随着信息技术的飞速发展，信息设备体积越来越小，性能越来越强大。在后PC时代，以智能终端、智能手机为代表的新型设备逐渐代替了传统的台式计算机和笔记本。新型的智能终端，融合了计算和通信，要求功耗更低、体积更小，并具有多种通信手段进行信息的交互。蓝牙技术作为主要的短距离低功耗的无线通信技术之一，在信息交换和传递领域得到了广泛的应用。本论文针对蓝牙数据传输性能，从数据分组、纠错算法、微微网网间干扰、微微网内轮询等多个方面对其关键技术进行了分析和研究，并提出了改进方法，以达到提高蓝牙数据传输性能的目的；同时以设计增强型的蓝牙SoC芯片为目标，将本研究团队的研究成果应用到芯片实现中去，并进行了增强型蓝牙IP及增强型SoC的设计与验证工作。论文的主要工作包括：1.对蓝牙的数据传输吞吐量进行了研究，分别建立了在高斯加性白噪声（AWGN）信道、瑞利（Rayleigh）信道和Gillbert-Elliott信道中的蓝牙数据传输吞吐量数学模型，分析了影响蓝牙数据传输吞吐量的主要因素，推导出了在不同信道中蓝牙的数据吞吐量公式，为后续改进蓝牙数据分组传输性能提供了依据和分析方法。2.针对蓝牙的纠错算法的性能不足及EDR模式下没有采用纠错编码机制，采用多种技术进行改进以提高其数据传输性能。对蓝牙EDR模式下，增加DM数据分组提高其数据传输性能；针对前向纠错算法的纠错性能较差，提出使用RS编码或BCH编码进行改善，提高了蓝牙的数据分组的纠错能力，从而提高了其数据传输性能。针对蓝牙在突发错误信道下抗干扰能力差，提出增加交织编码，以提高蓝牙数据在传输过程中抗突发性错误的能力，从而提供其数据传输吞吐量。3.分析了蓝牙微微网之间的干扰情况，建立了微微网之间相互干扰的数学模型，并利用该模型分析了不同网络传输条件下的网络吞吐量。针对网络是否全局时隙同步和网络中不同时隙分组的不同比例，对不同的分组发送成功率进行了具体分析，并得出了采用不同混合分组时的网络最大吞吐量。建立了基于蓝牙的无线个人区域网网络模型，在此基础上分析影响无线个人区域网网间干扰的因素，证明跳频系统所采用的跳频序列的汉明互相关性对其有重要的影响。并提出用基于logistic映射的中间多比特量化方法生成的混沌跳频序列代替蓝牙序列的方案，进行了相应的仿真与测试。结果证明了混沌跳频算法能有效减小基于蓝牙的无线个人区域网网间干扰的影响，并提高了无线个人区域网的吞吐量。4.针对现有蓝牙微微网调度方案在系统吞吐量和延时性能等方面的不足，提出了两种新的调度方案：基于信道质量的蓝牙微微网调度算法和基于记忆的动态轮询方案。基于信道质量的蓝牙微微网调度算法考虑到实际应用中不同从设备所处信道质量的差异，减少了对微微网中处于差信道质量状态下的从设备的轮询调度机会，从而降低了由于信道质量差而产生的数据重传。基于记忆的动态轮询方案在微微网系统调度过程中，能够根据不同从设备的业务数据量进行动态的调整，对业务数据量大的从设备进行更多的轮询，同时定期对之前因为没有业务数据而放弃的从设备重新进行轮询，以兼顾公平性原则。通过仿真，对本文提出的两种调度算法与传统调度算法在系统吞吐量和平均时延性能方面进行了对比，仿真结果表明新的方案在提高系统吞吐量的同时，降低了延时，兼顾了公平性，明显优于其它方案。5.提出了增强型蓝牙芯片的SoC架构，在标准蓝牙基带IP的基础上，将经过仿真验证的部分改进算法加入蓝牙基带IP，并实现了该增强型蓝牙基带IP的设计，对该IP进行了仿真验证，并通过SoC平台进行了实际的测试，仿真和测试结果也证明了该增强型蓝牙基带IP通信功能的正确性，最终给出了该IP的数字版图和各种性能参数。