藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展史和相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介
藍(lán)牙在我們手機(jī)、電腦等設(shè)備上經(jīng)常接觸到，本文主要介紹藍(lán)牙的發(fā)展歷史，相關(guān)技術(shù)等。
藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)最初于1994年由愛立信公司提出，當(dāng)時(shí)是作為RS232的替代方案。作為有線傳輸?shù)臒o(wú)線替代方案，其理念是使用無(wú)線電傳輸（亦即無(wú)線傳輸）來交換數(shù)據(jù)。藍(lán)牙這個(gè)名字來自十世紀(jì)的一名丹麥國(guó)王（Harald Blatand），英文名為哈拉爾·藍(lán)牙（Harold Bluetooth）。哈拉爾被稱為藍(lán)牙王是因?yàn)锽latand翻譯成英語(yǔ)是Bluetooth。據(jù)說，藍(lán)牙王統(tǒng)一了四分五裂的交戰(zhàn)派，亦即現(xiàn)在的挪威、瑞典和丹麥。同樣地，藍(lán)牙技術(shù)的誕生成為一種開放式標(biāo)準(zhǔn)，讓離散的產(chǎn)品和行業(yè)可以建立聯(lián)系和協(xié)同工作。
從1998年Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba公司共同提出開發(fā)的V0.7版本到后來正式發(fā)布的Bluetooth V1.0，到最新的Bluetooth V5.1，經(jīng)歷了十幾個(gè)版本的修訂后，發(fā)展為當(dāng)前的狀況。
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。
AMP：Alternate MAC and PHY layer extension。
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)議棧可以根據(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就可持續(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(dòng)感應(yīng)器等市場(chǎng)具有極光明的應(yīng)用場(chǎng)景。
藍(lán)牙協(xié)議包括兩種技術(shù)：Basic Rate（簡(jiǎn)稱BR）和Low Energy（簡(jiǎn)稱LE）。這兩種技術(shù)，都包括搜索（discovery）管理、連接（connection）管理等機(jī)制，但它們是不能互通的！廠商要么實(shí)現(xiàn)這兩種技術(shù)中的一種，這時(shí)就只能和同樣實(shí)現(xiàn)了這個(gè)技術(shù)的設(shè)備互通，而不能和實(shí)現(xiàn)另外一種技術(shù)的設(shè)備互通。如果廠商要確保能和所有的藍(lán)牙設(shè)備互通，那么就只能同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)，而不去管是否真的需要。
下面就針對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
Basic Rate是真正的藍(lán)牙技術(shù)，可以包括可選（optional）的EDR（Enhanced DataRate）技術(shù)，以及交替（Alternate）使用的MAC（Media Access Control）層和PHY層擴(kuò)展（簡(jiǎn)稱AMP）。
藍(lán)牙誕生之初，使用的是BR技術(shù)，此時(shí)藍(lán)牙的理論傳輸速率，只能達(dá)到721.2Kbps。在那個(gè)年代，56Kbps的Modem就是高大上了，這個(gè)速度可以說是驚為天人了！但是科技變化太快了，BR技術(shù)轉(zhuǎn)眼就過時(shí)了。那怎么辦呢？縫縫補(bǔ)補(bǔ)一下，增強(qiáng)速度唄，Enhanced Data Rate就出現(xiàn)了。
使用EDR技術(shù)的藍(lán)牙，理論速率可以達(dá)到2.1Mbps。這一次的升級(jí)換代，還算優(yōu)雅，因?yàn)闆]有改變?nèi)魏蔚挠布軜?gòu)、軟件架構(gòu)和使用方式上的改變。
EDR又落伍了，看看人家WIFI（WLAN），幾十Mbps，上百M(fèi)bps，咱們才2.1Mbps，也太寒酸了吧！那怎么辦呢？藍(lán)牙組織想了個(gè)壞主意：哎，WIFI！把你的物理層和MAC層借我用用唄！這就是AMP（Alternate MAC and PHY layerextension）。艾瑪，終于松口氣了，我們可以達(dá)到24Mbps了。
不過呢，由于藍(lán)牙自身的物理層和AMP技術(shù)差異太明顯了，這次擴(kuò)展只能是交替使用（Alternate）的，也就是說，有我（BR/EDR）沒你（AMP）。
optional和alternate意味著，BR和EDR是可以同時(shí)存在的，但BR/EDR和AMP只能二選一。
上面的BR技術(shù)的進(jìn)化路線，就是傳輸速率的加快、加快、再加快。但能量是守恒的，你想傳的更快，代價(jià)就是消耗更多的能量。而有很多的應(yīng)用場(chǎng)景，并不關(guān)心傳輸速率，反而非常關(guān)心功耗。這就是Bluetooth LE（BLE，Low Energy稱作藍(lán)牙低功耗）產(chǎn)生的背景。
LE技術(shù)相比BR技術(shù)，差異非常大，或者說就是兩種不同的技術(shù)，湊巧都加一個(gè)“藍(lán)牙”的前綴而已。
BR/EDR技術(shù)，過于側(cè)重“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”通信，以至于雖然在協(xié)議的底層（如Logical Link）有提及多播（Unidirectional）和廣播（Broadcast）的概念，但在上層的應(yīng)用場(chǎng)景中，幾乎不存在（也不可能存在）相應(yīng)的應(yīng)用。
但隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，業(yè)界對(duì)簡(jiǎn)單的、不需要連接的多播或廣播通信的需求越來越迫切，因此BLE技術(shù)在RF和Baseband的協(xié)議中，就做出了修改，以適應(yīng)這種需求，即：修改原有的79個(gè)channel的跳頻方式，將channel的個(gè)數(shù)減少為40個(gè)，并保留了不少于3個(gè)的固定channel，用于廣播通信。在剩下的37個(gè)data channel上跳頻。
正因?yàn)檫@種改變，原有的搜索/連接/配對(duì)等概念，在BLE上就不再存在了，取而代之的是Advertisor、Initialor等概念。但在之后的數(shù)據(jù)通信的層次上，盡量保持了一致。
對(duì)于AMP來說，是基于BR/EDR的controller，在完成通常的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接之后，兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備商議，是否需要將后續(xù)的數(shù)據(jù)通信，轉(zhuǎn)移至AMP controller上。這就是Bluetooth 3.0引入的AMP技術(shù)。
以上就是針對(duì)藍(lán)牙技術(shù)的出現(xiàn)、發(fā)展歷程、相關(guān)技術(shù)的簡(jiǎn)單介紹。
編輯：amy 最后修改時(shí)間：2019-09-09
