蓝牙超低功耗无线技术意味着什么

　超低功耗是ULP蓝牙技术取得成功的关键。人们希望，使用普通的钮扣电池的装置可运行几个月甚至几年。人们对ULP蓝牙设想的目标市场和产品路线是十分清晰的，目前预计ULP蓝牙样机的推出和标准的批准会在同一个时间。

　　在短距离低功率无线领域，似乎蓝牙技术的地位已经不容置疑。但在功耗和成本成为主要约束的情况下，应用就受到了限制，较高的功耗使其应用不能使用功率极小的钮扣电池（图1）。此外，越来越多的产品要求装置和设备之间要能够实现无线协作，以现行的蓝牙技术，这只是一个梦想。

　　
蓝牙低功耗无线技术填补空白

　　在研究人员视蓝牙低功耗无线技术（ULP蓝牙）为新的希望之前，想把无线连接加到设计中的设计工程师面对着扑朔迷离的各种选择，如WiMAX（IEEE802.16d）、Wi-Fi（IEEE802.11b/g/n）、蓝牙（IEEE802.11.15.1）、ZigBee（IEEE802.15.4）。不同的技术似乎覆盖了整个无线通讯领域，包括从远距离、高带宽一直到短距离、低功耗（适合电池供电的便携式装置使用）。但是，许多工程师意识到迫切需要另外一种无线射频技术，其能够在小型个人便携式产品之间协作，而且耗电量极小，电池的寿命能够达到数月至一年。

　　由于缺乏这样一个开放的标准，在消费类应用系统领域留下了一个利润丰厚的市场，它需要专门的解决方案来填补超低功耗（在发射或接收时低于15mA且平均电流在微安的范围）短距离（数十米）无线连接的空白。

　　专有解决方案都具备高带宽、抗干扰、价格好、电池寿命令人羡慕的特点。例如，Nordic Semiconductor的nRF24xxx系列2.4 GHz收发器在全球数以百万计的无线鼠标器、键盘、保健传感器和运动手表中应用得非常成功；其中nRF24l01收发器在发射或接收功率为0dBm、速度为2Mbps时，消耗电流约12mA；把Nordic的nRF2601无线桌面协议（WDP）用在无线鼠标器中时，正常使用的情况下两节AA电池的寿命约为一年，相比之下，使用蓝牙的同类鼠标器寿命仅一个月。

　　专有解决方案的产品的缺点是彼此之间不能协作。点到点连接的终端产品制造商主要通过专有解决方案的优异性价比获利，而几乎都不关心这个问题。但一些想以无线方式和其他公司产品连接起来，或想使用其他的收发器的制造商，就不能采用专有解决方案。而这些公司正是蓝牙低功耗无线技术所针对的客户。

　　
扩大无线连接

　　很多人说，开放标准增加了繁琐的官僚作风、扼杀了创新，但如果没有1998年成立的非营利组织Bluetooth SIG（蓝牙技术联盟），很有可能蓝牙技术不会像现在这样蓬勃发展。在最初几年，只有为数不多的赞助者大量地投资到技术规范的制定、市场宣传和推广上，而且没有人能保证它一定成功。此外，由于得到的支持有限，有些公司可能望而却步，因为害怕过时而不会纳入自己的产品中。蓝牙作为一个开放标准，鼓励半导体厂商之间进行良性竞争，促成了一系列相互竞争然而能够协同运作的产品和服务，而也正是Bluetooth SIG培育了新兴的Wibree技术，并将其作为"蓝牙超低功耗无线技术（ULP蓝牙）"纳入蓝牙技术规范。

　　最早，诺基亚只想Wibree与Bluetooth SIG能很好地相处，以手机作为无线PAN的中心，协调无线外设一起工作。目前，几乎所有最基本的移动电话都装了蓝牙芯片，手机能够很容易地与其他设备进行通信。但是Bluetooth SIG已经认识到，如果这个通信功能可以延伸到安装了超低功耗无线连接的传感器或者其他装置，如装有心率传感器、脚步加速度传感器的智能型运动手表、具有远距离射频控制功能的装置、保健传感器等，它的应用是无止境的。

　　目前的蓝牙做不到这样的连接性，因为用于移动电话的任何外围设备必须很小、重量轻，要用钮扣电池供电。此外，手机制造商并不想在移动电话中另外增加射频装置。但是如果无线手机外设使用ULP蓝牙，而且在手机上配备经过适当修改的蓝牙芯片（加入超低功耗的功能），这一切将很容易实现。

　　
蓝牙低功耗无线技术

　　ULP蓝牙技术的规范草案对超低功耗短距离射频通信技术作了详细规定，这是一个简化的协议，并与蓝牙技术整合在一起。根据目前的估计，协作规范（也称作互操作或互用性规范）的第一个商用版本将在2008年下半年出台。

ULP蓝牙技术和蓝牙工作频率一样为2.4GHz，这是供工业、科学和医疗（ISM）使用的波段。它的物理层的比特率为1Mb/s，作用距离达到15m。该带宽可能超出工程的需要，但却是经过精心选择的。多年实地经验与专有技术（如Nordic的nRF24xxx收发器）的使用经验，以及按给定的数据量在发射功率（随着带宽增加而增大）和工作周期（随着带宽增加而下降）之间的权衡比较表明，1Mb/s的