蓝牙4.0技术细节披露

近日，蓝牙技术联盟(SIG)宣布正式采用以低功耗技术为代表优势的蓝牙核心规格4.0版本。这对会员而言，也标志着蓝牙技术联盟的资格认证计划现已向所有蓝牙4.0规格产品开放。SIG首席技术总监Andy Glass强调说，蓝牙4.0版本的推出是蓝牙技术发展史上“具有里程碑意义”的事件，它将传统蓝牙、蓝牙低功耗及蓝牙高速技术三种规格合而为一，并可以依据其功能需要同时或单独使用于不同设备。

无线产业分析公司West Technology Research Solutions(WTRS)在发布的产业与市场报告中指出，蓝牙4.0版本的最显著特点在于蓝牙低功耗技术拥有巨大的市场潜力。WTRS 首席分析师Kirsten West表示，“蓝牙低功耗技术将为整个无线感应网络市场做出极大贡献，预计到2015年，其将达到近50%的市场占有率。而蓝牙低耗能技术更具备最优化的设定，且更有利于电池运作所需的低耗能需求。”

蓝牙低功耗技术前身为NOKIA开发的Wibree技术，本身是一项专为移动设备开发的极低功耗的移动无线通信技术，在被蓝牙技术联盟接纳并规范化之后重新命名为Bluetooth Low Energy(蓝牙低功耗)。该技术的特点在于超低的峰期、平均值及待机耗能；低成本的无线标准，且能确保多种设备之间的兼容性与互操作性；以及使手机及PC相关配件的体积更小，成本更低。

根据蓝牙技术联盟发布的核心规范白皮书，Bluetooth4.0低功耗模式有双模和单模两种应用。双模应用中，蓝牙低功耗功能集成在现有的经典蓝牙控制器中，或在现有经典蓝牙技术(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗堆栈，整体架构基本不变，因此成本增加有限。单模应用面向高度集成、紧凑的设备，具备轻量级链路层，支持超低功耗的待机模式操作、简单设备恢复、可靠的点对多点数据传输、安全的加密连接等；而链路层则适用于网络连接传感器，并确保在无线传输中，皆能通过蓝牙低功耗传输。

需要注意的是，单模式蓝牙低功耗设备与现有蓝牙设备不能兼容，仅能支持蓝牙低功耗技术；而双模式芯片可同时支持蓝牙低功耗和传统蓝牙技术。一般而言，手机和个人电脑等设备将会安装双模式芯片，以便与蓝牙低功耗设备及传统蓝牙设备进行互操作。

各种技术的不同使用方式一直困扰着无线行业。新兴的Wi-Fi Direct标准的推崇者们坚持认为，除了功耗略逊一筹外，无论从速率、传输距离、便捷性、应用案例、厂商支持力度等方面来看，Wi-Fi Direct都要强于蓝牙，尤其是在未来面对高清视频传输时。然而蓝牙技术联盟发言人吕荣良却对此给予了否认。他坚持认为，蓝牙与Wi-Fi并不存在所谓的直接竞争，对很多客户而言，他们的产品中都在同时采用蓝牙和Wi-Fi技术，这非常普遍。因此，彼此间的合作更显重要。

“准确的说，蓝牙和Wi-Fi有小部分业务领域是重叠的，但在大多数应用场合却并非如此。客户在使用不同的产品和技术时，一定会根据包括功耗、速度、安全性等在内的多重因素来进行性价比的比较，继而确定适合自己的技术和产品。从这个角度来看，双方更应该展开合作，为用户提供更好的解决方案以满足他们的需求。”吕荣良补充道。

其实，当我们一直在饱受速度和技术参数困扰的同时，却往往忘记了最重要的因素。那就是，客户最终会如何看待这些技术？用户们的体验如何？认为只要能用就可以，还是希望用的更好些？这就涉及到问题的实质：应用。归纳起来，目前最为常见的应用包括四种类型：普通文件传输(手机之间的音乐文件传输、图像传输)；流媒体(立体声音乐输出至耳机及媒体源到媒体播放器的视频流)；互联网接入(网页浏览、社交网络、电子邮件)；其他内容传输(手机、音乐播放器与车载娱乐系统间的传输)。

吕荣良在接受《电子工程专辑》独家采访时，猜测出于谨慎的考虑，并未直接评价哪种技术适用于哪种应用，只是介绍了蓝牙4.0中若干技术的典型应用场景。除了上文谈及的蓝牙低功耗，另一个相当引人关注的话题则来自于蓝牙高速技术。吕荣良表示，蓝牙高速技术的焦点就在于传输速度的提升，每秒数据传输速率最高可达实现600Mbps，主要来自无线区域网络的IEEE 802.11标准的贡献。

在去年推出的蓝牙v3.0+HS规格中，蓝牙技术联盟定义了如何综合运用802.11射频与蓝牙射频。两种射频的综合运用产生了一个完整、高效能的系统，能够令PAN应用中的每项技术均达到最佳性能。蓝牙v3.0+HS规格最重要的一项改进就是将802.11作为解决方案，在便携式设备已有的Wi-Fi无线信号基础上添加蓝牙协议，让用户在互传视频、音乐文件和照片时感受以秒计算的高速快感。

蓝牙3.0的核心技术是Generic Alternate MAC/PHY (AMP)，这是一个全新的交替射频技术，它允许蓝牙协议栈针对任何一个任务动态的选择正确的射频。Generic AMP决定了蓝牙功能和协议，使之具有可以使用一个或多个交替高速广播技术的高码率的优势。AMP修改了标准蓝牙核心架构以便在L2CAP层下使用多重交替广播，同时使用标准蓝牙射频(标注基本码率(BR)和扩展码率(EDR)分别为1 Mbps和3 Mbps实现复原和连接以及匹配。

但也恰恰因为此原因，有外界传言称此举其实已经表明SIG希望在未来通过蓝牙4.0实现互联网接入功能，从而逐步蚕食Wi-Fi的市场份额。吕荣良再一次对上述说法给予了否认，“我们与Wi-Fi其实有着很好的合作关系，要不然蓝牙的技术标准中怎么会用到802.11协议？”他进一步解释说，“除了主要的诉求市场不同之外，之前很少使用蓝牙上网是因为蓝牙是跳频技术，而Wi-Fi是展频系统。另外，蓝牙所能找到对应的接入点((Access Point)数量偏少，且传输距离有限。但随着蓝牙技术的规格版本(PAN profile)已提供接入互联网的功能，以及SIG一直在协议上进行改进，相信应该能够为互联网接入提供更佳的应用。”