強(qiáng)悍藍(lán)牙5.0駕到，兼回顧藍(lán)牙發(fā)展史 - 全文

　　自2014年12月發(fā)布藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)以來，時(shí)隔1年多后，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth Special Interest Group）于本周五透露新一代藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)5.0的官方發(fā)布日期—6月16日。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的常務(wù)董事Mark Powell在郵件中表示新標(biāo)準(zhǔn)在傳輸速度上是最新藍(lán)牙4.2版本的4倍，覆蓋范圍是其的2倍。

　　此外，藍(lán)牙5還為廣告?zhèn)鞑砹恕爸档藐P(guān)注的更大性能”，能夠允許設(shè)備廠商來創(chuàng)建比Beacon或者基于地理位置服務(wù)的更復(fù)雜微妙的連接系統(tǒng)。援引外媒Ars Technica解釋，通過藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送的廣告數(shù)據(jù)包具備能夠被其他藍(lán)牙設(shè)備檢測和解碼的微型信息，哪怕這些設(shè)備都未完成配對。

　　例如，類似于Magic Mouse 2和Magic Trackpad等蘋果周邊通過掃描附近配件從而直接在Mac主機(jī)上進(jìn)行現(xiàn)實(shí)。此外蘋果還能使用Data Rich包來驅(qū)動Handoff和iBeacon技術(shù)。

　　據(jù)悉藍(lán)牙5標(biāo)準(zhǔn)的最大特性之一，將是可以支持室內(nèi)定位功能，若結(jié)合Wi-Fi技術(shù)，有機(jī)會可以實(shí)現(xiàn)精確度1米之內(nèi)的定位，對于 大型賣場、百貨公司，或是停車場等等的業(yè)者而言，將會帶來莫大幫助，有助翻新人類熟悉的科技生活。

　　在對5.0有了基本的了解之后，我們對其到來抱有很大的期望。就此，我們想回顧一下藍(lán)牙的發(fā)展史，讓大家對這個(gè)覆蓋范圍廣泛的無線技術(shù)有一個(gè)全面的了解：

　　什么是藍(lán)牙

　　藍(lán)牙技術(shù)是一種尖端的開放式無線通訊標(biāo)準(zhǔn)，能夠在短距離范圍內(nèi)無線連接桌上型電腦與筆記本電腦、便攜設(shè)備、PDA、移動電話、拍照手機(jī)、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、耳麥、鍵盤甚至是電腦鼠標(biāo)。

　　利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠簡化設(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。

　　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)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。其數(shù)據(jù)速率為1Mbps。采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。

　　藍(lán)牙協(xié)議堆棧依照其功能可分四層：核心協(xié)議層（HCI、LMP、L2CAP、SDP）、線纜替換協(xié)議層（RFCOMM）、電話控制協(xié)議層（TCS-BIN）

　　和選用協(xié)議層（PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）

　　簡言之，藍(lán)牙技術(shù)讓各種數(shù)碼設(shè)備之間能夠無線溝通，讓散落各種連線的桌面成為歷史。有了藍(lán)牙無線技術(shù)，你就可以輕松連接你的電腦和便攜設(shè)備、移動電話以及其它外圍設(shè)備――在 9 米（30英尺）距離之內(nèi)以無線方式彼此連接。

　　相比于其他無線技術(shù)：紅外、無線2.4G、WiFi來說，藍(lán)牙具有加密措施完善，傳輸過程穩(wěn)定以及兼容設(shè)備豐富等諸多優(yōu)點(diǎn)。尤其是在授權(quán)門檻逐漸降低的今天，藍(lán)牙技術(shù)開始真正普及到所有的數(shù)碼設(shè)備。不過，藍(lán)牙這一路走來也并非完美，從1.0到4.2，再到現(xiàn)在的5.0，是一個(gè)不平凡的過程。

　　藍(lán)牙名字的來源

　　這要源于一個(gè)小故事。

　　公元940-985年，哈洛德。布美塔特（Harald Blatand），后人稱Harald Bluetooth，統(tǒng)一了整個(gè)丹麥。他的名字“Blatand”可能取自兩個(gè)古老的丹麥詞語?！癰la”意思是黑皮膚的，而“tan”是偉人的含義。和許多君王一樣 ，哈洛德四 處擴(kuò)張，為政治、經(jīng)濟(jì)和榮譽(yù)而征戰(zhàn)。公元960年哈洛德到達(dá)了他權(quán)力的最高點(diǎn)，征服了整個(gè)丹麥和挪威。而藍(lán)牙是這個(gè)丹麥國王Viking的“綽號”，因?yàn)樗麗鄢运{(lán)梅，牙齒被染藍(lán)，因此而得這一“綽號”。

　　在行業(yè)協(xié)會籌備階段，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)。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，有些人認(rèn)為用Blatand國王的名字命名再合適不過了。Blatand國王將挪威，瑞典和丹麥統(tǒng)一起來；他的口齒伶俐，善于交際，就如同這項(xiàng)即將面世的技術(shù)，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，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)，手機(jī)和汽車行業(yè)之間的工作。

　　為什么要推出藍(lán)牙？

　　藍(lán)牙技術(shù)最初由愛立信創(chuàng)制。技術(shù)始于愛立信公司的1994方案，它是研究在移動電話和其他配件間進(jìn)行低功耗、低成本無線通信連接的方法。發(fā)明者希望為設(shè)備間的通訊創(chuàng)造一組統(tǒng)一規(guī)則（標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議），以解決用戶間互不兼容的移動電子設(shè)備。

　　研究的目的是要找到一種方法，能夠除掉連接移動電話和PC卡、耳機(jī)、臺式電腦及其他設(shè)備之間的電纜。此項(xiàng)研究是一個(gè)大項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目是要研究如何將各種不同的通信設(shè)備通過移動電話接入到蜂窩網(wǎng)上。公司得出結(jié)論，這種連接的最后一段應(yīng)該是短距離的無線連接。隨著項(xiàng)目的進(jìn)展，日益明朗化的是短距離無線通信的應(yīng)用范圍幾乎無限廣闊。

　　1997年，愛立信公司借此概念接觸了移動設(shè)備制造商，討論其項(xiàng)目合作發(fā)展，結(jié)果獲得支持。

　　1998年5月，愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司等五家著名廠商，在聯(lián)合開展短程無線通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化活動時(shí)提出了藍(lán)牙技術(shù)。

　　1999年5月20日，這五家廠商成立了藍(lán)牙“特別興趣組”（Special Interest Group，SIG），即藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的前身，以使藍(lán)牙技術(shù)能夠成為未來的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。芯片霸主Intel公司負(fù)責(zé)半導(dǎo)體芯片和傳輸軟件的開發(fā)，愛立信負(fù)責(zé)無線射頻和移動電話軟件的開發(fā)，IBM和東芝負(fù)責(zé)筆記本電腦接口規(guī)格的開發(fā)。

　　1999年下半年，著名的業(yè)界巨頭微軟、摩托羅拉、三星、朗訊與藍(lán)牙特別小組的五家公司共同發(fā)起成立了藍(lán)牙技術(shù)推廣組織，從而在全球范圍內(nèi)掀起了一股“藍(lán)牙”熱潮。全球業(yè)界即將開發(fā)一大批藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品，使藍(lán)牙技術(shù)呈現(xiàn)出極其廣闊的市場前景，并預(yù)示著21世紀(jì)初將迎來波瀾壯闊的全球無線通信浪潮。

　　到2000年4月，SIG的成員數(shù)已超過1500，其成長速度超過任何其他的無線聯(lián)盟。這些公司聯(lián)合開發(fā)了藍(lán)牙1．0標(biāo)準(zhǔn)，并于1999年7月公布。藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)包括兩個(gè)文件：

　　基礎(chǔ)核心協(xié)議——提供設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；

　　基礎(chǔ)應(yīng)用規(guī)范——提供互操作性準(zhǔn)則。

　　核心協(xié)議文件描述了射頻、基帶、鏈路管理器、業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議、傳輸層以及與其他協(xié)議的互操作性等內(nèi)容；應(yīng)用規(guī)范文件描述了各種不同類型的藍(lán)牙應(yīng)用所要求的協(xié)議和過程。

　　2006年10月13日，Bluetooth SIG（藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟）宣布聯(lián)想公司取代IBM在該組織中的創(chuàng)始成員位置，并立即生效。通過成為創(chuàng)始成員，聯(lián)想將與其他業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)廠商杰爾系統(tǒng)公司、愛立信公司、英特爾公司、微軟公司、摩托羅拉公司、諾基亞公司和東芝公司一樣擁有藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟董事會中的一席，并積極推動藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。

　　除了創(chuàng)始成員以外，Bluetooth SIG還包括200多家聯(lián)盟成員公司以及約6000家應(yīng)用成員企業(yè)。而企業(yè)只要使用“藍(lán)牙（Bluetooth）”相關(guān)商標(biāo)在市場上銷售產(chǎn)品，都必須向藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟交納商標(biāo)使用費(fèi)和產(chǎn)品認(rèn)證費(fèi)。

　　2008年，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟準(zhǔn)備新設(shè)立一個(gè)“初級應(yīng)用成員公司”的會員級別，如果是年?duì)I業(yè)額小于300萬美元的中小企業(yè)，入會費(fèi)為零，認(rèn)證兩款藍(lán)牙產(chǎn)品的費(fèi)用降至2500美元。

　　藍(lán)牙的版本演進(jìn)

　　在5.0之前，藍(lán)牙經(jīng)過了多個(gè)版本的演進(jìn)，主要為為1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1和4.2，下文我們將就每一個(gè)不同的版本技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹：

　　上表中：

　　EDR：全稱為Enhanced Data Rate。通過提高多任務(wù)處理和多種藍(lán)牙設(shè)備同時(shí)運(yùn)行的能力，EDR使得藍(lán)牙設(shè)備的傳輸速度可達(dá)3Mbps。

　　HS：全稱為High Speed。HS使得Bluetooth能利用WiFi作為傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其支持的傳輸速度最高可達(dá)24Mbps。其核心是在802.11的基礎(chǔ)上，通過集成802.11協(xié)議適配層，使得藍(lán)牙協(xié)議?？梢愿鶕?jù)任務(wù)和設(shè)備的不同，選擇正確的射頻。

　　BLE：全稱為Bluetooth Low Energy。藍(lán)牙規(guī)范4.0最重要的一個(gè)特性就是低功耗。BLE使得藍(lán)牙設(shè)備可通過一粒紐扣電池供電以維持續(xù)工作數(shù)年之久。很明顯，BLE使得藍(lán)牙設(shè)備在鐘表、遠(yuǎn)程控制、醫(yī)療保健及運(yùn)動感應(yīng)器等市場具有極光明的應(yīng)用場景。

　　藍(lán)牙1.1標(biāo)準(zhǔn)

　　1.1 為最早期版本，傳輸率約在748~810kb/s，因是早期設(shè)計(jì)，容易受到同頻率之產(chǎn)品所干擾下影響通訊質(zhì)量。

　　藍(lán)牙1.2標(biāo)準(zhǔn)

　　1.2 同樣是只有 748~810kb/s 的傳輸率，但在加上了（改善 Software）抗干擾跳頻功能。

　　這個(gè)版本向下兼容1.1版，其主要改進(jìn)包括：

　　匿名方式：屏蔽設(shè)備的硬件地址（BD_ADDR），保護(hù)用戶免受身份嗅探攻擊和跟蹤。從1.1版開始已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)硬件匿名，但未被實(shí)施，因此對普通消費(fèi)者來說還是沒有此功能。

　　自適應(yīng)頻率跳躍（AFH，Adaptive Frequency Hopping）：通過避免使用跳躍序列中的擁擠頻率，從而改善對無線電干涉的抵抗。

　　更高的實(shí)際傳輸速度，實(shí)際測試約為24KB/S（192Kbps）左右。

　　L2CAP層引入了流量控制和錯(cuò)誤糾正機(jī)制

　　藍(lán)牙2.0標(biāo)準(zhǔn)

　　2.0 是 1.2 的改良提升版，傳輸率約在 1.8M/s~2.1M/s，開始支持雙工模式——即一面作語音通訊，同時(shí)亦可以傳輸檔案/高質(zhì)素圖片，2.0 版本當(dāng)然也支持 Stereo 運(yùn)作。

　　應(yīng)用最為廣泛的是Bluetooth 2.0+EDR標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)在2004年已經(jīng)推出，支持Bluetooth 2.0+EDR標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品也于2006年大量出現(xiàn)。

　　雖然Bluetooth 2.0+EDR標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上作了大量的改進(jìn)，但從1.X標(biāo)準(zhǔn)延續(xù)下來的配置流程復(fù)雜和設(shè)備功耗較大的問題依然存在。

　　2.0版的內(nèi)容還沒有什么明確的信息，但愛立信的研究者公布了一些內(nèi)容：

　　加入了“非跳躍窄頻通道”（Non-hopping narrowband channel）。

　　因?yàn)椴恍枰c每個(gè)設(shè)備交換應(yīng)答信號，這種通道可以用來將各種器件的藍(lán)牙服務(wù)概要同時(shí)廣播到巨量的藍(lán)牙器件。應(yīng)答信號交換過程當(dāng)前需要大約一秒。

　　實(shí)時(shí)公共交通時(shí)刻表、基本的交通暢通性信息和高級交通指向指示等未加密信息可以以高速度發(fā)送給設(shè)備。

　　更高的連接速度（實(shí)際測試速度為280KB/s=2240Kbps［來源請求］）

　　支持多個(gè)速度水平

　　藍(lán)牙2.1標(biāo)準(zhǔn)

　　2007年8月2日，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟今天正式批準(zhǔn)了藍(lán)牙2.1版規(guī)范，即“藍(lán)牙2.1+EDR”，可供未來的設(shè)備自由使用。和2.0版本同時(shí)代產(chǎn)品，目前仍然占據(jù)藍(lán)牙市場較大份額，相對2.0版本主要是提高了待機(jī)時(shí)間2倍以上，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒有根本性變化。

　　藍(lán)牙核心規(guī)范2.1+EDR向下對1.2版本完全兼容，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟于2007年7月26日通過。

　　藍(lán)牙2.1，增加了Sniff省電功能，使得適配器與設(shè)備的聯(lián)系時(shí)間延長到0.5秒，能節(jié)約不小電量；增強(qiáng)功能有簡單安全配對（SSP），這改善了藍(lán)牙設(shè)備的配對經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)提升了使用和安全強(qiáng)度

　　藍(lán)牙3.0標(biāo)準(zhǔn)

　　2009年4月21日，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 ），藍(lán)牙3.0的核心是“Generic Alternate MAC/PHY”（AMP），這是一種全新的交替射頻技術(shù)，允許藍(lán)牙協(xié)議棧針對任一任務(wù)動態(tài)地選擇正確射頻。

　　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）。在傳輸速度上，藍(lán)牙3.0是藍(lán)牙2.0的八倍，可以輕松用于錄像機(jī)至高清電視、PC至PMP、UMPC至打印機(jī)之間的 資料傳輸，但是需要雙方都達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)功能。

　　更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，集成802.11PAL最高速度可達(dá)24Mbps。是2.0速度的8倍。

　　引入了增強(qiáng)電源控制，實(shí)際空閑功耗明顯降低。

　　藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)

　　藍(lán)牙4.0規(guī)范于2010年7月7日正式發(fā)布，新版本的最大意義在于低功耗，同時(shí)加強(qiáng)不同OEM廠商之間的設(shè)備兼容性，并且降低延遲，理論最高 傳輸速度依然為24Mbps（即3MB/s），有效覆蓋范圍擴(kuò)大到100米（之前的版本為10米）。該標(biāo)準(zhǔn)芯片被大量的手機(jī)、平板所采用，如蘋果The New iPad平板電腦，以及蘋果iPhone 5、魅族MX4、HTC One X等手機(jī)上帶有藍(lán)牙4.0功能。

　　藍(lán)牙4.0最重要的特性是支持省電；

　　Bluetooth 4.0，協(xié)議組成和當(dāng)前主流的Bluetooth h2.x+EDR、還未普及的Bluetooth h3.0+HS不同，Bluetooth 4.0是Bluetooth從誕生至今唯一的一個(gè)綜合協(xié)議規(guī)范，

　　還提出了“低功耗藍(lán)牙”、“傳統(tǒng)藍(lán)牙”和“高速藍(lán)牙”三種模式。

　　其中：高速藍(lán)牙主攻數(shù)據(jù)交換與傳輸；傳統(tǒng)藍(lán)牙則以信息溝通、設(shè)備連接為重點(diǎn)；藍(lán)牙低功耗顧名思義，以不需占用太多帶寬的設(shè)備連接為主。前身其實(shí)是NOKIA開發(fā)的Wibree技術(shù)，本是作為一項(xiàng)專為移動設(shè)備開發(fā)的極低功耗的移動無線通信技術(shù)，在被SIG接納并規(guī)范化之后重命名為Bluetooth Low Energy（后簡稱低功耗藍(lán)牙）。這三種協(xié)議規(guī)范還能夠互相組合搭配、從而實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用模式，此外，Bluetooth 4.0還把藍(lán)牙的傳輸距離提升到100米以上（低功耗模式條件下）。

　　分Single mode與Dual mode。

　　Single mode只能與BT4.0互相傳輸無法向下兼容（與3.0/2.1/2.0無法相通）;Dual mode可以向下兼容可與BT4.0傳輸也可以跟3.0/2.1/2.0傳輸

　　超低的峰值、平均和待機(jī)模式功耗，覆蓋范圍增強(qiáng)，最大范圍可超過100米。

　　速度：支持1Mbps數(shù)據(jù)傳輸率下的超短數(shù)據(jù)包，最少8個(gè)八組位，最多27個(gè)。所有連接都使用藍(lán)牙2.1加入的減速呼吸模式（sniff subrating）來達(dá)到超低工作循環(huán)。

　　跳頻：使用所有藍(lán)牙規(guī)范版本通用的自適應(yīng)跳頻，最大程度地減少和其他2.4 GHz ISM頻段無線技術(shù)的串?dāng)_。

　　主控制：可以休眠更長時(shí)間，只在需要執(zhí)行動作的時(shí)候才喚醒。

　　延遲：最短可在3毫秒內(nèi)完成連接設(shè)置并開始傳輸數(shù)據(jù)。

　　健壯性：所有數(shù)據(jù)包都使用24-bit CRC校驗(yàn)，確保最大程度抵御干擾。

　　安全：使用AES-128 CCM加密算法進(jìn)行數(shù)據(jù)包加密和認(rèn)證。

　　拓?fù)洌好總€(gè)數(shù)據(jù)包的每次接收都使用32位尋址，理論上可連接數(shù)十億設(shè)備；針對一對一連接最優(yōu)化，并支持星形拓?fù)涞囊粚Χ噙B接；使用快速連接和斷開，數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)狀拓?fù)鋬?nèi)轉(zhuǎn)移而無需維持復(fù)雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

　　藍(lán)牙4.1標(biāo)準(zhǔn)

　　藍(lán)牙4.1于2013年12月6日發(fā)布，與LTE無線電信號之間如果同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，那么藍(lán)牙4.1可以自動協(xié)調(diào)兩者的傳輸信息，理論上可以減少 其它信號對藍(lán)牙4.1的干擾。改進(jìn)是提升了連接速度并且更加智能化，比如減少了設(shè)備之間重新連接的時(shí)間，意味著用戶如果走出了藍(lán)牙4.1的信號范圍并且斷 開連接的時(shí)間不算很長，當(dāng)用戶再次回到信號范圍中之后設(shè)備將自動連接，反應(yīng)時(shí)間要比藍(lán)牙4.0更短。最后一個(gè)改進(jìn)之處是提高傳輸效率，如果用戶連接的設(shè)備 非常多，比如連接了多部可穿戴設(shè)備，彼此之間的信息都能即時(shí)發(fā)送到接接收設(shè)備上。

　　除此之外，藍(lán)牙4.1也為開發(fā)人員增加了更多的靈活性，這個(gè)改變對普通用戶沒有很大影響，但是對于軟件開發(fā)者來說是很重要的，因?yàn)闉榱藨?yīng)對逐漸興起的可穿戴設(shè)備，那么藍(lán)牙必須能夠支持同時(shí)連接多部設(shè)備。

　　藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)

　　2014年12月4日，最新的藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)頒布，改善了數(shù)據(jù)傳輸速度和隱私保護(hù)程度，并接入了該設(shè)備將可直接通過IPv6和6LoWPAN接入互聯(lián)網(wǎng)。在新的標(biāo)準(zhǔn)下藍(lán)牙信號想要連接或者追蹤用戶設(shè)備必須經(jīng)過用戶許可，否則藍(lán)牙信號將無法連接和追蹤用戶設(shè)備。

　　速度方面變得更加快速，兩部藍(lán)牙設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度提高了2.5倍，因?yàn)樗{(lán)牙智能（Bluetooth Smart）數(shù)據(jù)包的容量提高，其可容納的數(shù)據(jù)量相當(dāng)于此前的10倍左右。

　　特別說明：低功耗藍(lán)牙

　　藍(lán)牙4.0將三種規(guī)格集一體，包括傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)，高速技術(shù)和低功耗技術(shù)，與3.0版本相比最大的不同就是低功耗?！?.0版本的功耗較老版本降低了90%，更省電，”隨著藍(lán)牙技術(shù)由手機(jī)、游戲、耳機(jī)、便攜電腦和汽車傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域向物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療新領(lǐng)域的擴(kuò)展，對低功耗的要求會越來越高，4.0版本強(qiáng)化了藍(lán)牙在數(shù)據(jù)傳輸上的低功耗性能。

　　低功耗藍(lán)牙為何如此省電？它和經(jīng)典藍(lán)牙技術(shù)相比，主要的改變幾種體現(xiàn)在待機(jī)功耗的減少，高速鏈接的實(shí)現(xiàn)和峰值功率的降低三個(gè)方面。

　　（1）待機(jī)功耗的下降

　　傳統(tǒng)藍(lán)牙設(shè)備的待機(jī)耗電量大一直是為人所摳病的缺陷之一，這與傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)動測采用16~32個(gè)頻道進(jìn)行廣播不無關(guān)系，而低功耗藍(lán)牙僅使用了3個(gè)廣播通道，且每次廣播時(shí)射頻的開啟時(shí)間也由傳統(tǒng)的22.5ms減少到0.6~1.2ms，這兩個(gè)協(xié)議規(guī)范上的改變顯然大大降低了因?yàn)閺V播數(shù)據(jù)導(dǎo)致的待機(jī)功耗；此外低功耗藍(lán)牙設(shè)計(jì)了用深度睡眠狀態(tài)來替換藍(lán)牙的空閑狀態(tài)，在深度睡眠狀態(tài)下，主機(jī)長時(shí)間處于超低的負(fù)載循環(huán)（DutyCycle）狀態(tài)，只在需要運(yùn)作時(shí)由控制器來啟動，因主機(jī)較控制器消耗更多的能源，因此這樣的設(shè)計(jì)也節(jié)省了最多的能源；在深度睡眠狀態(tài)下，協(xié)議也針對此通訊模式進(jìn)行了優(yōu)化，數(shù)據(jù)發(fā)送間隔時(shí)間也增加到了0.5~4s，傳感器類應(yīng)用程序發(fā)送的數(shù)據(jù)量較平常少很多，而且所有連接均采用先進(jìn)的嗅探性次額定（Sn if f-Subrating）功能模式，因此此時(shí)的射頻能耗幾乎可以忽略不計(jì)，綜合以上因素，低功耗藍(lán)牙的待機(jī)功耗較傳統(tǒng)藍(lán)牙大大減少。

　　（2）高速連接的實(shí)現(xiàn)

　　要明白這一過程，我們必須先介紹一下藍(lán)牙設(shè)備和主機(jī)設(shè)備的連接步驟。

　　第一步：通過掃描，試圖發(fā)現(xiàn)新設(shè)備

　　第二步：確認(rèn)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備沒有而已軟件，也沒有處于鎖定狀態(tài)

　　第三步：發(fā)送IP地址

　　第四步：收到并解讀待配對設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)

　　第五步：建立并保存連接

　　按照傳統(tǒng)的藍(lán)牙協(xié)議規(guī)范，若某一藍(lán)牙設(shè)備正在進(jìn)行廣播，則它不會響應(yīng)當(dāng)前正在進(jìn)行的設(shè)備掃描，而低功耗藍(lán)牙協(xié)議規(guī)范允許正在進(jìn)行廣播的設(shè)備連接到正在掃描的設(shè)備上，這就有效避免了重復(fù)掃描，而通過對連接機(jī)制的改善，低功耗藍(lán)牙下的設(shè)備連接建立過程可控制在3ms內(nèi)完成，同時(shí)能以應(yīng)用程序迅速啟動連接器，并以數(shù)毫秒的傳輸速度完成經(jīng)認(rèn)可的數(shù)據(jù)傳遞后并立即關(guān)閉連接，而傳統(tǒng)藍(lán)牙協(xié)議下即使只是建立鏈路層連接都需要花費(fèi)100ms，建立L2CAP（邏輯鏈路控制與適應(yīng)協(xié)議）層的連接建立時(shí)間則更長。

　　藍(lán)牙低功耗協(xié)議還對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，通過在每個(gè)從設(shè)備及每個(gè)數(shù)據(jù)包上使用32位的存取地址，能夠讓數(shù)十億個(gè)設(shè)備能被同時(shí)連接，此技術(shù)不但將傳統(tǒng)藍(lán)牙一對一的連接優(yōu)化，同時(shí)也利用星狀拓?fù)鋪硗瓿梢粚Χ帱c(diǎn)的連接，在連接和斷線切換迅速的應(yīng)用場景下，數(shù)據(jù)能夠在網(wǎng)狀拓?fù)渲g移動，但不至于為了維持此網(wǎng)絡(luò)而顯得過于復(fù)雜，這也有效減輕了連接復(fù)雜性，減少了連接建立時(shí)間。

　?。?）降低峰值功率

　　低功耗藍(lán)牙對數(shù)據(jù)包長度進(jìn)行了更加嚴(yán)格的定義，支持超短（8~27Byte）數(shù)據(jù)封包，并使用了隨機(jī)射頻參數(shù)和增加了GSFK調(diào)制索引，這些措施最大限度地減少了數(shù)據(jù)收發(fā)的復(fù)雜性；此外低功耗藍(lán)牙還通過增加調(diào)變指數(shù)，并采用24位的CRC確保封包在受干擾時(shí)具有更大的穩(wěn)定度，低功耗藍(lán)牙的射程增加至100m以上，以上措施結(jié)合藍(lán)牙傳統(tǒng)的跳頻原理，有效降低了峰值功率。

　　藍(lán)牙2016年技術(shù)藍(lán)圖

　　藍(lán)牙聯(lián)盟在2016 的主要方針集中在以藍(lán)牙低功耗為首的物聯(lián)網(wǎng)布局，主要有三大方向，包括使藍(lán)牙低功耗的傳輸距離強(qiáng)化四倍、傳統(tǒng)藍(lán)牙傳輸提升到2Mbit/s ，以及支援物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)期待已久的藍(lán)牙Mesh （網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)）。

　　其中延伸藍(lán)牙低功耗以及支援藍(lán)牙Mesh 對于物聯(lián)網(wǎng)都是相當(dāng)重大的布局，使距離延伸的優(yōu)點(diǎn)在于對自動化、工業(yè)控制、智慧家庭等應(yīng)用的因?yàn)榫嚯x延伸變得更實(shí)用，至于支援Mesh 最大的優(yōu)點(diǎn)就是使藍(lán)牙設(shè)備與終端不再僅有點(diǎn)對點(diǎn)以及延伸模式，而是使各藍(lán)牙裝置之間可彼此相連，同時(shí)也可借此網(wǎng)路模式延伸藍(lán)牙管理的距離。

　　而提升100% 的傳輸速度，不僅只是增加頻寬，同時(shí)使藍(lán)牙也能用于重視延遲的應(yīng)用，例如醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，可藉由今年藍(lán)牙新標(biāo)準(zhǔn)的頒布得以使資訊傳輸以及管理更及時(shí)。

　　除了物聯(lián)網(wǎng)以及用于連接裝置等應(yīng)用外，藍(lán)牙技術(shù)也在近年有更多的的應(yīng)用，尤其是Beacon 技術(shù)正在改變定位與服務(wù)，藉由Beacon 技術(shù)取代條碼，使用者可輕松的獲取相關(guān)資訊，且同時(shí)也能藉由藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)的定位服務(wù)，能用于百貨或是車站的室內(nèi)導(dǎo)航，百貨商品業(yè)者的找尋柜位等應(yīng)用；另外就是透過距離的拓展以及即將導(dǎo)入的Mesh ，藍(lán)牙也預(yù)期可為自動化解決方案帶來更多的變化以及彈性。

　　在上述的新發(fā)展目標(biāo)之外，藍(lán)牙聯(lián)盟也在三月公布了一項(xiàng)新的技術(shù)TDS （ Transport Discovery Service ），這項(xiàng)技術(shù)中文稱為傳輸發(fā)現(xiàn)技術(shù)，透過藍(lán)芽搜尋與啟動范圍內(nèi)的可用無線鏈路，借此偵測附近無線裝置與服務(wù)，并且使使用者可以關(guān)閉裝置中功耗較高的技術(shù)，并于需要時(shí)再開啟，藍(lán)牙聯(lián)盟希望借此技術(shù)能夠在物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境中使能源管理更好。