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合纵连横 蓝牙3.0能破解蓝牙之困吗?

    【IT168 专稿】蓝牙离我们很近,似乎离我们又很远。做为一种在手机、无线耳机等领域被广泛使用的技术,蓝牙在带给我们便利的同时,也一直受困于其不便恭维的传输速率,难以更大程度上应用。随着蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)4月21日在日本东京召开的年度全体会议上如期发布蓝牙3.0技术,让用户更为关注,蓝牙3.0能破解目前蓝牙的发展困局吗?

    一、蓝牙之利与蓝牙之困

    在家用无线技术中,蓝牙不如Wi-fi那样锋芒毕露,但无可否认的是,虽然偏安一隅,蓝牙仍是目前发展最为成功的无线技术之一。从1998年确定蓝牙规格标准至2007年,市场上具有蓝牙配置的产品已超过十五亿件。而刚刚过去的2008年,更是蓝牙产品全面成功的一年,据蓝牙技术联盟统计,2008年全球蓝牙产品的出货量就达20多亿个。仅手机一项,就有5.31亿个内嵌蓝牙的手机销往世界各地,这意味着单是在手机市场,蓝牙2008年的销售额就超过了14亿美元。而预计到2012年,蓝牙在手机市场上的销售额将达到27亿美元,更不用说还有超12亿个蓝牙被嵌入到其他手持设备中。

    而各界对蓝牙的发展前景也信心满满,无线科技专家暨全球蓝牙连接方案领导厂商CSR宣布已生产第十亿颗蓝牙芯片,亚洲的分析师也认为到2013年仅亚洲市场具有蓝牙功能的设备年出货量就将达到9.82亿个。蓝牙方案也从手机、无线耳机领域向便携式电脑、PDA、相机、打印机、鼠标、键盘、MP3/MP4、音响、汽车等领域延伸。

    但在蓝牙高速发展过程中,困局也是随之而来。而最大的困局就是蓝牙那不能恭维的传输速率。在蓝牙技术应用初期,这种矛盾还不太显现,而随着以手机为代表的产品的内置存储器的容量越做越大,所需传输的文件越来越大,这种矛盾正变得日益突出。


蓝牙正越来越受便携式设备的欢迎

    蓝牙技术联盟为此也一直努力不断。在Bluetooth 2.0+EDR(增强速率)标准中,其将Bluetooth 1.2中仅721Kbps的传输速率提高到了2.1Mbps。从而使蓝牙的数据传输速率提高3倍,并降低了功耗延长了电池的使用时间。由于带宽增加,新规范提高了设备同时进行多项任务处理、或同时连接多个蓝牙设备的能力。而Bluetooth 2.1产品除了支持高达3Mbps的EDR(Enhanced Data Rate,增强数据传输率)之外,同时也让蓝牙使用者更容易搜寻和连接上其它蓝牙装置,让用户可以自动使用数字密码来进行配对与连接,使手机可自动列出目前环境中可使用的设备,并且自动进行连结,并且增强蓝牙联机时的安全性与功率效益。

    但我们仍可看到,虽然在Bluetooth 2.X标准中,它将传输速率提高到了2-3Mbps,但很多情况下,由于电磁干扰、跳频、纠错协议开销、加密等原因,蓝牙产品的实际速率能达到其速率的1/3乃至1/10已属不错。

    并且,随着GB级存储卡在手机等设备中的普及,及各种视频文件动辄以百兆来计,让蓝牙传输这样的文件无疑仍是一件痛苦的事。很多时侯,用户为了在两个便携设备间对拷一个稍大的文件或一堆文件,往往需要为此等待数十分钟以上,这显然是不便利的,与无线技术的设计初衷也并不相符。为此,蓝牙在保持低功耗优势的同时,如何在传输速率上寻求更大突破,已成为与时代合拍,赢得更大发展机会的当务之急。

    二、蓝牙3.0的具体特征

    4月21日正式发布的高速的蓝牙3.0标准,给我们带来了什么呢?新发布的蓝牙3.0技术全称为Bluetooth Core Specification Version 3.0 + High Speed,简称Bluetooth 3.0 + HS,其数据传输速率可以达到24Mbps。

    继续进行功耗改进,Bluetooth 3.0将具备一项增强的电源控制(Enhanced Power Control)技术,旨在减少蓝牙意外中断时的电源损耗,比如将手机装入口袋、书包里的时候,采用了蓝牙低功耗技术的各种小型设备,如运动设备,其电池待机时间长达数年,而不仅仅是以天或星期来计算;兼容Wi-fi,在需要进行Wi-fi传输而蓝牙又不能达到的场所,使用Wi-fi进行数据传输,让用户在互传视频、音乐文件和照片时能感受到高速。并且,这种交替射频可由软件来实现,将程序加入蓝牙软件堆栈后,一些已有的产品,如笔记本电脑、台式机通过软件升级便可使用这一新的功能。

    但以前提到的支持UWB(超宽带技术),使蓝牙3.0能支持480Mbps的最大理论数据传输速率,限于UWB自身的困局,仍未能正式宣布。

    从以上介绍我们可以看出,蓝牙3.0在保持传统的蓝牙低功耗特点,在向前兼容传统的蓝牙标准的同时,其将目前热门无线技术Wi-fi纳入了怀中,这为蓝牙成为全兼容的开放性高速无线技术铺平了道路,让其前景更广明。


具备良好可升级性的BCM4325

    在蓝牙3.0标准宣布后,便有多家芯片厂商推出了相关的芯片解决方案。如Broadcom推出的具备蓝牙3.0、WiFi、FM功能三位一体的BCM4325芯片,已取得认证,成为首款通过官方认证的蓝牙3.0芯片。由于BCM4325将蓝牙3.0借来增加频宽的WiFi功能整合在同一块芯片里,不仅能够有效降低功耗,缩小芯片体积,成本也比多芯片的组合便宜许多。已上市的老款该芯片除了支持Bluetooth 2.0规范规定的所有功能,也可以软件升级到Bluetooth 2.1或3.0。其调频收音机接收器具有卓越的调谐能力。

    BCM4325是一种超低功耗解决方案,由于采用了先进的设计技术,因此该芯片实现了最低的工作功耗和空载功耗(比同类解决方案低40%)。BCM4325采用的软件架构可以减轻主处理器的负担,从而极大地延长了手持产品的电池寿命并减少了对存储器的需求。BCM4325采用了BroadRange技术,实现了可靠的连接性,可确保到Wi-Fi接入点的持续连接。该芯片还采用了Broadcom的InConcert技术。InConcert包括复杂的软件算法和硬件机制,使Wi-Fi和蓝牙实现了协调共存,这两种技术都工作在2.4GHz无线频率范围。通过集成蓝牙与无线局域网技术,BCM4325还可以更加智能地协调这两种技术,用户可以选择共享天线系统,以进一步缩小解决方案占板面积,该芯片还能够与其他外部无线产品共存。


CSR复合芯片具备不错的功能

    三、蓝牙3.0的凤凰涅磐

    而随着,蓝牙3.0逐步完善对Wi-fi乃至UWB支持,让蓝牙将在未来的无线设备中无处不在。在近距离,如10米内的范围内,当用户只是需要使用无线进行设备的连接(如键鼠和电脑的连、打印机等外设和PC的连接)或传输一些普通的小文件,那么蓝牙3.0只需启用其本身具备的Bluetooth 2.1+EDR功能,就能与其它蓝牙设备(特别是与不支持Bluetooth 3.0的设备间)进行通讯。

    而如果在3-10米内的距离内需要进行高速的蓝牙传输,则可启用Wi-Fi功能,实现高速的传输。并且,在未来的3.X版本中还可能进一步加入高速蓝牙(UWB)功能,实现超百Mbps的传输。这是因为超宽带UWB(Ultra Wideband)是一种短距离无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,高速UWB的传输速率目前可达100Mbps以上,传输距离可达10米。


蓝牙3.0将给无线用户带来更完美的解决方案

    蓝牙是目前商用的最成功的短程无线技术,超过50%的手机均嵌入了这种技术,但蓝牙并没有举步不前。面对近几年来,Wi-fi会取代蓝牙的甚嚣尘上的声音,在蓝牙3.0中蓝牙技术联盟给了我们一个完美的解决之道。在蓝牙3.0的Generic Alternate MAC/PHY(Generic AMP)核心中,它会采用一个全新的交替射频技术,允许蓝牙协议栈针对任何一个任务动态的选择正确的射频。蓝牙3.0将全面支持Wi-fi(802.11a/b/g乃至802.11n),Generic AMP通过修改标准蓝牙核心架构,可使在L2CAP层下使用多重交替广播——在一般情况下,使用速率1或3Mbps的标准蓝牙射频实现复原、连接以及匹配;在设备间都具备Wi-fi模块,又需要更远距离的高速传输的情况下,蓝牙3.0模块则会自动创建两台Wi-fi设备之间配对,以便通过使用第二种无线技术来实现更快的吞吐量,实现更好的无线兼容。

    此举无疑是明智的。众所周知,无论是蓝牙自身还是UWB,其在定位上都主要定在短距无线传输上,其主要的传输范围在10米内乃至1-3米内。虽然象蓝牙Class1标准传输距离也可达100米左右;传输速率在1Mbps以下的低速UWB传输距离也可达100米以上甚至几公里,但这都非这两种技术应用的主流。目前10-100米级进行无线传输的最好的选择还是更常用的Wi-fi技术,而蓝牙3.0对Wi-fi的兼容,可让这种距离的缺失得到有效弥补,使蓝牙3.0成为全方位的无线解决方案。

    总之,随着蓝牙3.0实际产品的日趋临近,让我们看见了一个未来无线的全天侯解决之道。蓝牙3.0将一举告别低速之困,迈入主流的高速个域网无线时代,而随着其对Wi-fi乃至UWB两大主流无线技术提供全面支持与兼容,就好似凤凰涅磐,让正处于高速发展进程中的它的前景更为光明。至少,对于消费者来说,是需要这种全方位的解决方案的,蓝牙也因此可能在未来的无线设备中无处不在。有无线的地方就有蓝牙,这或许正是蓝牙3.0标准制定者需要的最完美的童话。

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