标题：Bluetooth蓝牙
简介
所谓蓝牙(Bluetooth)技术，[1]实际上是一种短距离无线电技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网Internet之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。说得通俗一点，就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。“蓝牙”技术属于一种短距离、低成本的无线连接技术，是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性方案，因此，目前无线通信的“蓝牙”刚刚露出一点儿芽尖，却已经引起了全球通信业界和广大用户的密切关注。
蓝牙的由来
蓝牙以公元10世纪统一丹麦和瑞典的一位斯堪的纳维亚国王的名字命名。它孕育着颇为神奇的前景：对手机而言，与耳机之间不再需要连线；在个人计算机，主机与键盘、显示器和打印机之间可以摆脱纷乱的连线；在更大范围内，电冰箱、微波炉和其它家用电器可以与计算机网络的连接，实现智能化操作。
发明蓝牙技术的是瑞典电信巨人爱立信公司。由于这种技术具有十分可喜的应用前景，1998年5月，五家世界顶级通信/计算机公司：爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔经过磋商，联合成立了蓝牙共同利益集团(Bluetooth SIG), 目的是加速其开发、推广和应用。此项无线通信技术公布后，便迅速得到了包括摩托罗拉、3Com、朗讯、康柏、西门子等一大批公司的一致拥护，至今加盟蓝牙SIG的公司已达到2000多个，其中包括许多世界最著名的计算机、通信以及消费电子产品领域的企业，甚至还有汽车与照相机的制造商和生产厂家。一项公开的技术规范能够得到工业界如此广泛的关注和支持，这说明基于此项蓝牙技术的产品将具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。蓝牙共同利益集团现已改称蓝牙推广集团。
蓝牙的技术内容
蓝牙技术产品是采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数据和视频传输的，其传输速率最高为每秒1Mb/s，以时分方式进行全双工通信，通信距离为10米左右，配置功率放大器可以使通信距离进一步增加。
蓝牙产品采用的是跳频技术，能够抗信号衰落；采用快跳频和短分组技术，能够有效地减少同频干扰，提高通信的安全性；采用前向纠错编码技术，以便在远距离通信时减少随机噪声的干扰；采用2.4GHz的ISM (即工业、科学、医学)频段，以省去申请专用许可证的麻烦；采用FM调制方式，使设备变得更为简单可靠；“蓝牙”技术产品一个跳频频率发送一个同步分组，每组一个分组占用一个时隙，也可以增至5个时隙；“蓝牙”技术支持一个异步数据通道，或者3个并发的同步语音通道，或者一个同时传送异步数据和同步语音的通道。“蓝牙”的每一个话音通道支持64Kbps的同步话音，异步通道支持的最大速率为721Kbps、反向应答速率为57.6Kbps的非对称连接，或者432.6Kbps的对称连接。
蓝牙技术产品与因特网Internet之间的通信，使得家庭和办公室的设备不需要电缆也能够实现互通互联，大大提高办公和通信效率。因此， “蓝牙”将成为无线通信领域的新宠，将为广大用户提供极大的方便而受到青睐。
技术指标和系统参数
目前所公布的蓝牙技术参数如表1所示。(2001.5)
表1 蓝牙技术参数
工作频段 ISM频段，2.402~2.480GHz
双工方式全双工，TDD时分双工
业务类型支持电路交换和分组交换业务
数据速率1Mb/s
非同步信道速率非对称连接721kb/s、57.6kb/s，对称连接432.6kb/s
同步信道速率64Kb/s
功率美国FCC要求<0dbm(1mW)，其他国家可扩展为100mW
跳频频率数79个频点/MHz
跳频速率1600次/s
工作模式PARK/HOLD/SNIFF
数据连接方式面向连接业务SCO，无连接业务ACL
纠错方式1/3FEC，2/3FEC，ARQ
鉴权采用反应逻辑算术
信道加密采用0位、40位、60位加密字符
语音编码方式 连续可变斜率调制CVSD
发射距离一般可达10m，增加功率情况下可达100m
蓝牙技术中的名词术语
微微网(Piconet)是由采用蓝牙技术的设备以特定方式组成的网络。微微网的建立是由两台设备(如便携式电脑和蜂窝电话)的连接开始，最多由8台设备构成。所有的蓝牙设备都是对等的，以同样的方式工作。然而，当一个微微网建立时，只有一台为主设备，其他均为从设备，而且在一个微微网存在期间将一直维持这一状况。
分布式网络(Scatternet)是由多个独立、非同步的微微网形成的。
主设备(Master unit)是指在微微网中，如果某台设备的时钟和跳频序列用于同步其他设备，则称它为主设备。从设备(Slave unit)是指非主设备的设备均为从设备。
MAC地址(MAC address)是用3比特表示的地址，用于区分微微网中的设备。休眠设备(Parked units)在微微网中只参与同步，但没有MAC地址的设备。监听及保持方式(Sniff and Hold mode)指微微网中从设备的两种低功耗工作方式。
蓝牙技术版本
截止2010年7月，蓝牙共有六个版本 V1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0.以通讯距离来在不同版本可再分为 Class A(1)/Class B(2)。
蓝牙1.0/1.2 技术解读1.1 为最早期版本，传输率约在748~810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。
1.2 同样是只有 748~810kb/s 的传输率，但在加上了(改善 Software)抗干扰跳频功能。(太深入之技术理论不再详述!)。
4）通讯距离版本
a)Class A 是用在大功率/远距离的蓝牙产品上，但因成本高和耗电量大 ，不适合作个人通讯产品之用(手机/蓝牙耳机/蓝牙 Dongle 等等)，故多用在部分商业特殊用途上，通讯距离大约在 80~100M 距离之间。
b)Class B 是目前最流行的制式，通讯距离大约在 8~30M 之间，视产品的设计而定，多用于手机内/蓝牙耳机/蓝牙 Dongle 的个人通讯产品上，耗电量和体积较细，方便携带。  蓝牙
5）无论 1.1/1.2 版本的蓝牙产品，本身基本是可以支持 Stereo 音效的传输要求，但只能够作（单工）方式工作，加上音带频率响应不太足够，并未算是最好之 Stereo 传输工具。
6）版本 2.0 是 1.2 的改良提升版，传输率约在 1.8M/s~2.1M/s，可以有（双工）的工作方式。即一面作语音通讯，同时亦可以传输档案/高质素图片，台湾有部分蓝牙 Dongle 已经有在市面发售，但在手机内有支持蓝牙 2.0 版本则是很少。蓝牙耳机能够真正使用的亦不多，部分蓝牙产品自称是 2.0 版本，但仍然要利用外加配件才能达到。故相信最快也要到今年 9~11 月底才成气候，2.0 版本当然也支持 Stereo 运作。
7）稍后蓝牙 2.0 版本的芯片，是有机会加入了 Stereo 译码芯片，则连 A2DP（Advanced Audio Distribution Profile）也可以不需要了。
8) 2009年4月21日，蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)正式颁布了新一代标准规范"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed"(蓝牙核心规范3.0版 高速)。
9 2010年七月七日 蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)正式采纳蓝牙4.0核心规范（Bluetooth Core Specification Version 4.0 ），并启动对应的认证计划。
蓝牙技术解读目前应用最为广泛的是Bluetooth 2.0+EDR标准，该标准在2004年已经推出，支持Bluetooth 2.0+EDR标准的产品也于2006年大量出现。虽然Bluetooth 2.0+EDR标准在技术上作了大量的改进，但从1.X标准延续下来的配置流程复杂和设备功耗较大的问题依然存在。
为了改善蓝牙技术目前存在的问题，蓝牙SIG组织（Special Interest Group）推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的蓝牙技术。
1. 改善装置配对流程：由于有许多使用者在进行硬件之间的蓝牙配对时，会遭遇到许多问题，不管是单次配对，或者是永久配对，在配对的过程与必要操作过于繁杂，以往在连接过程中，需要利用个人识别码来确保连接的安全性，而改进过后的连接方式则是会自动使用数字密码来进行配对与连接，举例来说，只要在手机选项中选择连接特定装置，在确定之后，手机会自动列出目前环境中可使用的设备，并且自动进行连结。
而短距离的配对方面，也具备了在两个支持蓝牙的手机之间互相进行配对与通讯传输的NFC（Near Field CoMMunication）机制。NFC是短距离的无线RFID技术，在针对1~2公尺的短距离联机应用上，以电磁波为基础，取代传统无线电传输。由于NFC机制掌控了配对的起始侦测，当范围内的2台装置要进行配对传输时，只要简单的在手机屏幕上点选是否接受联机即可。不过要应用NFC功能，系统必须要内建NFC芯片或者是具备相关硬件功能。
2. 更佳的省电效果：蓝牙2.1版加入了Sniff Subrating的功能，透过设定在2个装置之间互相确认讯号的发送间隔来达到节省功耗的目的。一般来说，当2个进行连结的蓝牙装置进入待机状态之后，蓝牙装置之间仍需要透过相互的呼叫来确定彼此是否仍在联机状态，当然，也因为这样，蓝牙芯片就必须随时保持在工作状态，即使手机的其它组件都已经进入休眠模式。为了改善了这样这样的状况，蓝牙2.1将装置之间相互确认的讯号发送时间间隔从旧版的0.1秒延长到0.5秒左右，如此可以让蓝牙芯片的工作负载大幅降低，也可让蓝牙可以有更多的时间可以彻底休眠。根据官方的报告，采用此技术之后，蓝牙装置在开启蓝牙联机之后的待机时间可以有效延长5倍以上。
蓝牙3.0技术规范（2009年4月21日）
2009年4月21日，蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)正式颁布了新一代标准规范"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed"(蓝牙核心规范3.0版 高速)，蓝牙3.0的核心是"Generic Alternate MAC/PHY"(AMP)，这是一种全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。最初被期望用于新规范的技术包括802.11以及UMB，但是新规范中取消了UMB的应用。
作为新版规范，蓝牙3.0的传输速度自然会更高，而秘密就在802.11无线协议上。通过集成"802.11 PAL"(协议适应层)，蓝牙3.0的数据传输率提高到了大约24Mbps(即可在需要的时候调用802.11 WI-FI用于实现高速数据传输)。，是蓝牙2.0的八倍，可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机之间的资料传输。
功耗方面，通过蓝牙3.0高速传送大量数据自然会消耗更多能量，但由于引入了增强电源控制(EPC)机制，再辅以802.11，实际空闲功耗会明显降低，蓝牙设备的待机耗电问题有望得到初步解决。事实上，蓝牙联盟也正在着手制定新规范的低功耗版本。
此外，新的规范还具备通用测试方法(GTM)和单向广播无连接数据(UCD)两项技术，并且包括了一组HCI指令以获取密钥长度。
据称，配备了蓝牙2.1模块的PC理论上可以通过升级固件让蓝牙2.1设备也支持蓝牙3.0。联盟成员已经开始为设备制造商研发蓝牙3.0解决方案。
蓝牙4.0技术规范（2010年4月22日）[2]
蓝牙技术联盟(SIG)周二（2010年4月20日）表示，蓝牙4.0技术规范已经基本成型，预计于今年第二季度发布。
蓝牙4.0包括三个子规范，即传统蓝牙技术、高速蓝 牙和新的蓝牙低功耗技术。蓝牙 4.0的改进之处主要体现在三个方面，电池续航时间、节能和设备种类上。
拥有低成本，跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、100米以上超长距离、AES-128加密等诸多特色
此外，蓝牙4.0的有效传输距离也有所提升。3.0版本的蓝牙的有效传输距离为10米(约 32英尺)，而蓝牙4.0的有效传输距离可达到100米(约328英尺)。
SIG表示，蓝牙4.0完整规范将于今年6月30日完成，而基于蓝牙4.0的设备有望于年底或2011年初上市。
蓝牙将迈入4.0时代。
蓝牙4.0实际是个三位一体的蓝牙技术，它将三种规格合而为一，分别是传统蓝牙、低功耗蓝牙和高速蓝牙技术，这三个规格可以组合或者单独使用。SIG首席技术总监（CTO）葛立表示，全新的蓝牙4.0版本涵盖了三种蓝牙技术，是一个“三融技术”，首先蓝牙4.0继承了蓝牙技术无线连接的所有固有优势，同时增加了低耗能蓝牙和高速蓝牙的特点，尤以低耗能技术为核心，大大拓展了蓝牙技术的市场潜力。低耗能蓝牙技术将为以纽扣电池供电的小型无线产品及感测器，进一步开拓医疗保健、运动与健身、保安及家庭娱乐等市场提供新的机会。
现在的蓝牙4.0已经走向了商用，在最新款的 new ipad、 MacBook Air、Moto Droid Razr、HTC One X以及台商ACER AS3951系列/Getway NV57系列,ASUS UX21/31系列，iPhone 4S上都已应用了蓝牙4.0技术。虽然很多设备已经使用上蓝牙4.0技术， 但是相应的蓝牙耳机却没有及时推出，不能发挥蓝牙4.0 应有的优势。不过这个局面很快就要由国内蓝牙领导品牌 woowi 打破，作为积极参与蓝牙4.0规范制定和修改的厂商，woowi将于6月率先发布全球第一款蓝牙4.0 耳机 ---woowi hero ，相信大家很快就可以看到该产品的详细评测。
低耗电蓝牙相关规范
技术规范典型的蓝牙低耗电的蓝牙无线电频率2.4 GHz2.4 GHz距离10米10米空中数据速率1-3 Mb/s1 Mb/s应用吞吐量0.7-2.1 Mb/s0.2 Mb/sNodes/Active slaves7-16,777,184无限安全64/128-bit及用户自定义的应用层128-bitAES及用户自定义的应用层鲁棒性自动适应快速跳频，FEC,快速 ACK自动适应快速跳频延迟（非连接状态）​​发送数据的总时间100 m/s<6 m/s政府监管全球全球认证机构蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)语音能力有没有网络拓扑分散网Star-bus耗电量1（作为参考）0.01至0.5（视符使用情况）Peak current consumption<30 mA<15 mA (最高运行时为15 mA)Service discovery有有简介概念有有主要用途手机，游戏机，耳机，stereo audio streaming,
汽车和PC等手机，游戏机，PC，表，体育健身，医疗保健，
汽车，家用电子等