关于蓝牙v4.0技术知识的阐释

作者：Svein-Egil Nielsen

摘要： “蓝牙v4.0与以前的版本有根本区别，因为它以两个协议为基础，而非一个协议。 这带来了一些需要蓝牙Smart品牌解决的问题”Svein-Egil Nielsen解释说。

虽然蓝牙技术联盟(SIG)在很多事情上都备受指责，但是在消费者中成功树立蓝牙品牌却无可非议。早在2008年进行的一项独立调查发现，85%的消费者“认识了无线技术”， 今天这个数字很可能会更高。

随着蓝牙v4.0的推出，技术联盟面临着一个新的挑战，就是准确解释这项技术是什么。 跟以往版本不一样，蓝牙v4.0架构采用了两类不同的无线电技术和协议。一种类型可以与以往版本通信，而另一种则不可以。

从用户所关注的互操性到工程人员所需，技术联盟的答案是，新品牌可帮助消费者在市场上找到所需产品。蓝牙Smart和蓝牙Smart Ready品牌背后所采用的蓝牙v4.0技术正在被广泛应用。例如，苹果的iPhone 4S和新的iPad（参见图1）就符合蓝牙Smart Ready的要求，微软已宣布Windows 8支持此项技术， 摩托罗拉也已宣布推出具有蓝牙Smart Ready功能的手机。


图1：苹果最新的iPad符合蓝牙Smart Ready设备的要求

蓝牙Smart和蓝牙Smart Ready品牌真正的重要性是什么？蓝牙v4.0与以往版本的区别是什么？ 往下看你就会找到答案，但首先还是让我们从历史的角度稍作一些了解。

蓝牙与专属技术超低功耗对比

过去曾出现了两类“低功耗”无线技术。

蓝牙技术是爱立信贡献给世界的一项2.4GHz短距离通讯技术，采用大容量电池供电（例如，AA或更大容量），可提供约1 Mbps的带宽（随后有很大提高），可用于手机到无线耳机之间的流媒体通信等应用。

后来出现了一项功耗更低的无线技术，由Nordic Semiconductor等公司开发，并冠以“超低功耗” 一词来描述此项技术，此项技术也在2.4GHz频段下运行，提供1 Mbps的带宽。 后面这项技术的特点是非常低的负载循环运行（0.1或更低），平均电流在微安培范围内，一块纽扣电池可支持运行数月以至数年。其应用包括与运动手表进行通信的心率带、无线鼠标和键盘。

这两项技术有不同的市场定位，因使用不同协议而从未能相互通信。（蓝牙采用开放的标准协议以确保互操作性，而超低功耗无线技术采用高效的专属协议以保持低功耗。）

手机制造商诺基亚具有创新性的工程师团队认识到，如果他们实现与世界上百万的超低功耗无线电设备通信，将为公司产品开拓一个庞大的新市场。例如，慢跑爱好者无需购买一个昂贵的心率带及与其相匹配的运动手表来追踪他们的活动，他们将可以购买一个廉价的心率带并将其与他们已经拥有的手机链接。

基于这个来自于工程师的想法，诺基亚、超低功耗无线电专家Nordic Semiconductor和其他一些有共识的企业建立了联盟。但是诺基亚显然不希望在已经配有三个或四个RF设备的手机上再添加另一个无线电芯片，而选择采用已在其多数手机上装配的蓝牙芯片来完成这项工作。

经多年反复改良，该联盟与蓝牙技术联盟合并，该项技术演变成“超低功耗蓝牙”。

Nordic的工程师和技术联盟成员经过六年的不懈努力，最终迎来了蓝牙v4.0（其标志性特点是融合 “蓝牙低功耗”）。

关于两个芯片

蓝牙技术以往版本（例如v2.1和v3.0）与v4.0的根本区别在于最新版本使用两个协议。

蓝牙低功耗协议是蓝牙规范中的新内容，此项技术用于过去使用专属技术的超低功耗应用。（这并不表示专属技术即将消失；而因为它具较低成本和性能优化等原因被广泛使用于不需蓝牙互操性的产品上。） 该规范要求使用经专门设计只用于运行蓝牙低功耗协议的无线电设备， 此类设备因此被称为 “单模式”设备。

蓝牙v4.0的硅晶无线电既可支持“传统”蓝牙协议（例如BR/EDR），还增加了一些额外电路， 因而还支持与蓝牙低功耗（单模式）之间通信。由于这些芯片可处理两个协议，因此被称为“双模式”设备。

双模式芯片可用于以前使用传统蓝牙芯片的任何应用中。包括手机、平板电脑、个人电脑、个人导航设备(PND)、游戏机和智能电视以及其他众多应用。

蓝牙品牌

蓝牙Smart品牌的认证产品必须符合三项要求：采用GATT为基础架构的蓝牙4.0（或更高）核心规范；采用单模式无线电及使用以GATT为基础的架构以实现设备的特定功能。

蓝牙Smart Ready认证产品必须符合三项相似要求：采用GATT为基础架构的蓝牙4.0（或更高）核心规范；采用双模式无线电(BR/EDR+蓝牙低功耗），两种无线电模式可分别或同时启用， 提供在蓝牙Smart Ready设备上更新蓝牙Smart设备的方法供终端用户选择。

蓝牙Smart Ready制造商还应为第三方提供一种创建和分配应用，用于接收蓝牙Smart设备的数据。

对于消费者，蓝牙Smart Ready产品为终端用户提供了一种更新蓝牙Smart产品功能的方法。 用户可下载并安装新的配置文件（优化的特定应用软件）来支持购买的新设备，而无需借助带有预安装支持文件的集线器设备。

蓝牙技术联盟的新品牌旨在满足大众的期待。经过多年对蓝牙技术互操性和兼容性的宣传，情况已经发生变化。

新品牌对消费者很重要，因为它可帮助消费者为其活动选择正确的产品。例如，人们不可能购买一个蓝牙Smart心率带而指望其与任何的蓝牙芯片手机通信。还不如选择支持蓝牙 Smart Ready的手机， 因为这就意味着采用了蓝牙v4.0芯片和蓝牙Smart Ready所需的基础结构和支持技术。表1对互操作性进行了总结。

表1：蓝牙Smart和蓝牙Smart Ready兼容性