藍(lán)牙技術(shù)
1.技術(shù)介紹
? ? ?藍(lán)牙，英語為bluetooth前弯，一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù)蚪缀。能在包括移動(dòng)電話秫逝、PDA、無線耳機(jī)询枚、筆記本電腦违帆、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。利用“藍(lán)牙”技術(shù)金蜀，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信刷后，也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效渊抄，為無線通信拓寬道路尝胆。藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信抒线，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)班巩、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段嘶炭。其數(shù)據(jù)速率為1Mbps抱慌，采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。
藍(lán)牙這個(gè)名稱來自于第十世紀(jì)的一位丹麥國(guó)王Harald Blatand眨猎，Blatand 在英文里的意思可以被解釋為 Bluetooth( 藍(lán)牙 )因?yàn)閲?guó)王喜歡吃藍(lán)莓抑进，牙齦每天都是藍(lán)色的所以叫藍(lán)牙。在行業(yè)協(xié)會(huì)籌備階段睡陪，需要一個(gè)極具有表現(xiàn)力的名字來命名這項(xiàng)高新技術(shù)寺渗。行業(yè)組織人員，在經(jīng)過一夜關(guān)于歐洲歷史和未來無線技術(shù)發(fā)展的討論后兰迫，有些人認(rèn)為用Blatand國(guó)王的名字命名再合適不過了信殊。Blatand國(guó)王將挪威，瑞典和丹麥統(tǒng)一起來汁果；他的口齒伶俐涡拘，善于交際，就如同這項(xiàng)即將面世的技術(shù)据德，技術(shù)將被定義為允許不同工業(yè)領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)工作鳄乏，保持著各個(gè)系統(tǒng)領(lǐng)域之間的良好交流，例如計(jì)算機(jī)棘利，手機(jī)和汽車行業(yè)之間的工作橱野，名字于是就這么定下來了。
藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷史
Bluetooth v1.1:
由于沒有考慮到設(shè)備互操作性的問題善玫，Bluetooth 1.0規(guī)范在標(biāo)準(zhǔn)方面有所欠缺水援。例如出于安全性方面的考慮，Bluetooth 1.0設(shè)備之間的通信都是經(jīng)過加密的——當(dāng)兩臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備之間嘗試著建立起一條通信鏈路的時(shí)候，它們會(huì)因?yàn)椴煌瑥S家設(shè)置的不同口令的不匹配而無法正常通信蜗元；或如果輔設(shè)備處理信息的速度高于主設(shè)備的話誓斥，隨之而來的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)會(huì)使兩臺(tái)設(shè)備都得出自己是通信主設(shè)備的計(jì)算結(jié)果等等。Bluetooth 1.1規(guī)范對(duì)這一問題進(jìn)行了解決许帐，Bluetooth 1.1技術(shù)規(guī)范要求會(huì)話中的每一臺(tái)設(shè)備都需要確認(rèn)其在主設(shè)備/輔設(shè)備關(guān)系中所扮演的角色劳坑。
此外，Bluetooth技術(shù)本將2.4GHz的頻帶劃分為79個(gè)子頻段成畦，而為了適應(yīng)一些國(guó)家的軍用需要Bluetooth 1.0重新定義了另一套子頻段劃分標(biāo)準(zhǔn)距芬，將整個(gè)頻帶劃分為23個(gè)子頻段，以避免使用2.4GHz頻段中指定的區(qū)域循帐。這造成了使用79個(gè)子頻段的設(shè)備與那些設(shè)計(jì)為使用23個(gè)子頻段的設(shè)備之間互不兼容框仔。Bluetooth 1.1標(biāo)準(zhǔn)取消了23子頻段的副標(biāo)準(zhǔn)，所有的Bluetooth 1.1設(shè)備都使用79個(gè)子頻段在2.4GHz的頻譜范圍之內(nèi)進(jìn)行相互的通信拄养。
此外离斩，Bluetooth 1.1規(guī)范也修正了互不兼容的數(shù)據(jù)格式會(huì)引發(fā)Bluetooth 1.0設(shè)備之間的互操作性問題的這個(gè)問題，允許輔設(shè)備主動(dòng)與主設(shè)備進(jìn)行通信并告知主設(shè)備有關(guān)包尺寸方面的信息瘪匿。Bluetooth 1.1規(guī)范之中跛梗，輔設(shè)備可以在必要的時(shí)候通知主設(shè)備發(fā)送包含多/少slots的數(shù)據(jù)包。
Bluetooth 1.2:
在Bluetooth SIG宣布的最新的藍(lán)牙1.2設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)中棋弥，新發(fā)布的1.2標(biāo)準(zhǔn)就提供了更好的同頻抗干擾能力核偿，并且加強(qiáng)了語言識(shí)別能力，并向下兼容1.1的設(shè)備顽染。
1.2版最大的改進(jìn)在于增加了AFH可調(diào)式跳頻技術(shù)(Adaptive Frequency Hopping)這項(xiàng)技術(shù)漾岳，并主要針對(duì)現(xiàn)有藍(lán)牙協(xié)議和802.11b/g之間的互相干擾問題進(jìn)行了全面的改進(jìn)，防止用戶在同時(shí)使用支持藍(lán)牙和無線局域網(wǎng)(WLAN)的兩種裝置的時(shí)候出現(xiàn)互相干擾的情況粉寞∧峋＃ 并增強(qiáng)了語音處理，改善了語音連接的品質(zhì)(可以提高藍(lán)牙耳機(jī)的音質(zhì))唧垦，并能更快速的連接設(shè)置捅儒。
總之，藍(lán)牙是以個(gè)人局域網(wǎng)(Personal Area Network业崖，PAN)為應(yīng)用范圍的傳輸技術(shù)野芒，由于和WLAN同樣是使用2.4G的頻譜蓄愁，以致于第一二代藍(lán)牙技術(shù)經(jīng)常會(huì)發(fā)生相互干擾的情況双炕，所以要想使你的藍(lán)牙設(shè)備使用的更爽，從現(xiàn)在開始已可優(yōu)選具備Bluetooth 1.2標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙設(shè)備撮抓。而Bluetooth 1.2規(guī)格的推出妇斤，也可望使得藍(lán)牙技術(shù)更容易推廣與使用。
Bluetooth 2.0:
新版藍(lán)牙規(guī)范提高了多任務(wù)處理和多種藍(lán)牙設(shè)備同時(shí)運(yùn)行的能力，帶寬的提升使得新版本的藍(lán)牙設(shè)備可以傳輸更大的文件站超。更低的電力消耗使得新版的藍(lán)牙設(shè)備可以達(dá)到當(dāng)前藍(lán)牙設(shè)備2倍的運(yùn)行時(shí)間荸恕，同時(shí)2.0+EDR版本兼容所有舊版規(guī)范。
藍(lán)牙核心規(guī)范2.0 +EDR主要內(nèi)容如下：3倍數(shù)據(jù)傳輸速率(最大可以達(dá)到10倍)死相；通過減少工作負(fù)載循環(huán)達(dá)到更低的電力消耗融求；更多的帶寬簡(jiǎn)化了多連接模式；向后兼容早期藍(lán)牙設(shè)備算撮；降低了比特誤差率BER(Bit Error Rate)生宛。
2.0 + EDR版本規(guī)范得到Broadcom，CSR和RF Micro Devices這些產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持肮柜。
Bluetooth 2.1:
為了改善藍(lán)牙技術(shù)存在的問題陷舅，藍(lán)牙SIG組織（Special Interest Group）推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的藍(lán)牙技術(shù)。
主要有兩個(gè)方面的改善： 1. 改善裝置配對(duì)流程：由于有許多使用者在進(jìn)行硬件之間的藍(lán)牙配對(duì)時(shí)审洞，會(huì)遭遇到許多問題莱睁，不管是單次配對(duì)，或者是永久配對(duì)芒澜，在配對(duì)的過程與必要操作過于繁雜仰剿，以往在連接過程中，需要利用個(gè)人識(shí)別碼來確保連接的安全性痴晦，而改進(jìn)過后的連接方式則是會(huì)自動(dòng)使用數(shù)字密碼來進(jìn)行配對(duì)與連接酥馍，舉例來說，只要在手機(jī)選項(xiàng)中選擇連接特定裝置阅酪，在確定之后旨袒，手機(jī)會(huì)自動(dòng)列出目前環(huán)境中可使用的設(shè)備，并且自動(dòng)進(jìn)行連結(jié)术辐。而短距離的配對(duì)方面砚尽，也具備了在兩個(gè)支持藍(lán)牙的手機(jī)之間互相進(jìn)行配對(duì)與通訊傳輸?shù)腘FC（Near Field Communication）機(jī)制。NFC是短距離的無線RFID技術(shù)辉词，在針對(duì)1~2公尺的短距離聯(lián)機(jī)應(yīng)用上必孤，以電磁波為基礎(chǔ)，取代傳統(tǒng)無線電傳輸瑞躺。由于NFC機(jī)制掌控了配對(duì)的起始偵測(cè)敷搪，當(dāng)范圍內(nèi)的2臺(tái)裝置要進(jìn)行配對(duì)傳輸時(shí)，只要簡(jiǎn)單的在手機(jī)屏幕上點(diǎn)選是否接受聯(lián)機(jī)即可幢哨。不過要應(yīng)用NFC功能赡勘，系統(tǒng)必須要內(nèi)建NFC芯片或者是具備相關(guān)硬件功能。?
2. 更佳的省電效果：藍(lán)牙2.1版加入了Sniff Subrating的功能捞镰，透過設(shè)定在2個(gè)裝置之間互相確認(rèn)訊號(hào)的發(fā)送間隔來達(dá)到節(jié)省功耗的目的闸与。一般來說毙替，當(dāng)2個(gè)進(jìn)行連結(jié)的藍(lán)牙裝置進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)之后，藍(lán)牙裝置之間仍需要透過相互的呼叫來確定彼此是否仍在聯(lián)機(jī)狀態(tài)践樱，當(dāng)然厂画，也因?yàn)檫@樣，藍(lán)牙芯片就必須隨時(shí)保持在工作狀態(tài)拷邢，即使手機(jī)的其它組件都已經(jīng)進(jìn)入休眠模式袱院。為了改善了這樣的狀況，藍(lán)牙2.1將裝置之間相互確認(rèn)的訊號(hào)發(fā)送時(shí)間間隔從舊版的0.1秒延長(zhǎng)到0.5秒左右瞭稼，如此可以讓藍(lán)牙芯片的工作負(fù)載大幅降低坑填，也可讓藍(lán)牙可以有更多的時(shí)間可以徹底休眠。根據(jù)官方的報(bào)告弛姜，采用此技術(shù)之后脐瑰，藍(lán)牙裝置在開啟藍(lán)牙聯(lián)機(jī)之后的待機(jī)時(shí)間可以有效延長(zhǎng)5倍以上。
Bluetooth 3.0:
藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)正式頒布了新一代標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed"(藍(lán)牙核心規(guī)范3.0版高速)廷臼，藍(lán)牙3.0的核心是"Generic Alternate MAC/PHY"(AMP)苍在，這是一種全新的交替射頻技術(shù)，允許藍(lán)牙協(xié)議棧針對(duì)任一任務(wù)動(dòng)態(tài)地選擇正確射頻荠商。最初被期望用于新規(guī)范的技術(shù)包括802.11以及UMB寂恬，但是新規(guī)范中取消了UMB的應(yīng)用。作為新版規(guī)范莱没，藍(lán)牙3.0的傳輸速度自然會(huì)更高初肉，而秘密就在802.11無線協(xié)議上。
通過集成"802.11 PAL"(協(xié)議適應(yīng)層)饰躲，藍(lán)牙3.0的數(shù)據(jù)傳輸率提高到了大約24Mbps(即可在需要的時(shí)候調(diào)用802.11 WI-FI用于實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸)牙咏，是藍(lán)牙2.0的八倍，可以輕松用于錄像機(jī)至高清電視嘹裂、PC至PMP妄壶、UMPC至打印機(jī)之間的資料傳輸。
功耗方面寄狼，通過藍(lán)牙3.0高速傳送大量數(shù)據(jù)自然會(huì)消耗更多能量丁寄，但由于引入了增強(qiáng)電源控制(EPC)機(jī)制，再輔以802.11泊愧，實(shí)際空閑功耗會(huì)明顯降低伊磺，藍(lán)牙設(shè)備的待機(jī)耗電問題有望得到初步解決。此外删咱，新的規(guī)范還具備通用測(cè)試方法(GTM)和單向廣播無連接數(shù)據(jù)(UCD)兩項(xiàng)技術(shù)屑埋，并且包括了一組HCI指令以獲取密鑰長(zhǎng)度。
Bluetooth 4.0:
藍(lán)牙4.0技術(shù)規(guī)范包括三個(gè)子規(guī)范腋腮，即傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)雀彼、高速藍(lán)牙和新的藍(lán)牙低功耗技術(shù)。藍(lán)牙4.0的改進(jìn)之處主要體現(xiàn)在三個(gè)方面即寡，電池續(xù)航時(shí)間徊哑、節(jié)能和設(shè)備種類上。擁有低成本聪富，跨廠商互操作性莺丑，3毫秒低延遲、100米以上超長(zhǎng)距離墩蔓、AES-128加密等諸多特色梢莽。此外，藍(lán)牙4.0的有效傳輸距離也有所提升奸披。當(dāng)前昏名，藍(lán)牙的有效傳輸距離為10米(約30英尺)，而藍(lán)牙4.0的有效傳輸距離可達(dá)到100米阵面。
