蓝牙是什么？

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。

什么是蓝牙?

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，也很难被干扰。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。

谁发明了蓝牙?

蓝牙的基础可以追溯到1989年瑞典电信公司Ericsson。NilsRydbeck和JohanUllman委托工程师JaapHaartsen和SvenMattissson发明一种连接计算机和无线耳机的方法，该公司希望将其引入市场。

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。

蓝牙是如何工作的?

如前所述，蓝牙使用无线电波。其工作在2.402-2.480GHz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。

蓝牙标准的解释

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，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。