牙是一种短距离无线m左右的距离内实现无线个域网的通信与信号交流，用于替代红外线通信，特点为方便快捷，成本低，安全且功耗较低。自1998年5月五大巨头爱立信，诺基亚，东芝，IBM和英特尔联合宣布其诞生以来，蓝牙已经历经多次重大技术及漏洞更新，现最新版本为5.3。

　　蓝牙仅能在小范围内进行连接，其频段在2.4—2.485GHZ波段之间,作为一种连接的主流技术，其使用IEEE802.15协议，在汽车，工业，医疗和生活等方面发挥着巨大作用。另外，蓝牙与其他便携设备或者计算机连接无需电缆即可接入互联网。且其适用的设备多，使用跳频功能导致其抗干扰能力强，在如今，蓝牙已经在各种操作系统中实现了良好的兼容性。但在另一方面，蓝牙的安全性不高和连接方式过于繁琐的问题使得其较容易被黑客攻破，这也是未来蓝牙需要发展完善的方向之一。

　　在未来，蓝牙的成本将会更低，功耗将会更小，且兼容性也会更高，同时安全性也会得到相应的提升。我们应加强蓝牙方面的研究和合作开发，将其更好地造福于人类。

　　我们可能每天都在使用蓝牙，无论是将耳机与智能手机同步，还是将一些文件从一台设备传输到另一台设备。但蓝牙到底是什么？其是如何工作的呢？本文将分解这项技术背后的一些重要理念，以便大家能更多地了解蓝牙。

　　用最简单的方式解释一下，蓝牙是一种使用无线电波在设备之间传输数据的无线通信标准。有许多无线通信标准都使用相同的技术，那么蓝牙有什么不同呢?与其他形式的无线电通信不同，蓝牙电波不会传播很远，并且会不断切换频率。

　　蓝牙使用的恒定频率切换称为跳频扩频。这项技术使蓝牙高度安全，因为信号具有抗干扰，很难被第三方截获，也很难扰。此外，其可以与传统信号共存而不受两者干扰。在历史上，这项技术是由一些不同的人发明的，但一个显著的贡献来自20世纪40年代的好莱坞女演员HedyLamarr和作曲家GeorgeAntheil。

　　我们只能在短距离内使用蓝牙，最新的版本可以达到240米(800英尺)的范围。墙壁、天花板和其他障碍物会进一步缩短这个范围。但这也是蓝牙的吸引力之一，因为许多设备可以就近存在，且彼此之间可能不会发生冲突。

　　这些设计师最初创建蓝牙是为了取代1960年早期的RS-232通信电缆标准。在1994年到1997年之间，该团队创建了该概念的可行实施方案。到1998年，蓝牙特别兴趣小组(SIG)成立，最初由Ericsson、Intel、Nokia、Toshiba和IBM.组成。然而，尽管有这项早期工作，但第一款支持蓝牙的消费类设备是2001年的EricssonT39手机。

　　“蓝牙”这个名字来自Intel的Jim Kardach，其是SIG最初的成员之一。 Jim与SvenMattisson谈论斯堪的纳维亚历史，包括Frans G.Bengtsson的小说《长船》，这是关于维京人和10世纪丹麦国Harald Bluetooth的故事。Jim在GwynJones的《维京史》一书中看到了Harald Bluetooth的符文石，并以此为基础提出了名称和徽标。Kardach之所以选择这个名字，是因为蓝牙将设备联合起来，就像Harald Bluetooth将丹麦王国联合起来一样。该标志是两个符文的组合，代表Harald Bluetooth的首字母。

　　如前所述，蓝牙使用无线GHz范围内，该范围内存在Wi-Fi和其他标准。蓝牙有效地允许设备创建一个小网络，称为piconet。一台设备是“中央”设备，其他的是“外围”设备，这八台设备能够同时交互——即一个中央设备和七个外围设备。

　　中央设备协调一切，可以向任何外围设备发送数据，或请求发送数据。外围设备只能与中央设备通信，不能相互通信。举个简单的例子，考虑一副与智能手机同步的耳机。手机是中央设备，耳机是外围设备。

　　每个蓝牙设备都有一个48位地址。但是，通常不会看到这种情况。相反可能会看到人类可读的设备名称，如“Jake’siPhone”或“Sony WH-1000XM5”。

　　要使两个蓝牙设备相互通信，必须将它们进行配对。如果之前没有连接过两台设备，那么配对涉及多个步骤:

　　查询:两台设备需要相互发现。一台设备发出请求，另一台设备监听请求。它们互相发送自己的地址和姓名，以及一些附加信息。例如，从耳机盒中取出一副真正的无线耳机，将之置于配对模式。之后，可以在手机的蓝牙设备列表中找到耳机。

　　寻呼:设备将开始形成连接的过程。它们将交换更多的信息，之后将完成这一过程。

　　连接:完成查询和寻呼步骤后，即可进行数据的发送和接收。以耳塞为例，现在可以通过手机聆听音乐。

　　整个过程只需要发生一次。在那之后，这些设备将互相记住，并在进入范围后自动连接。可以做到这一点的设备称为配对设备。

　　这些设备可能需要一个身份验证步骤，以防止不必要的连接建立。这就是为什么在同步两个新设备时，会看到输入PIN或批准配对请求的提示。

　　一旦完成，同步设备就可以发送和接收许多数据类型。根据数据类型，有几种方法可以做到这一点。多年来，蓝牙经历了新的版本、更新、标准和增强，从蓝牙1到现今的蓝牙5版本都有引入。

　　如今的蓝牙，将无线控制器连接到游戏机和电脑，将耳机连接到智能手机等等。尽管在创建蓝牙时，人们的想法是用在电话耳机上，但这个标准已经在各种各样的设备上得到了应用。我们目前处于蓝牙5时代，许多蓝牙4设备至今仍在使用。

　　音频似乎是蓝牙的自然延伸。毕竟，创建其的工程师们考虑的是手机耳机。但这种实现只考虑了实现可理解的通话质量，而不是人们享受的全方位音乐。这就是蓝牙音频编解码器发挥作用的地方。最终，蓝牙标准默认包含了SBC蓝牙编解码器，但它以不能提供最好的音频质量而闻名。因此，专有编解码器填补了这一空白，包括aptX，Sony LDAC和Samsung的可扩展音频编解码器。在蓝牙5.0中，我们获得了LC3编解码器和LE音频，这将带来许多增强功能。

　　随着2020年蓝牙5.2版本的推出，LC3编解码器和LE Audio出现了。后者在助听器、高清语音通话等方面看起来很有前景。LE代表低能耗cq9电子，且已经是蓝牙4的一部分，但蓝牙5做了许多改进。其在技术上是一个不同的标准，但许多设备可以支持经典蓝牙和LE。低功耗蓝牙允许在没有固定的中央设备和外围设备的情况下创建piconet。还可以进行网格和广播，以及检测设备的位置和其移动方式

　　简单地说，LE是用于附带通信，如健身追踪器和智能家居设备，而Classic是用于持续通信，如耳机。但LEAudio稍微弥补了这一差距，实现了高质量的通话，而无需太多功率。广播功能本质上允许蓝牙5LE设备像公共广播系统一样工作，这可能有助于快速向大量人群发布公告。

　　LC3编解码器也有很多好处。其耗电更少，因此设备可以做得更小，使用时间更长。根据初步数据，其音频质量也比SBC好得多。就像SBC编解码器一样，其是默认提供的，因此各种设备都可能包含。

　　如今，我们可以在手机、笔记本电脑、耳机、智能家居设备和许多其他东西中找到蓝牙。从最初的实现到现在，该标准已经走过了很长一段路，且看起来其将在许多新设备中存在很长一段时间。

　　现在，蓝牙已经走遍了千家万户。目前所有的智能手机都具有蓝牙功能，此外蓝牙耳机，蓝牙键盘，蓝牙鼠标，蓝牙音箱也是让人目不暇接。

　　那么，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？今天就让我们一探究竟。

　　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，用来将电话和耳机等cq9电子设备无线连接起来。

　　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。然而类似于现在无线移动通信产业，一项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。

　　移动通信领域的霸主——爱立信和诺基亚，cq9电子计算机的霸主IBM和英特尔；此外，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。

　　现在几乎所有的cq9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！

　　Blåtand 换成英语就是Bluetooth。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 。

　　这位蓝牙国王位列影响世界的100位帝王的第63位，其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。

　　因此，这项无线技术就被命名为：Bluetooth 蓝牙。Harald Blåtand 这个名字的首字母，也就顺理成章地被设计成了蓝牙的标志。

　　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，随着蓝牙技术的发展，传输速率越来越快，并且传输距离也越来越远。

　　下面的蓝牙发展年表见证了这项技术悠久的历史。目前最新推出的是蓝牙语音技术—— Bluetooth Audio。

　　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，由前面提到的的标准小组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。

　　因此，虽然从表面看，蓝牙占据了整个ISM频段，但实际上只有约1MHz的频段被占用，并且跳频的速率是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。