蓝牙的工作频段

蓝牙的波段为2400–2483.5MHz(包括防护频带)。这是全球范围内无需取得执照(但并非无管制的)的工业、科学和医疗用(ISM)波段的 2.4 GHz 短距离无线电频段。

蓝牙使用跳频技术,将传输的数据分割成数据包,通过79个指定的蓝牙频道分别传输数据包。每个频道的频宽为1 MHz。蓝牙4.0使用2 MHz 间距,可容纳40个频道。第一个频道始于2402 MHz,每1 MHz一个频道,至2480 MHz。有了适配跳频(Adaptive Frequency-Hopping,简称AFH)功能,通常每秒跳1600次。

最初,高斯频移键控(Gaussian frequency-shift keying,简称GFSK) 调制是唯一可用的调制方案。然而蓝牙2.0+EDR 使得 π/4-DQPSK和 8DPSK 调制在兼容设备中的使用变为可能。运行GFSK的设备据说可以以基础速率(Basic Rate,简称BR)运行,瞬时速率可达1Mbit/s。增强数据率(Enhanced Data Rate,简称EDR)一词用于描述π/4-DPSK 和 8DPSK 方案, 分别可达2 和 3Mbit/s。在蓝牙无线电技术中,两种模式(BR和EDR) 的结合统称为“BR/EDR射频”。

蓝牙是基于数据包、有着主从架构的协议。一个主设备至多可和同一微微网中的七个从设备通讯。所有设备共享主设备的时钟。分组交换基于主设备定义的、以312.5µs为间隔运行的基础时钟。两个时钟周期构成一个625µs的槽,两个时间隙就构成了一个1250µs的缝隙对。在单槽封包的简单情况下,主设备在双数槽发送信息、单数槽接受信息。而从设备则正好相反。封包容量可长达1、3、或5个时间隙,但无论是哪种情况,主设备都会从双数槽开始传输,从设备从单数槽开始传输。

### 蓝牙5.0的工作频段及相关技术特性 蓝牙5.0工作在无需认证的2.4GHz免费频段,这一频段同样广泛应用于ISM(工业、科学、医疗)领域[^4]。通过跳频通信的方式,蓝牙5.0能够有效提升抗干扰能力。 #### 技术细节 蓝牙5.0采用了GFSK调制方式,并对其物理层进行了优化设计。相比之前的版本,蓝牙5.0支持更高的数据传输速率,最高可达2Mbps PHY层设计,这使得其相较于传统1Mbps的设计有显著改进。此外,蓝牙5.0不仅继承了前代版本低功耗的特点,还在覆盖范围和速度方面有了进一步增强[^1]。 #### 频段特点 由于蓝牙5.0运行于2.4GHz ISM频段,因此它可以在全球范围内无障碍使用,而不需额外申请频率许可。这种频段的选择也使其与其他无线通信协议(如Wi-Fi、ZigBee等)共存时面临一定的竞争压力,但通过先进的跳频技术和高效的信道管理机制,蓝牙5.0依然保持良好的稳定性和可靠性[^3]。 #### 连接与通信的角色定义 为了实现高效稳定的连接与通信,蓝牙5.0沿用了BLE中的角色划分原则。具体来说,一个设备要么作为主机(集中器),负责主动发起连接;要么作为从机(外围设备),等待其他设备建立连接请求。整个过程遵循通用访问规范(GAP),从而确保不同品牌或型号间的互操作性得以保障[^5]。 ```python # 示例代码展示蓝牙5.0部分参数配置 class BluetoothConfig: def __init__(self, version="5.0", frequency_band=2.4e9, max_speed_mbps=2): self.version = version self.frequency_band = frequency_band # GHz self.max_speed_mbps = max_speed_mbps def show_config(self): print(f"Bluetooth Version: {self.version}") print(f"Frequency Band: {self.frequency_band} GHz") print(f"Max Speed: {self.max_speed_mbps} Mbps") config = BluetoothConfig() config.show_config() ```
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