藍牙技術(shù)發(fā)展史 版本詳解

• 2018年5月29日 WuZhiCong來源：互聯(lián)網(wǎng) 422 21
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  2018-2023年中國視頻電話市場深度全景調(diào)研及“十三五”發(fā)展前景預測報告

  在激烈的市場競爭中，企業(yè)及投資者能否做出適時有效的市場決策是制勝的關(guān)鍵。視頻電話行業(yè)研究報告就是為了解行情、分析環(huán)境提供依據(jù)，是企業(yè)了解市場和把握發(fā)展方向的重要手段，是輔助企業(yè)決策...

藍牙技術(shù)發(fā)展史 版本詳解

1、版本1.1：

傳輸率約在748~810kb/s，因是早期設(shè)計，容易受到同頻率之間的類似通信產(chǎn)品干擾，影響通

訊質(zhì)量。這個初始版本支持Stereo音效的傳輸要求，但只能夠以(單工)方式工作，加上帶寬頻

率響應等指標不理想，并未算是最好的Stereo傳輸工具。

2、版本1.2：

同樣是只有748~810kb/s的傳輸率，但增加了(改善Software)抗干擾跳頻功能。(

太深入的技術(shù)理論不再詳述!)。支持Stereo音效的傳輸要求，但只能夠作(單工)

方式工作，加上帶寬頻率響應還是不理想，也不能作為立體聲(Stereo)傳輸工具。

3、版本2.0：

2.0是1.2的改良提升版，傳輸率約在1.8M/s~2.1M/s，可以有(雙工)的工作方式

。即一邊作語音通訊，同時亦可以傳輸檔案/高質(zhì)素圖片，2.0版本當然也支持Stereo運作。

隨后藍牙2.0版本的芯片，增加了Stereo譯碼芯片，則連A2DP(AdvancedAudioDistributionProfile)也可

以不需要了。

4、版本2.1：

為了改善藍牙技術(shù)存在的問題，藍牙SIG組織(Special InterestGroup)推出了

Bluetooth 2.1+EDR版本的藍牙技術(shù)。改善裝置配對流程：以往在連接過程中，需

要利用個人識別碼來確保連接的安全性，而改進過后的連接方式則是會自動使用數(shù)

字密碼來進行配對與連接，舉例來說，只要在手機選項中選擇連接特定裝置，在確

定之后，手機會自動列出當前環(huán)境中可使用的設(shè)備，并且自動進行連結(jié);而短距離

的配對方面：也具備了在兩個支持藍牙的手機之間互相進行配對與通訊傳輸?shù)腘FC

(Near Field CoMMunication)機制;更佳的省電效果：藍牙2.1版加入了Sniff

Subrating的功能，透過設(shè)定在2個裝置之間互相確認訊號的發(fā)送間隔來達到節(jié)省功

耗的目的。藍牙2.1將裝置之間相互確認的訊號發(fā)送時間間隔從舊版的0.1秒延長到

0.5秒左右，如此可以讓藍牙芯片的工作負載大幅降低，也可讓藍牙可以有更多的

時間可以徹底休眠。根據(jù)官方的報告，采用此技術(shù)之后，藍牙裝置在開啟藍牙聯(lián)機

之后的待機時間可以有效延長5倍以上，開始支持全雙工通信模式。

5、版本3.0+HS：

2009年4月21日，藍牙技術(shù)聯(lián)盟(BluetoothSIG)正式頒布了新一代標準規(guī)

范"BluetoothCoreSpecificationVersion3.0HighSpeed"(藍牙核心規(guī)范3.0版高速)

，藍牙3.0的核心是"GenericAlternateMAC/PHY"(AMP)，這是一種全新的交替射頻

技術(shù)，允許藍牙協(xié)議棧針對任一任務動態(tài)地選擇正確射頻。最初被期望用于新規(guī)范

的技術(shù)包括802.11以及UMB，但是新規(guī)范中取消了UMB的應用。作為新版規(guī)范，藍牙

3.0的傳輸速度自然會更高，而秘密就在802.11無線協(xié)議上。通過集

成"802.11PAL"(協(xié)議適應層)，藍牙3.0的數(shù)據(jù)傳輸率提高到了大約24Mbps(即可在

需要的時候調(diào)用802.11WI-FI用于實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸)。，是藍牙2.0的八倍，可以

輕松用于錄像機至高清電視、PC至PMP、UMPC至打印機之間的資料傳輸。功耗方面

，通過藍牙3.0高速傳送大量數(shù)據(jù)自然會消耗更多能量，但由于引入了增強電源控

制(EPC)機制，再輔以802.11，實際空閑功耗會明顯降低，藍牙設(shè)備的待機耗電問

題有望得到初步解決。此外，新的規(guī)范還具備通用測試方法(GTM)和單向廣播無連

接數(shù)據(jù)(UCD)兩項技術(shù)，并且包括了一組HCI指令以獲取密鑰長度。據(jù)稱，配備了藍

牙2.1模塊的PC理論上可以通過升級固件讓藍牙2.1設(shè)備也支持藍牙3.0。聯(lián)盟成員

已經(jīng)開始為設(shè)備制造商研發(fā)藍牙3.0解決方案。

6. 藍牙4.0

6.1 簡介:

藍牙4.0為藍牙3.0的升級標準

藍牙4.0最重要的特性是省電，極低的運行和待機功耗可以使一粒紐扣電池連續(xù)工

作數(shù)年之久。此外，低成本和跨廠商互操作性，3毫秒低延遲、AES-128加密等諸多

特色，可以用于計步器、心律監(jiān)視器、智能儀表、傳感器物聯(lián)網(wǎng)等眾多領(lǐng)域，大大

擴展藍牙技術(shù)的應用范圍。

6.2 主要特點：

藍牙4.0是藍牙3.0+HS規(guī)范的補充，專門面向?qū)Τ杀竞凸亩加休^高要求的無線方

案，可廣泛用于衛(wèi)生保健、體育健身、家庭娛樂、安全保障等諸多領(lǐng)域。

它支持兩種部署方式：雙模式和單模式。雙模式中，低功耗藍牙功能集成在現(xiàn)有的

經(jīng)典藍牙控制器中，或再在現(xiàn)有經(jīng)典藍牙技術(shù)(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗

堆棧，整體架構(gòu)基本不變，因此成本增加有限。

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。

單模式面向高度集成、緊湊的設(shè)備，使用一個輕量級連接層(Link Layer)提供超低

功耗的待機模式操作、簡單設(shè)備恢復和可靠的點對多點數(shù)據(jù)傳輸，還能讓聯(lián)網(wǎng)傳感

器在藍牙傳輸中安排好低功耗藍牙流量的次序，同時還有高級節(jié)能和安全加密連接

。

6.3 優(yōu)點

藍牙4.0將三種規(guī)格集一體，包括傳統(tǒng)藍牙技術(shù)、高速技術(shù)和低耗能技術(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，

“隨著藍牙技術(shù)由手機、游戲、耳機、便攜電腦和汽車等傳統(tǒng)應用領(lǐng)域向物聯(lián)網(wǎng)、

醫(yī)療等新領(lǐng)域的擴展，對低功耗的要求會越來越高。4.0版本強化了藍牙在數(shù)據(jù)傳

輸上的低功耗性能?！?/p>

7.藍牙4.1

7.1 簡介

如果說藍牙 4.0主打的是省電特性的話，那么此次升級藍牙4.1的關(guān)鍵詞應當是IOT

(全聯(lián)網(wǎng))，也就是把所有設(shè)備都聯(lián)網(wǎng)的意思。為了實現(xiàn)這一點，對通訊功能的改

進是藍牙 4.1最為重要的改進之一。

7.2 主要特點

1)批量數(shù)據(jù)的傳輸速度

首當其沖的就是批量數(shù)據(jù)的傳輸速度，大家知道藍牙的傳輸速率一直非常渣，與已

經(jīng)跨入千兆的WiFi相比毫無可比性。所以藍牙4.1在已經(jīng)被廣泛使用的藍牙4.0 LE

基礎(chǔ)上進行了升級，使得批量數(shù)據(jù)可以以更高的速率傳輸。當然這并不意味著可以

用藍牙高速傳輸流媒體視頻，這一改進的主要針對的還是剛剛興起的可穿戴設(shè)備。

例如已經(jīng)比較常見的健康手環(huán)，其發(fā)送出的數(shù)據(jù)流并不大，通過藍牙4.1能夠更快

速地將跑步、游泳、騎車過程中收集到的信息傳輸?shù)绞謾C等設(shè)備上，用戶就能更好

地實時監(jiān)控運動的狀況，這是很有用處的。

在藍牙4.0時代，所有采用了藍牙4.0 LE的設(shè)備都被貼上了“BluetoothSmart” 和

“Bluetooth SmartReady”的標志。其中Bluetooth Smart Ready設(shè)備指的是PC、

平板、手機這樣的連接中心設(shè)備，而Bluetooth Smart設(shè)備指的是藍牙耳機、鍵鼠

等擴展設(shè)備。之前這些設(shè)備之間的角色是早就安排好了的，并不能進行角色互換，

只能進行1對1連接。而在藍牙4.1技術(shù)中，就允許設(shè)備同時充當“Bluetooth Smart

” 和“Bluetooth Smart Ready”兩個角色的功能，這就意味著能夠讓多款設(shè)備連

接到一個藍牙設(shè)備上。舉個例子，一個智能手表既可以作為中心樞紐，接收從健康

手環(huán)上收集的運動信息的同時，又能作為一個顯示設(shè)備，顯示來自智能手機上的郵

件、短信。借助藍牙4.1技術(shù)智能手表、智能眼鏡等設(shè)備就能成為真正的中心樞紐

。

2)通過IPV6連接到網(wǎng)絡

除此之外，可穿戴設(shè)備上網(wǎng)不易的問題，也可以通過藍牙4.1進行解決。新標準加

入了專用通道允許設(shè)備通過 IPv6 聯(lián)機使用。舉例來說，如果有藍牙設(shè)備無法上網(wǎng)

，那么通過藍牙4.1連接到可以上網(wǎng)的設(shè)備之后，該設(shè)備就可以直接利用IPv6連接

到網(wǎng)絡，實現(xiàn)與WiFi相同的功能。盡管受傳輸速率的限制，該設(shè)備的上網(wǎng)應用有限

，不過同步資料、收發(fā)郵件之類的操作還是完全可以實現(xiàn)的。這個改進的好處在于

傳感器、嵌入式設(shè)備只需藍牙便可實現(xiàn)連接手機、連接互聯(lián)網(wǎng)，相對而言WiFi多用

于連接互聯(lián)網(wǎng)，在連接設(shè)備方面效果一般，無法做到藍牙的功能。未來隨著物聯(lián)網(wǎng)

逐漸走進我們的生活，無線傳輸在日常生活中的地位也會越來越高，藍牙作為普及

最廣泛的傳輸方式，將在“物聯(lián)網(wǎng)”中起到不可忽視的作用。不過，藍牙完全適應

IPv6則需要更長的時間，所以就要看芯片廠商如何幫助藍牙設(shè)備增加IPv6的兼容性

了

3)簡化設(shè)備連接

在各大手機廠商以及PC廠商的推動下，幾乎所有的移動設(shè)備和筆記本電腦中都

裝有藍牙的模塊，用戶對于藍牙的使用也比較多。不過仍有大量用戶覺得藍牙使用

起來很麻煩，歸根結(jié)底還是藍牙設(shè)備較為復雜的配對、連接造成的。試想一下，如

果與手機連接的智能手表，每次斷開連接后，都得在設(shè)置界面中手動選擇一次才能

重新連接，這就非常麻煩了。之前解決這一問題的方法是廠商在兩個藍牙設(shè)備中都

加入NFC芯片，通過NFC近場通訊的方式來簡化重新配對的步驟，這本是個不錯的思

路。只是搭載NFC芯片的產(chǎn)品不僅數(shù)量少，而且價格偏高，非常小眾。

藍牙4.1針對這點進行了改進，對于設(shè)備之間的連接和重新連接進行了很大幅度的

修改，可以為廠商在設(shè)計時提供更多的設(shè)計權(quán)限，包括設(shè)定頻段創(chuàng)建或保持藍牙連

接，這以改變使得藍牙設(shè)備連接的靈活性有了非常明顯的提升。兩款帶有藍牙4.1

的設(shè)備之前已經(jīng)成功配對，重新連接時只要將這兩款設(shè)備靠近，即可實現(xiàn)重新連接

，完全不需要任何手動操作。舉個例子，以后使用藍牙4.1的耳機時，只要打開電

源開關(guān)就行了，不需要在手機上進行操作，非常的簡單。

4)與4G和平共處

在移動通信領(lǐng)域，近期最火的話題莫過于4G了，已經(jīng)成為全球無線通信網(wǎng)絡一個不

可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。而藍牙4.1也專門針對4G進行了優(yōu)化，確?？梢耘c4G信號和平

共處，這個改進被藍牙技術(shù)聯(lián)盟稱為“共存性”。可能大家會覺得疑惑，手機網(wǎng)絡

信號和藍牙不是早就共存了么，為什么藍牙4.1還要特別針對這點改進呢?這是因

為在實際的應用中，如果這兩者同時傳輸數(shù)據(jù)，那么藍牙通信就可能受到手機網(wǎng)絡

信號的干擾，導致傳輸速率的下降。因此在全新的藍牙4.1標準中，一旦遇到藍牙

4.1和4G網(wǎng)絡同時在傳輸數(shù)據(jù)的情況，那么藍牙4.1就會自動協(xié)調(diào)兩者的傳輸信息，

從而減少其它信號對藍牙4.1的干擾，用戶也就不用擔心傳輸速率下降的問題了。

5)藍牙4.1提供的增強功能包括：

AES加密技術(shù)提供更安全的連接。該功能使無線耳機更加適用于政府、醫(yī)療及銀行

等安全至上的應用領(lǐng)域。

可通過專屬Bluetooth Smart遠程遙控器操控耳機、揚聲器及條形音箱，并支持同

步播放源于另一個完全不同設(shè)備的音頻流。

藍牙4.2標準

2014年12月4日，藍牙4.2標準頒布，改善了數(shù)據(jù)傳輸速度和隱私保護程度，可直接通過IPv6和6LoWPAN接入互聯(lián)網(wǎng)。在新的標準下藍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，兩部藍牙設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度提高了2.5倍，因為藍牙智能(Bluetooth Smart)數(shù)據(jù)包的容量提高，其可容納的數(shù)據(jù)量相當于此前的10倍左右。

藍牙5.0協(xié)議

于美國時間2016年6月16日在倫敦正式發(fā)布,為現(xiàn)階段最高級的藍牙協(xié)議標準。

1、更快的傳輸速度

藍牙5.0的開發(fā)人員稱，新版本的藍牙傳輸速度上限為2Mbps，是之前4.2LE版本的

兩倍。當然，你在實際生活中是不太可能達到這個極限速度的，但是仍然可以體驗

到顯著的速度提升。

2、更遠的有效距離

藍牙5.0的另外一個重要改進是，它的有效距離是上一版本的4倍，因此在理論上，

當你拿著手機站在距離藍牙音箱300米的地方，它還是會繼續(xù)放著你愛的歌。也就

是說，理論上，藍牙發(fā)射和接收設(shè)備之間的有效工作距離可達300米。當然，實際

的有效距離還取決于你使用的電子設(shè)備。

3、導航功能

此外，藍牙5.0將添加更多的導航功能，因此該技術(shù)可以作為室內(nèi)導航信標或類似

定位設(shè)備使用，結(jié)合wifi可以實現(xiàn)精度小于1米的室內(nèi)定位。舉個例子，如果你是路癡，你仍可以使用藍牙技術(shù)，在諾大的商業(yè)中心找到路。

4、物聯(lián)網(wǎng)功能

物聯(lián)網(wǎng)還在持續(xù)火爆，因此，藍牙5.0針對物聯(lián)網(wǎng)進行了很多底層優(yōu)化，力求以更

低的功耗和更高的性能為智能家居服務。

5、升級硬件

此前的一些藍牙版本更新只要求升級軟件，但藍牙5.0很可能要求升級到新的芯片

。不過，舊的硬件仍可以兼容藍牙5.0，你就無法享用其新的性能了。搭載藍牙5.0

芯片的旗艦級手機將于2017年問世，相信中低端手機也將陸陸續(xù)續(xù)內(nèi)置藍牙5芯片

。蘋果將為成為第一批使用該項技術(shù)的廠商之一。

6、更多的傳輸功能

全新的藍牙5.0能夠增加更多的數(shù)據(jù)傳輸功能，硬件廠商可以通過藍牙5.0創(chuàng)建更復

雜的連接系統(tǒng)，比如Beacon或位置服務。因此通過藍牙設(shè)備發(fā)送的廣告數(shù)據(jù)可以發(fā)

送少量信息到目標設(shè)備中，甚至無需配對。

7、更低的功耗

眾所周知，藍牙是智能手機的必備功能，隨著智能設(shè)備和移動支付等越來越多需要

打開藍牙，才能享受便利功能逐漸融入人們的生活之中，藍牙的功耗成為了智能手

機待機時間的一大殺手。為此藍牙5.0將大大降低了藍牙的功耗，使人們在使用藍

牙的過程中再也不必擔心待機時間短的問題。

8、真正支持無損傳輸

支持24bit/192KHz的無損音源傳輸，對現(xiàn)有的WIFI高保真無損音頻傳輸形成有效威脅。

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