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第1章 无线技术规范

1.1概述

1.2频段及信道分配

1.3发射机特性

1.3.1调制特性

1.3.2寄生辐射

1.3.

2.1 带内寄生辐射

1.3.

2.2 带外寄生辐射

1.3.3 设备频率容许偏差

1.4 接收机特性

1.4.1 实际灵敏度电平

1.4.2 干扰特性

1.4.3 带外阻塞

1.4.4 交叉调制特性

1.4.5 最大有效电平

1.4.6 寄生辐射

1.4.7 接收机场强指示器（随机值）

1.4.8 干扰信号定义依据

1.5 附录A

1.5.1 标称测试条件（NTC）

1.5.1.1 常温

1.5.1.2 电源

1.5.1.

2.1 主电源

1.5.1.

2.2 车载酸性电池电源

1.5.1.

2.3 其它电源

1.5.2 临界测试条件（ETC）

1.5.

2.1 临界温度

1.5.

2.2 临界电源电压

1.5.

2.2.1 主电源

1.5.

2.2.2 车载酸性电源

1.5.

2.2.3 其它类型电池电源

1.5.

2.2.4 其它类型电源

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1.6 附录B

第2章 基带规范

2.1 概述

2.2 物理信道

2.2.1 频带及射频（RF）信道

2.2.2 信道定义

2.2.3 时隙

2.2.4 调制与波特率

2.3 物理链接

2.3.1 概要

2.3.2 SCO链接

2.3.3 ACL链接

2.4 分组

2.4.1 一般格式

2.4.2 识别码

2.4.2.1 识别码类型

2.4.2.2 报头

2.4.2.3 同步字

2.4.2.4 报尾

2.4.3 分组头

2.4.

3.1 AM ―ADDR

2.4.

3.2 类型

2.4.

3.3 流量

2.4.

3.4 ARQN

2.4.

3.5 SEQN

2.4.

3.6 HEC

2.4.4 分组类

2.4.4.1 公用分组类

2.4.4.1.1 ID分组

2.4.4.1.2 NULL分组

2.4.4.1.3 POLL分组

2.4.4.1.4 FHS分组

2.4.4.1.5 DM1分组

2.4.4.2 SCO分组

2.4.4.2.1 HV1分组

2.4.4.2.2 HV2分组

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2.4.4.2.3 HV3分组

2.4.4.2.4 DV分组

2.4.4.3 ACL分组

2.4.4.

3.1DM1分组

2.4.4.

3.2 DH1分组

2.4.4.

3.3DM3分组

2.4.4.

3.4 DH3分组

2.4.4.

3.5 DM5分组

2.4.4.

3.6 DH5分组

2.4.4.

3.7 AUX1分组

2.4.5 有效信息格式

2.4.5.1 话音字段

2.4.5.2 数据字段

2.5 纠错

2.5.1 1/3比例前向纠错码

2.5.2 2/3比例前向纠错码

2.5.3 ARQ（自动重复请求）方案

2.5.

3.1 无编号的ARQ

2.5.

3.2 重发过滤

2.5.

3.3 有效信息刷新

2.5.

3.4 考虑多—从单元

2.5.

3.5 广播分组

2.5.4 错误校验

2.6 逻辑信道

2.6.1 LC信道（链接控制）

2.6.2 LM信道（链接管理）

2.6.3 UA/UI信道（用户异步/等时数据）

2.6.4 US信道（用户同步数据）

2.6.5 信道映射

2.7 加噪

2.8 收/发例行测试

2.8.1 TX 例行测试

2.8.1.1 ACL通信

2.8.1.2 SCO通信

2.8.1.3 数据一话音混合通信

2.8.1.4 默认分组类

2.8.2 RX例行测试

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2.8.3 流控制

2.8.

3.1 收端控制

2.8.

3.2 发端控制

2.8.4 比特流处理

2.9 发 / 收定时

2.9.1 主/从定时同步

2.9.2 联机状态

2.9.3 退出保持模式

2.9.4 唤醒休眠状态

2.9.5 呼叫状态

2.9.6 FHS分组

2.9.7 多一从结构

2.10 信道控制

2.10.1概述

2.10.2主－从定义

2.10.3蓝牙时钟

2.10.4状态综述

2.10.5待机状态（STANDBY STATE）

2.10.6识别过程

2.10.6.1 概述

2.10.6.2 呼叫扫描

2.10.6.3 呼叫

2.10.6.4 呼叫响应过程

2.10.6.4.1 从单元响应

2.10.6.4.2 主单元响应

2.10.7 查询过程

2.10.7.1 概述

2.10.7.2 查询扫描

2.10.7.3 查询

2.10.7.4 查询响应

2.10.8 联机状态

2.10.8.1 活动模式

2.10.8.2 呼吸方式

2.10.8.3 保持模式

2.10.8.4 休眠模式

2.10.8.4.1 信标信道

2.10.8.4.2 信标识别期

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2.10.8.4.3 休眠从单元的同步

2.10.8.4.4 休眠

2.10.8.4.5 主激活解除休眠

2.10.8.4.6 从激活解除休眠

2.10.8.4.7 广播扫描期

2.10.8.5 轮询（Polling）方式

2.10.8.5.1 活动模式下的轮询

2.10.8.5.2 休眠模式下的轮询

2.10.8.6 时隙保留方式

2.10.8.7 广播方式

2.10.9 散射网

2.10.9.1 概述

2.10.9.2 匹克网间通信

2.10.9.3 主一从切换

2.10.10 能量管理

2.10.10.1 分组处理

2.10.10.2 时隙占用

2.10.10.3 低功耗模式

2.10.11链接管理

2.11 跳频选择

2.11.1 一般选择方案

2.11.2 选择内核

2.11.2.1 第一加法操作

2.11.2.2 XOR操作

2.11.2.3 排列操作

2.11.2.4 第二加法操作

2.11.2.5 寄存器组

2.11.3 控制字

2.11.

3.1 呼叫扫描和查询扫描状态

2.11.

3.2 呼叫状态

2.11.

3.3 呼叫响应

2.11.

3.3.1 从单元响应

2.11.

3.3.2 主单元响应

2.11.

3.4 查询状态

2.11.

3.5 查询响应

2.11.

3.6 联机状态

2.12 蓝牙音频

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2.12.1 对数PCM 编译码器（CODEC）

2.12.2 连续变化斜率增量调制 编译码器 （CVSD CODEC）

2.12.3 错误处理

2.12.4 一般音频要求

2.12.5 信号层

2.12.4.2 CVSD音频质量

2.13 蓝牙编址

2.1

3.1 蓝牙设备地址 (BD-ADDR)

2.1

3.2 识别码

2.1

3.2.1 同步字定义

2.1

3.2.2 伪随机噪音序列发生器

2.1

3.2.3 GIAC和DIAC的保留地址

2.1

3.3 活动成员地址

2.1

3.4 休眠成员地址（PM_ADDR）

2.1

3.5 接收要求地址（AR_ADDR）

2.14 蓝牙安全性

2.14.1 随机数发生器

2.14.2 字管理

2.14.2.1 字类

2.14.2.2 字生成和初始化

2.14.2.2.1 生成初始化字Kinit

2.14.2.2.2 鉴权

2.14.2.2.3 生成单元字

2.14.2.2.4 生成组合字

2.14.2.2.5 生成加密字

2.14.2.2.6 一点多址结构

2.14.2.2.7 修改链接字

2.14.2.2.8 生成主单元字

2.14.3 加密

2.14.

3.1 加密字长度协调

2.14.

3.2 加密字模式

2.14.

3.3 加密概念

2.14.

3.4 加密算法

2.14.

3.

4.1 密码操作

2.14.

3.

4.2 LFSR初始化

2.14.

3.

4.3 字流序列

2.14.4 鉴权

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2.14.4.1 重试

2.14.5 鉴权和字生成函数

2.14.5.1 鉴权函数E1

2.14.5.2 函数Ar和Ar’

2.14.5.2.1 循环计算

2.14.5.2.2 替换框“e”和“l”

2.14.5.2.3 密钥时序安排

2.14.5.3 鉴权E2密钥生成函数

2.14.5.4 加密E3密钥生成函数

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第1章 无线技术规范

1． 概述

蓝牙传输设备工作在2.4GHz ISM（工业、科学、医学）频段，本规

范确立了蓝牙传输设备的专用工作频段范围。

据此而论，蓝牙系统必须符合下述两个必要条件：

● 工作在蓝牙系统中的各无线电设备之间，必须具有兼容性。

● 应确定系统容量。

蓝牙传输设备应遵循由附录A及附录B所阐述的完整操作规范的操作

条件，无线电收、发设备的参数必须按射频（RF）测试标准的所述方法测试。目前世界上主要采用的是欧洲、日本及北美三种测试标准，这三种测

试标准也仅作为一种参考标准，它们随时根据无线电设备技术的发展而被

修改和完善。

例如：在美国无线电传输设备由美国联邦通信委员会（FCC）来制定其

测试标准，而在欧洲，除西班牙、法国外，其它国家都采用欧洲电信设置

标准（ETSI）。

2．频段及信道分配

由于蓝牙系统工作在2.4GH z ISM频段，而该频段根据有关法规属于

工业、科学、医学等领域的工作频段，所以世界上绝大多数国家将该频段

的带宽定为2400—2483.5GH z，然而有些国家对该频段作了一些限制。为

满足这些限制，使设备能处于正常工作状态，因而产生了符合自身国情的

各种跳频算法。没有采用这些算法的常规产品在那些有限制的地区是不能

且也不允许工作的。若为满足这些地区的使用而专门生产符合该地区限制

的专用产品，显然是非常不合算的。蓝牙SIG推荐的设备可以克服这种不便，使其设备可在任何不同的地区使用。

这里用一个表格形式来说明世界上几种主要地区频带分配情况。

表1.1 工作频段

地区频率范围射频波道美国、欧洲及大部分其它国家① 2400∽2.4835 GHz f =2402+ kMHz

k=0,......,78

西班牙②2.445∽2.475 GHz f=2449+ kMHz

k=0,......,22 法国③2.4465∽2.4835 GHz f=2454+ kMHz

k=0,......,22

注 ： ① 日本于1999年10月初MPT公布了将原频段范围扩展为：2.4～2.4835 GHz，并立即生效。然而通过TELEC设备的测试，为完成这种改变还需要有

一段时间，所以预先专门设计的复盖2.471～2.497 GHz跳频算法仍作为一

种选择。

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② 西班牙提出建议将国家频段范围扩展为2.403～2.4835 GHz。为达到全

面的一致，蓝牙SIG已与西班牙的相关管理机构接洽，可望在2000年初能

得到结果。

③蓝牙SIG已与法国的管理机构确立了良好的关系，紧接的就是全面的发展。在

频段分配上，美国、欧洲（西班牙、法国除外）及大多数国家都采用 2.400～

2.483GHz标准频段，射频信道为：f=2402+kMHz，k=0，1，2，…78。由于信道

间隔为1MHz。各国为遵循带外规定，均在低边带和高边带设置了保护带宽。如表所示：

表1.2防护带

地 区 低 边 带 高 边 带

美国 2MHz 3.5MHz

欧洲（除西班牙、法国外） 2MHz3.5MHz

西班牙 4MHz26MHz

法国 7.5MHz7.5MHz

日本 2MHz2MHz

3. 发射机特性

需要说明的是，当设备与天线模拟器相连时，则对发系统按不同的输出功率分别进行阐述。在阐述前我们首先假设天线的功率增益为0dB i，设备与天线模拟器的连接为无损耗作为天线参考条件。

由于辐射在测量时对精确度要求的准确性极难得以保证，因此，采用全等效的天线模拟器来代替整个天线系统。

如果在测试中天线实际增益大于0dBi，则可利用ETSI 300 328和FCC 的第15节对其校正。

发射机可按输出功率分为三种类型。

功率分类1：最大输出功率（Pmax）是：100mW(20dBm)。

一般输出功率是：N/A。

最小输出功率是：1 mW (0dBm)。

功率控制：Pmin<+4 dBm到Pmax。

Pmin到Pmax可选择。

功率分类2：最大输出功率（Pmax）是：2.5 mW(4dBm)。

一般输出功率是：1 mW(0dBm)。

最小输出功率是：0.25Mw(-6dBm)。

Pmin到Pmax可选择。

功率分类3：最大输出功率（Pmax）是：1mW(0dBm)。

一般输出功率是：N/A。

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最小输出功率是：N/A。

Pmin到Pmax可选择。

上述所提的最小输出功率是相对于最大功率所言，而且最低功率限制Pmin<-30 dBm也仅是一个建议，并不需严格遵循这种规定，它可以根据实际应用的需要而选择。

当发射机输出功率为第一种类型时，则具有功率控制能力。该功能可控制发射机功率超过0dBm的情况，在0dBm下时，发射机功率控制是可选的，为此可获取最佳功率损耗及干扰。功率输出增益控制选择采用了一种单调序列步进方式（即：线形方式）这种步进增益由两种方式组成，一种是高步进增益（每步8 dB），另一种是低步进增益（每步2 dB）。当类型1设备是使用最大传输功率（+20dBm）时，在实际使用中一般控制在低于4dBm的情况或更小。

具有功率控制功能的发射机，在工作过程中使用LMP（具体内容见链接管理协议）来获得最佳输出功率。若发射功率出现波动时，发射机设备由RISS测量并回送测试结果。

3.1 调制特性

调制是用BT=0.5的GFSK，调制指数在0.28~0.35之间。二进制数所表示的“1”代表频率正偏差，而“0”代表频率负偏差。符号T iming 表明优于±20ppm。

对每个传输信道，符合1010序列的最小频偏（Fmin≤{Fmin+，Fmin-}）将不小于按00001111序列的频偏（fd）的±80%，另外最小频偏将决不会小于115KH z。

理想信号正交于零点时，应是无误差的（正交清晰，无扩散）。本规范定义了实际信号过零正交时的扩散与理想状况相比其范围（正交模糊度）小于±1/8。

在此用眼图的形式来描述调制特性。

Time

Ft

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Ft - fd

Fmin+ 过零错

图1.1 眼图

3.2 寄生辐射

带内及带外寄生辐射使用跳频发射机在单频上的跳频来测量。这就是说在接收时隙和发射时隙之间，频率必须是同步地改变，，从而使收、发信机始终是同步在同一传输频率上。

3.2.1 带内寄生辐射

在ISM带内的发射机将遵循下表所提参数通过频谱框架。

表1.3传输频谱框架

频率偏移传输功率

±550 KHz -20 dBC

│M-N│=2 -20 dBm

│M-N│≧3 -40 dBm

频谱必须符合FCC的-20dB带宽精度声明，并将据此精度测量。另外FCC规定，在相邻信道上的相邻信道功率不同于两个或两个以上相邻信道数定义的相邻信道功率。该相邻信道功率定义为在1MH z信道内功率测量的总和。发射机功率以最大保持为100KH z带宽来测量。如发射机在M信道上发射，而相邻信道功率在信道N上测量。发射机是用发射一个伪随机数据帧通过测试。

注：若输出功率小于0dBm，那么无论如何，FCC的20dB有关规定将否定如上所述的绝对相邻信道功率规定。

除允许增加到3个1MH z宽的频带以外，中心频率是一个1MH z的若干整倍数，而且必须符合-20 dBm的绝对值。

3.2.2 带外寄生辐射

功率测量以100 KH z带宽测量。

其测量数据如下：

表1.4 带外寄生辐射规格

通频带运行模式理想模式

30 MHz—1GHz -36 dBm -57 dBm

1 GHz—12.75 GHz -30 dBm -47 dBm

1.8 GHz—1.9 GHz -47 dBm -47 dBm

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5.15 GHz—5.3 GHz -47 dBm -47 dBm

3.3 设备频率容许偏差

发射机初始中心频率精度必须是取自F C的±75k H z。在任何信息传输前，初始频率精度作为频率精度标准。但我们需注意，频率漂移规定不包含在±75KHz内。

分组里的发射中心频率漂移以下表说明，而不同的分组在基带规范说明中给出。

表1.5 分组里的频率漂移

报文类型频率漂移

单时隙分组±25k Hz

三时隙分组±40k Hz

五时隙分组±40k Hz

最大漂移率※ 400Hz/μs

注：※最大漂移率允许出现在分组的任何位置。

4．接收机特性

为测试误码率性能，接收机设备必须具有“回传”功能，设备回传译码信息。该功能在测试模式规范里确定。在该节内容中涉及到的参考灵敏度电平为-70dBm。

4.1 实际灵敏度电平

实际灵敏度电平以0.1%固有误码率（BER）输入电平形式定义。蓝牙技术中的接收机实际灵敏度电平应是-70dBm或更好。接收机设备必须达到-70dBm灵敏度电平，以适应蓝牙技术中在发射机特性内容中所提到的发射机设备特性。

4.2 干扰特性

同频和1MH Z及2MH Z的相邻干扰特性是希望信号用10dB以上的参考灵敏度电平来测试，在所有其它频率上，希望信号是一个3dB以上的参考灵敏度电平来测试。干扰信号的频率分布在带外2400~2497 MH z，带外衰减详细说明后面将会描述。干扰信号将被蓝牙调制，调制方法也在后面叙述。BER≤10%。信号的干扰比率如下表所示：

表1.6干扰特性

要求比率同频干扰（C/I co-channel） 11 dB

相邻（1 MHz）干扰（C/I 1MHz） 0 dB

相邻（2 MHz）干扰（C/I 2MHz）-30 dB

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相邻（≥3 MHz）干扰（C/I ≧3MHz）-40 dB

图象频率干扰（C/I image）-9 dB

带内图象频率相邻（1 MHz）干扰（C/I image±1MHz）-20 dB 注：上述标准是一个暂定标准，在蓝牙1.0版本发布后的18个月内上述标准可以成为正式标准。以蓝牙1.0版本发布之日起，经三年的观察期后，标准最终必须达到完善。在这样的一个观察期间，设备一定需满足+14 dB的同频干扰阻抗、+4 dBACI（@1 MHz）阻抗、-6 dB的图象频率干扰阻抗和-16 dB的ACI带内图象频率干扰阻抗。另外，暂订标准中所提到的图象干扰频率是指带内图象频率。若该图象频率≠n*1 MHz，那么图象干扰频率取其最接近的n*1 MHz频率，若相邻信道标准可适用于同信道，则标准的实用性就显得更为宽松一些。

这些规范仅以常温条件测试，同时接收机的使用是加载在单频上。它意指在收—发信机之间的频率合成器必须改频，但总是回到同频接收。

无线电设备频率不会遇到寄生响应频率。从≥2 MHz间隔的获取信号中，在频率里允许有五个寄生响应频率，在这些寄生响应频率上会见到C/I= -17dB的不严格的干扰标准。

4.3带外阻塞

带外阻塞是用超过参考灵敏度电平3dB的信号来测试。干扰信号将形成连续的漂移信号，且BER将≤0.1%。带外阻塞将满足下述标准。

表1.7带外阻塞规格

干扰信号频率干扰信号功率电平

30MHz～2000 MHz -10 dB

2000MHz～2399 MHz -27 dB

2498MHz～3000 MHz -27 dB

3000MHz～12.75 GHz -10 dB

除24信道被允许作为给定的接收频率之外，若中心频率都取1MH z 的整倍数，在产生寄生响应频率的19信道，干扰可能是BER为0.1%的-50 dB的功率电平。余下其间的产生寄生响应频率的5个信道，功率电平是随机的。

4.4交叉调制特性

在BER=0.1%时，频率灵敏度会以如下所述情况出现：

● 用超过参考灵敏度电平6 dBm的功率电平有效信号频率f0处。

● 静态正弦波信号在功率电平为-39 dBm的f1处。

● 蓝牙调制信号（见后述）在功率电平为-39 dBm 的f2 处。

这样f0=2 f1-f2 及 | f2 –f1 | = n * 1MH z，此处n取值可为3、4或5，且蓝牙系统必须满足三个选择条件之一。

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4.5 最大有效电平

接收机最大有效输入电平以优于-20dBm运行。 BER的值将小于或等于-20dBm输入功率的0.1%。

4.6 寄生辐射

蓝牙接收机的寄生辐射不会多于下述描述：

表1.8 带外寄生辐射

频带规格

30MHz～1GHz -57 dBm

1GHz～12.75GHz -47 dBm

被测功率以100KHz带宽测试。

4.7 接收机场强指示（随机值）

作为功率控制连接的收发信机必须可以测量它自身接收信号强度来确认连接在另一端发射机输出功率的增加或减少，该功能由接收机场强（RSSI）来实现。

功率控制的方法以最佳的接收功率为规定标准。该最佳接收功率用一个低限和一个高限区域来表示。RSSI必须有一个等于该区域最小变化范围。当接收信号功率是-20dB m时，RSSI必须有一个±4dB m或更好的绝对精度值。另外起始于-60 dB向上20±6dB m的最小区域必须被复盖。

60dBm±4 低限

图1.2 RSSI动态区域和精度

4.8 干扰信号定义基准

蓝牙调制干扰信号作如下定义：

调制：GFSK。

调制指数：0.32±1%。

BT：0.5±1%。

比特率：1Mbps±1ppm。

调制数据：PRBS9。

频率精度优于±1ppm。

5.1标称测试条件（NTC）

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5.1.1 常温

测试的常温一般选择为+15℃ 到+35℃。当用该条件测试的结果来说明其真实性是不实际时，所以被测设备的环境温度一定要标注。同时在测试过程中的实测数据应在测试报告中记录。

5.1.2 电源

5.1.2.1 主电源

作为与主体设备相连的标称测试电源应是主电源。标称电压应是明确给出或在设计设备时用能够明确表明电压的任何其它形式标明。测试电压的频率应符合主体交流电源的标称频率 2% 内的规定。

5.1.2.2车载酸性电池电源

当无线电设备准备用车载酸性电池或交流电机作为设备运行电源时，标称测试电压应是电池（6V，12V等）的标称电压的1.1倍。

5.1.2.3 其它电源

对其它电源或电池类作为设备运行电源时，标称测试电压应在设备详细说明书中标出来，并在测试报告中记录。

5.2 临界测试条件（ETC）

5.2.1 临界温度

临界温度区域经组合以最大温度区域来确定。

● 最小温度区间0℃+35℃。

● 在设备产品说明书中应提供产品工作温度范围。

临界温度区域范围和工作温度范围的说明应在测试报告中注明。

5.2.2 临界电源电压

当电源以这种临界工作条件作为设计指标时，其目的是考虑把这种电源产品作为其它设备或系统的工作电源而运行。而下面所述的临界电源测试指标并不作为一个必要要求，它只说明在这种特殊要求的环境下，主设备或主系统的限压条件将起作用。正确的限压范围由制造厂商提供并应在测试报告中有记录。

5.2.2.1 主电源

连接到交流电源的设备做临界电压测试时，其临界电压应是标称电压±10%偏差。

5.2.2.2 车载酸性电源

当无线电设备用车载酸性电池或交流电机作为设备运行主电源时，临界测试电压是电池（6V，12V等）的标称电压的1.3和0.9倍。

5.2.2.3 其它类型电池电源

使用下述类型电池作为设备的电源系统时，其低端临界测试电压是：

● 作为碱性或锂类电池其标称电压是0.85倍。

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●作为汞或镍-镉类电池其标称电压是0.9倍。

上述两类电池的高端临界测试电压是电池的标称电压的1.15倍。 5.2.2.4 其它类型电源

使用其它类或适应各类电源（一次或二次）的设备，标称测试电压应在技术说明书中给出或在测试报告中有记录。

5. 附录B

下表中设备参数应据表中所提条件测试。

表1.9

参 数 温度 电源

输出功率 ETC ETC

功率控制 NTC NTC

调制指数 ETC ETC

初始载频精度 ETC ETC

载频漂移 ETC ETC

带内寄生辐射 ETC ETC

带外寄生辐射 ETC ETC

灵敏度 ETC ETC

干扰特性 NTC NTC

交叉调制特性 NTC NTC

带外阻塞 NTC NTC

最大可用电平 NTC NTC

接收机场强 NTC NTC

注：表中ETC为临界测试条件，NTC为标称测试条件。

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第2章 基带规范

本节描述蓝牙链路控制器的一些技术框架。蓝牙链接控制器应遵循基带协议和一些其它低层链接规定。

1. 概述

蓝牙技术是以近距离无线连接为基础，而欲代替使用电缆连接的固定或移动的电子设备。该技术的使用，使系统具有操作简单、功耗低、价格低等特点。

蓝牙工作在全球通用的2.4MH z的ISM频段，收发信机采用跳频技术来达到抗干扰和抑制信号衰减作用，利用二进制调频（FM）模式使收、发信机的复杂性得以简化。符号速率为1M S/S。信道时隙以625μs的标称时隙长度作为应用标准。由于蓝牙系统采用了全双工分时（TDD）传输信息技术，所以在信道里，信息以分组结构的方式进行信息交换。在传输过程中，各信息分组用不同的跳频算法实现信息传输。理论上讲，一个分组复盖一个单时隙，实际上一个分组可扩展复盖5个时隙。

蓝牙协议使用了电路和分组切换的组合方式，时隙可以作为同步分组保留。同时，蓝牙也能支持一个异步数据信道乃至三个同步话音传输信道或同时支持异步数据信息和同步话音信道。

每个话音信道支持64K b/s同步话音信道连接。异步信道最大可不对称地支持723.2k b/s（且回程为57.6k b/s）或对称地支持433.9k b/s。

蓝牙系统由无线电设备部分（见前述的无线电设备内容）、链接控制部分、链接管理支持部分和主终端接口功能组成。其结构图如下表示：

图2.1

该节内容描述的是执行基带协议和其它低层链接规定的蓝牙控制目的的详细说明。作为链接设立及控制的链接层信息在后面的链接管理协议中章节再详细介绍。

蓝牙系统提供点对点连接方式（即：蓝牙中仅有两点）或一点多址连接方式，其连接方式如图所示：

● ―――→〇 点到点连接方式

●———→〇

——→〇 一点多址连接方式

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———→〇

图2.2

其中：“●”代表主单元，“〇”代表从单元。

在一点多址连接方式中，信道是分在几个蓝牙单元中。分在同一信道中的两个或两个以上的单元形成一个匹克网（Piconet）。一个蓝牙单元作为匹克网的主单元，其余的可作为从单元看待。在一个匹克网中最多可有七个活动从单元。另外，更多的从单元被锁定在休眠状态中。这些处于休眠状态的从单元在该信道中不能被激活，但对主单元来讲它们仍由主单元同步。无论对激活或休眠状态来讲，信道访问都由主单元控制。

具有重叠复盖域的多匹克网形成一个散射网络（Scatternet）结构。每个匹克网只能具有一个单独主单元，然而从单元可分享基于时分多址的不同匹克网。另外，在一个匹克网中主单元可视为另一个匹克网的从单元。且各匹克网间不再是以时间或频率同步，各匹克网有自己的跳频信道。

●

〇●

〇

〇

〇〇

●

●

图2.3散射网络结构

1. 物理信道

2.1 频带及射频（RF）信道

蓝牙技术工作在2.4 MH z的ISM频段。虽然该频段为全球通用，但实际上准确的频率和带宽在各国有一些差异。在美国和欧洲，使用的带宽为83.5 MH z，在该频段里，以1 MH z的带宽为间隔设立了79 个射频跳频点。在日本、西班牙和法国，缩减了带宽，在该频段里设立的23 个射频跳频点，其带宽仍以1 MH z为间隔。在这里可以用一个表格形式来说明：

表2.1 可用射频信道

地 区 频 率 范 围 射 频 信 道

欧洲及美国2400～248.5 MHz F=2402+k MHz K=0，1 (78)

日 本 2471～2497 MHz F=2473+k MHz K=0，1 (22)

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西 班 牙 2445～2475 MHz F=2449+k MHz K=0，1 (22)

法 国 2446.5～2483.5 MHz F=2454+k MHz K=0，1 (22)

2.2 信道定义

信道使用一组伪随机跳频序列经79或23个射频跳频点跳频来表示。跳频序列对匹克网是唯一的，而且由蓝牙主单元的设备编址来确立，跳频序列的相位由蓝牙主单元的时钟确定。信道被分成时隙（时间片）的形式，且每个时隙符合RF跳频，跳频序列符合不同的射频跳频模式，最大跳频速率是1600跳/s，在匹克网中的全部蓝牙单元同时且同步跳入一个信道。

2.3时隙

每个信道被分成长度为625μs的时隙，时隙据蓝牙匹克网中主单元的时钟来编号。时隙编号区域从0~227-1 且循环周期是227，在这个时隙里，主和从单元都能传输分组。

由于蓝牙系统中主─从单元的分组传输采用是分时双工（TDD）交替传输方式，所以在系统中主单元都是采用偶数编号时隙来实现信息传输，而从单元却采用奇数编号时隙来实现信息传输。分组的起始位置与时隙起始点相吻合。由主或从单元完成的分组传输可以扩展到5个时隙，TDD和定时工作方式如图所示：

从单元传输分组时序图

图2.4

射频（RF）跳频将以分组的持续时间作为一个固定时间值。对单时隙分组来讲RF跳频以当前蓝牙时钟值作为基点。对于多时隙分组来讲，RF 跳频以蓝牙中第一个分组时隙里的时钟值作为整个分组基点。在多时隙分组的第一个时隙里的RF跳频将被认为由当前蓝牙时钟值确定的频率。下图举例说明了单时隙分组和多时隙分组的跳频定义。若分组占有多于一个的时隙时，跳频就是用于以开始分组传输的起始点来作为时隙的跳频。

重庆金瓯科技913c990290c69ec3d5bb758d 4 625μs

图2.5多时隙分组

2.4调制与比特率

数据传输是以1MS/s的符号率进行传输。高斯型二进制FSK模式用于0.5的蓝牙产品。二进制“1”代表正频偏，二进制“0”代表负频偏，最大频偏是在140 KHz到175 KHz之间。

3. 物理链接

3.1 概要

在主单元和从单元之间，可以确定不同的类型链接关系。如下定义了两种链接类：

● 同步定向链接（SCO）。

● 异步无链接（ACL）。

同步定向链接（SCO）是在匹克网中主单元和从单元之间实现点到点链接。主单元通过有规律的使用保留时隙来维持SCO链接。而ACL链接是主单元与共存于匹克网中的所有从单元之间实现一点多址的连接方式。在这种连接方式中，主单元并不以时隙来保留SCO链接，主单元在每个时隙基上建立对任何其它从单元的ACL 链接。其中包括已预定用SCO链接方式中的从单元。

a)SCO链接

SCO链接是在主单元与指定的从单元之间实现点到点的同步连接。SCO链接方式采用保留时隙来传输分组，因此该方式可看作是在主单元和从单元之间实现电路交换连接。SCO链接主要用于支持类似于象话音这类

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时限信息。从主单元方面看，它可以支持多达3路的相同从单元或不同从单元的SCO链接。而从从单元方面看，针对同一主单元它可以支持多达 3 路的SCO链接。若链接来源于不同主单元，此时从单元只能支持2路SCO 链接，在此种情况下决不能再传输SCO分组。

主单元以有规律的时间间隔来发送分组，所以在保留的主―从时隙里，称到从单元的SCO间隔为T sco（记数时隙）。在主―从时隙里SCO从单元总是允许响应SCO分组传输。但若先前的主―从时隙是使用不同的编址，此时这种传输是不能使用。如果在分组头里，SCO从单元对从单元的编址码有解码错，在保留的SCO时隙里它仍允许返回一个SCO分组。

SCO链接由主单元发送SCO建立消息，经链接管理（LM）协议来确立。该消息分组含定时参数（如SCO间隔T sco和规定保留时隙补偿D sco）等。

为防止时钟隐藏问题，在LMP中设置信息的初始化标志应指出是初始化方式1或是初始化方式2被采用，从单元将通过初始化标志指示采用的初始化模式。若当前主时钟（CLK27）的MSB是0时，主单元使用初始化模式1。当前主时钟（CLK27）的MSB是1时，主单元使用初始化模式2。由主从保留的主―从SCO时隙取决于满足下述等式的时隙上被初始化。

CLK27―1 mod T sco = D sco。 初始化方式1

（CLK27―1 ，CLK26―1 ）mod T sco =D sco。 初始化方式2

主―从SCO时隙直接跟随保留主―从SCO时隙。在初始化后，作为下一个主―从SCO时隙的时钟值CLK（K+1），是通过加固定间隔T sco 到当前主―从SCO时隙的时钟值来建立。

CLK（K+1）=CLK（K）+ T sco。

1.3 ACL链接

在SCO链接不保留的时隙里，主单元可以与任何属于每个时隙基里的从单元进行分组交换。ACL链接提供在主单元与所有在匹克网中活动从单元的分组交换链接，异步和等时两种服务方式均可采用。在主―从之间，若仅是单个ACL链接存在时，对大多数ACL分组来说，分组重传是为确保数据的完整性而设立。

在从―主时隙里，当且仅当先前的主―从时隙已被编址，则从单元允许返回一个ACL分组。如果在分组头的从单元地址解码失败，它就不允许传输。

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