1. 簡介
藍牙是一種支持設備短距離通信（一般10m內）的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等衆多設備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與因特網Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效，爲無線通信拓寬道路。藍牙採用分散式網絡結構以及快跳頻和短包技術，支持點對點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHzISM（即工業、科學、醫學）頻段。其數據速率爲1Mbps。採用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。
2. 標準
V1.1(1998年):
爲最早期版本，傳輸率約在748~810kb/s，因是早期設計，容易受到同頻率之產品所幹擾下影響通訊質量。
V1.2:
748~810kb/s 的傳輸率，增加了(改善Software)抗干擾跳頻功能。
V2.1(2004年):
改善了裝置配對流程，短距離的配對方面，具備了在兩個支持藍牙的手機之間互相進行配對與通訊傳輸的NFC（Near Field CoMMunication）機制。具備更佳的省電效果。
V3.0(2009年):
核心是“Generic Alternate MAC/PHY”(AMP)，這是一種全新的交替射頻技術，允許藍牙協議棧針對任一任務動態地選擇正確射頻。傳輸速率更高，功耗更低。
V4.0(2010年):
包括三個子規範，即傳統藍牙技術、高速藍牙和新的藍牙低功耗技術。藍牙 4.0的改進之處主要體現在三個方面，電池續航時間、節能和設備種類上。有效傳輸距離也有所提升，爲60M。
3. 藍牙系統組成
藍牙系統由無線單元、鏈路控制（固件）單元、鏈路（軟件）管理、軟件結構和協議體系組成：
（1）無線單元
藍牙是以無線LAN的IEEE802.11標準技術爲基礎的，使用2.45GHz ISM全球通自由波段。藍牙天線屬於微帶天線，空中接口是建立在天線電平爲0dBm基礎上的，遵從FCC（美國聯邦通信委員會）有關0dBm電平的ISM頻段的標準。當採用擴頻技術時，其發射功率可增加到100mW。頻譜擴展功能是通過起始頻率爲2.402GHz、終止頻率爲2.480GHz、間隔爲1MHz的79個跳頻頻點來實現的。其最大的跳頻速率爲1660跳/s。系統設計通信距離爲10cm～10m，如增大發射功率，其距離可長達100m。
（2）鏈路控制單元
鏈路控制單元（即基帶）描述了硬件——基帶鏈路控制器的數字信號處理規範。基帶鏈路控制器負責處理基帶協議和其它一些低層常規協議。
A．建立物理鏈路
微微網內的藍牙設備之間的連接被建立之前，所有的藍牙設備都處於待命(standby)狀態。此時，未連接的藍牙設備每隔1.28s就週期性地“監聽”信息。每當一個藍牙設備被激活，它就將監聽劃給該單元的32個跳頻頻點。跳頻頻點的數目因地理區域的不同而異（32這個數字只適用於使用2.400～2.4835GHz波段的國家）。作爲主藍牙設備首先初始化連接程序，如果地址已知，則通過尋呼(page)消息建立連接；如果地址未知，則通過一個後接尋呼消息的查詢(inquiry)消息建立連接。在最初的尋呼狀態，主單元將在分配給被尋呼單元的16個跳頻頻點上發送一串16個相同的尋呼消息。如果沒有應答，主單元則按照激活次序在剩餘16個頻點上繼續尋呼。從單元收到從主單元發來的消息的最大延遲時間爲激活週期的2倍(2.56s)，平均延遲時間是激活週期的一半(0.6s)。查詢消息主要用來尋找藍牙設備。查詢消息和尋呼消息很相像，但是查詢消息需要一個額外的數據串週期來收集所有的響應。
如果微微網中已經處於連接的設備在較長一段時間內沒有數據傳輸，藍牙還支持節能工作模式。主設備可以把從設備置爲保持（hold）模式，在保持模式下，只有一個內部計數器在工作。從設備也可以主動要求被置爲保持模式。一旦處於保持模式的單元被激活，則數據傳遞也立即重新開始。保持模式一般被用於連接好幾個微微網的情況下或者耗能低的設備。另外。藍牙還支持呼吸（sniff）模式和暫停（park）模式。在呼吸模式下，從設備降低了從微微網“收聽”消息的速率，“呼吸”間隔可以依應用要求作適當調整。在暫停模式下，設備依然與微微網同步但沒有數據傳送。工作在暫停模式下的設備放棄了MAC地址，偶爾收聽主設備的消息並恢復同步、檢查廣播消息。這幾種工作模式按照節能效率以升序排隊依次是：呼吸模式、保持模式和暫停模式。
藍牙基帶技術支持兩種連接類型：同步定向連接(SCO)類型和異步無連接(ACL)類型。前者主要用於同步話音傳送，後者主要用於分組數據傳送。
同一個微微網中不同的主從對可以使用不同的連接類型，而且在一個階段內還可以任意改變連接類型。每個連接類型最多可以支持16種不同類型的數據包，其中包括4個控制分組，這一點對SCO和ACL來說都是相同的。兩種連接類型都使用時分雙工(TDD)實現全雙工傳輸。
SCO連接爲對稱連接，利用保留時隙傳送數據包。連接建立後，主設備和從設備可以不被選中就發送SCO數據包。SCO數據包既可以傳送話音，也可以傳送數據，但在傳送數據時，只用於重發被損壞的那部分的數據。
ACL鏈路就是定向發送數據包，它既支持對稱連接，也支持不對稱連接。主設備負責控制鏈路帶寬，並決定微微網中的每個從設備可以佔用多少帶寬和連接的對稱性。從設備只有被選中時才能傳送數據。ACL鏈路也支持接收主設備發給微微網中所有從設備的廣播消息。
B．差錯控制
基帶控制器有3種糾錯方式。1/3比例前向糾錯(1/3FEC)碼，用於分組頭；2/3比例前向糾錯(2/3FEC)碼，用於部分分組；數據的自動請求重發方式（ARQ），用於帶有CRC（循環冗餘校驗）的數據分組。差錯控制用於提高分組傳送的安全性和可靠性。
C．驗證和加密
藍牙基帶部分在物理層爲用戶提供保護和信息加密機制。驗證基於“請求-響應”運算法則，採用口令/應答方式，在連接進程中進行，它是藍牙系統中的重要組成部分。它允許用戶爲個人的藍牙設備建立一個信任域，比如只允許主人自己的筆記本電腦通過主人自己的移動電話通信。
加密採用流密碼技術，適用於硬件實現。它被用來保護連接中的個人信息。密鑰由程序的高層來管理。網絡傳送協議和應用程序可以爲用戶提供一個較強的安全機制。
（3）鏈路管理
鏈路管理器(LM)軟件模塊設計了鏈路的數據設置、鑑權、鏈路硬件配置和其它一些協議。鏈路管理器能夠發現其它藍牙設備的鏈路管理器，並通過鏈路管理協議(LMP)建立通信聯繫。鏈路管理器提供的服務項目包括：發送和接收數據、設備號請求（LM能夠有效地查詢和報告名稱或者長度最大可達16位的設備ID）、鏈路地址查詢、建立連接、驗證、協商並建立連接方式、確定分組類型、設置保持方式及休眠方式。
（4）軟件結構和協議體系
A．軟件結構
藍牙設備應具有互操作性，即任何藍牙設備之間都應能夠實現互通互連，這包括硬件和軟件。對於某些設備，從無線電兼容模塊和空中接口，直到應用層協議和對象交換格式，都要實現互操作性；而另外一些簡單的設備（如耳機）的要求則寬鬆得多。藍牙計劃的目標就是要確保任何帶有藍牙標記的設備都能進行互換性操作。軟件的互操作性始於鏈路級協議的多路傳輸、設備和服務的發現，以及分組的分段和重組。藍牙設備必須能夠彼此識別，並通過安裝合適的軟件識別出彼此支持的高層功能。互操作性要求採用相同的應用層協議棧。不同類型的藍牙設備對兼容性有不同的要求（如用戶不能奢望頭戴式設備內含有地址簿）。藍牙的兼容性是指它具有無線電兼容性，有語音收發能力及發現其它藍牙設備的能力，更多的功能則要由手機、手持設備及筆記本電腦來完成。爲實現這些功能，藍牙軟件構架必須利用現有的規範，而不是再去開發新的規範。設備的兼容性要求能夠適應藍牙規範和現有的協議。
軟件結構的功能有：配置及故障診斷工具、自動識別其它藍牙設備、電纜仿真、與外網設備的通信、音頻通信與呼叫控制和商用卡的交易與號簿網絡協議。
藍牙的軟件體系是一個獨立的操作系統，不與任何操作系統捆綁。適用於幾種不同商用操作系統的藍牙規範正在完善中。藍牙規範接口可以直接集成到蜂窩電話、筆記本電腦等設備中，也可以通過PC卡或USB接口附加設備連接。
B．協議體系
設計協議和協議棧的主要原則是儘可能地利用現有各種高層協議，保證現有協議與藍牙技術的融合以及各種應用之間的互通性；充分利用兼容藍牙技術規範的軟硬件系統和藍牙技術規範的開放性，便於開發新的應用。藍牙標準包括Core和Profiles兩大部分。Core是藍牙的核心，主要定義藍牙的技術細節；Profiles部分定義了在藍牙的各種應用中的協議棧組成，並定義了相應的實現協議棧。這樣就爲全球兼容性打下了基礎。
藍牙標準主要定義的是底層協議，也定義了一些高層協議和相關接口。具體的協議按SIG的需要分爲4層：
◆核心協議
它是藍牙協議的關鍵部分。包括基帶部分協議和其它低層鏈路功能的基帶/鏈路控制期協議；用於鏈路的建立、安全和控制的鏈路管理器協議LMP；描述主機控制器接口的HCI協議；支持高層協議複用、幀的組裝和拆分的邏輯鏈路控制和分配協議L2CAP；發現藍牙設備提供服務的SDP協議等。
◆RFCOMM電纜替代協議
它是一種仿真協議，在藍牙基帶協議上仿真RS-232控制和數據信號，爲上層協議提供服務。
◆TCS電話控制協議
它是面向比特的協議，定義藍牙設備間建立數據和話音呼叫的控制信令和處理藍牙TCS設備羣的移動管理進程；AT-Command控制命令集是定義在多用戶模式下控制移動電話、調制解調器和用於仿真的命令集。
◆與Internet相關的高層協議
它定義了與Internet相關的PPP、UDP、TCP/IP協議及無線應用協議WAP。兩個藍牙設備必須具有相同的協議組成才能進行相互的通信。
4. 基本功能
◆HF（Handsfree）--免提功能
◆HS(Headset)
◆OPP--對象推操作功能
◆FTP--文件傳輸功能
◆DUN——撥號上網功能