藍牙技術(shù)的現狀及發(fā)展論文
摘要：根據2003年藍牙世界大會(huì )上的信息，就目前藍牙技術(shù)的現狀及發(fā)展作一探討。
關(guān)鍵詞：藍牙 現狀 發(fā)展
藍牙(Bluetooth)是由東芝、愛(ài)立信、IBM、Intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無(wú)線(xiàn)數字通信的技術(shù)標準。 其目標是實(shí)現最高數據傳輸速度1Mb／s(有效傳輸速度為721kb／s)、最大傳輸距離為10米，用戶(hù)不必經(jīng)過(guò)申請便可利用2．4GHz的ISM(工業(yè)、科學(xué)、醫學(xué))頻帶，在其上設立79個(gè)帶寬為1MHz的信道，用每秒鐘切換1600次的頻率、滾齒方式的頻譜擴散技術(shù)來(lái)實(shí)現電波的收發(fā)。
目前，藍牙標準化集團Bluetooth SIG(特別興趣小組)的成員企業(yè)數已達到2000家以上。除了原創(chuàng )的5家廠(chǎng)商之外，包括康柏(Compaq)、戴爾(Dell)、摩托羅拉(Motorola)、Qualcom、BMW及卡西歐(Casio)等均已加入，所有廠(chǎng)商已達成知識產(chǎn)權共享的協(xié)議，以推廣此項技術(shù)。在技術(shù)標準方面，藍牙協(xié)會(huì )已在1999年7月推出Bluetooth 1．0之標準。而我國亦至少有12家廠(chǎng)商、組織已加入Bluetooth國際聯(lián)盟，同時(shí)國內也在1999年初成立國內的Bluetooth SIG，以促進(jìn)技術(shù)引進(jìn)、市場(chǎng)及技術(shù)資訊擴展、應用推廣等工作。
1 目前藍牙技術(shù)的現狀
1．1 發(fā)展迅速，應用廣泛
自從1998年提出藍牙技術(shù)以來(lái)，藍牙技術(shù)的發(fā)展異常迅速。藍牙Bluetooth作為一種新的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)標準，受到全世界越來(lái)越多工業(yè)界生產(chǎn)廠(chǎng)家和研究機構的廣泛關(guān)注。成立了世界藍牙組織Bluetooth SIG，采用技術(shù)標準公開(kāi)的策略來(lái)推廣藍牙技術(shù)，現已發(fā)展成為一個(gè)相當大的工業(yè)界高新技術(shù)標準化組織，全球支持藍牙技術(shù)的2000多家設備制造商都已經(jīng)成為它的會(huì )員，一項公開(kāi)的、全球統一的技術(shù)規范得到了工業(yè)界如此廣泛的關(guān)注和支持在以往是罕見(jiàn)的。近年來(lái)，世界上一些權威的標準化組織，也都在關(guān)注藍牙技術(shù)標準的制定和發(fā)展。例如，IEEE的標準化機構，也已經(jīng)成立了802．15工作組，專(zhuān)門(mén)關(guān)注有關(guān)藍牙技術(shù)標準的兼容和未來(lái)的發(fā)展等問(wèn)題。IEEE 802．15．1 TG1就是討論建立與藍牙技術(shù)1．0版本相一致的標準；IEEE 802．15．2 TG2是探討藍牙如何與IEEE 802．11b無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)共存的問(wèn)題；而IEEE 802．15．3 TG3則是研究未來(lái)藍牙技術(shù)向更高速率(如10-20Mbits／s)發(fā)展的問(wèn)題。國內的一些生產(chǎn)廠(chǎng)家與研究部門(mén)也準備開(kāi)始組織藍牙技術(shù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。由來(lái)自國家主管部門(mén)、企業(yè)界、學(xué)術(shù)界以及研究生產(chǎn)機構的領(lǐng)導、專(zhuān)家、教授等權威人士發(fā)起成立的中國藍牙技術(shù)發(fā)展與應用論壇，吸引了眾多關(guān)注藍牙技術(shù)的各界人士，還組織國內各界與世界藍牙組織SIG的代表，就雙方所關(guān)注的問(wèn)題進(jìn)行了認真的討論。并就雙方今后進(jìn)一步加強聯(lián)系、共享藍牙技術(shù)信息資源、共同促進(jìn)藍牙技術(shù)在中國的推廣與應用等問(wèn)題達成共識。
藍牙是取代數據電纜的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，可以支持物體與物體之間的通信，工作頻段是全球開(kāi)放的2．4GHz頻段，可以同時(shí)進(jìn)行數據和語(yǔ)音傳輸，傳輸速率可達到10Mb／s，使得在其范圍內的各種信息化設備都能實(shí)現無(wú)縫資源共享。 藍牙技術(shù)的應用被認為非常廣泛而且極具潛力。它可以應用于無(wú)線(xiàn)設備(如PDA、手機、智能電話(huà)、無(wú)繩電話(huà))、圖像處理設備(照相機、打印機、掃描儀)、安全產(chǎn)品(智能卡、身份識別、票據管理、安全檢查)、消費娛樂(lè )(耳機、MP3、游戲)汽車(chē)產(chǎn)品(GPS、ABS、動(dòng)力系統、安全氣袋)、家用電器(電視機、電冰箱、電烤箱、微波爐、音響、錄像機)、醫療健身、建筑、玩具等領(lǐng)域。藍牙行業(yè)對于市場(chǎng)的持續增長(cháng)感到欣慰，現在沒(méi)有人再質(zhì)疑它的生命力。2002年，400余種藍牙產(chǎn)品的銷(xiāo)量總共達到了3000萬(wàn)件；而2003年的數字是2002年的2倍。In-Stat／MDR公司預測，藍牙市場(chǎng)的規模在2007年將膨脹到6億件。愛(ài)立信技術(shù)授權公司的總裁Maria Khorsand表示：“在如此艱難的經(jīng)濟環(huán)境下，藍牙是少數仍在增長(cháng)的產(chǎn)品之一”。
1．2 技術(shù)應用問(wèn)題凸現
雖然藍牙技術(shù)發(fā)展迅速，應用廣泛，市場(chǎng)前景良好，但藍牙技術(shù)目前的現狀，特別從2003年的藍牙世界大會(huì )所暴露的問(wèn)題來(lái)看，前景仍然不容樂(lè )觀(guān)。
1．2．1 藍牙技術(shù)目前仍未獲得消費者的足夠認可
雖然目前藍牙技術(shù)在業(yè)界受到廣泛的關(guān)注，但是仍未獲得消費者的足夠認可。菲利浦半導體公司商業(yè)線(xiàn)路連接部總經(jīng)理Paul Marino指出：“藍牙行業(yè)沒(méi)有清楚地告訴消費者，該技術(shù)會(huì )給他們帶來(lái)什么價(jià)值�！倍鳷I公司的短距離無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Ari Rauch將藍牙與IrDA紅外規范相提并論：“盡管事實(shí)上基于IrDA的紅外技術(shù)已被嵌入到各類(lèi)產(chǎn)品中，但現今，沒(méi)有人再使用Ir-DA�！彼踔辆嬲f(shuō)：“確實(shí)，藍牙最后有可能不會(huì )為用戶(hù)提供任何價(jià)值�！币郧皣鴥扔行�
媒體報道存在失實(shí)現象，例如把明明是用紅外技術(shù)開(kāi)發(fā)的點(diǎn)菜機當作藍牙技術(shù)來(lái)報道，并且以冒牌教授的名義大談藍牙技術(shù)的概念；另外還有一些企業(yè)把自己的其他產(chǎn)品也冠以“藍牙技術(shù)”進(jìn)行銷(xiāo)售。
在進(jìn)行藍牙產(chǎn)品的銷(xiāo)售過(guò)程中，沒(méi)有很好地為消費者解釋為什么要使用藍牙技術(shù)，因為消費者只想使用可行的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，而并不是過(guò)分關(guān)心它的類(lèi)別。例如IXI移動(dòng)公司的個(gè)人移動(dòng)網(wǎng)關(guān)(PMG)技術(shù)將有助于利用藍牙為運營(yíng)商帶來(lái)價(jià)值，通過(guò)將普通的電話(huà)變成無(wú)線(xiàn)路由，從而可以擴大其他數據設備的使用，完全可以由個(gè)人移動(dòng)網(wǎng)關(guān)將數據通過(guò)藍牙轉移到所謂的瘦客戶(hù)終端以提高其可用性，這恰恰可以解決目前由于使用數據不方便的問(wèn)題。但同時(shí)IXI移動(dòng)公司的技術(shù)似乎也并非專(zhuān)為藍牙所設計，Wi-Fi和Zigbee等其他無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可適用其架構。
2003年在阿姆斯特
丹舉行的第五屆藍牙世界大會(huì )上，業(yè)界內部的`討論已從芯片級問(wèn)題，如成本、尺寸、功耗等，轉向更重要的議題，如應用、系統和易用性。PalmSolutions Group新興軟件解決方案部經(jīng)理Eric Klein表示：“過(guò)去藍牙大會(huì )的焦點(diǎn)一直是芯片，但現在那已不是頭號問(wèn)題；目前應該是指出我們希望用藍牙為消費者解決哪些問(wèn)題的時(shí)候了�！�
此屆的藍牙世界大會(huì )始終籠罩在一種低沉的氣氛下，盡管藍牙的實(shí)際應用仍在穩定的增長(cháng)，甚至分析師們還表示了非常樂(lè )觀(guān)的預測。表面的數字的確值得興奮，近兩年支持藍牙的設備已經(jīng)超過(guò)4000萬(wàn)件，2003年甚至將超過(guò)7500萬(wàn)件，但真正對藍牙功能的使用卻仍微乎其微。一項對11個(gè)歐洲國家用戶(hù)調查中顯示，69％的受訪(fǎng)者沒(méi)有使用藍牙的計劃，而對Wi-Fi卻有超過(guò)42％的用戶(hù)正在使用。
這些問(wèn)題的出現，恰恰說(shuō)明了消費者對藍牙技術(shù)概念的本質(zhì)還不夠深入理解，藍牙技術(shù)仍未獲得消費者的足夠認可。
1．2．2 藍牙設備好賣(mài)不好用
雖然藍牙技術(shù)的出現將會(huì )給人們的工作和生活方式帶來(lái)很大變革，人機接口會(huì )更加人性化。目前藍牙技術(shù)1．0的標準還只能傳輸1Mbit／s的語(yǔ)音和數據，但是2003年推出的藍牙技術(shù)2．0標準的傳輸速率可達到12Mb，它還將采用智能跳頻技術(shù)可以與1．0的標準兼容。也許在不久的將來(lái)，人們外出乘坐火車(chē)與飛機將會(huì )變得非常方便，訂票、買(mǎi)票、檢票登機等等，都會(huì )變得非常輕松自然；人們家庭中的保安系統、信息家電的遙控與使用也都會(huì )實(shí)現自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò )化。這些非常美好的應用前景還需要我們做很多工作，但是藍牙技術(shù)的發(fā)展的確能夠提供這種實(shí)現的可能性，提供這樣一些新的概念。在近幾年的業(yè)界共同努力下，藍牙產(chǎn)品發(fā)展迅速，銷(xiāo)售狀況良好，但是大部分用戶(hù)在設置和連接藍牙設備時(shí)面臨許多困難。 目前，購買(mǎi)了藍牙設備的顧客首先要花幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間來(lái)研究菜單、配對藍牙設備和設置規則，然后才能連接兩個(gè)藍牙系統，使用起來(lái)極不方便。藍牙業(yè)界正在探索一條新的途徑，以確保消費者在購買(mǎi)藍牙設備后，能夠迅速地建立起藍牙連接。這方面，索尼公司走在了前列。索尼公司在2003年藍牙世界大會(huì )上推出的FEEL專(zhuān)有藍牙應用技術(shù)將能實(shí)現為索尼公司的產(chǎn)品之間提供藍牙的快速方便連接，FEEL能在當手機及PDA接近個(gè)人電腦等時(shí)，在其間進(jìn)行用戶(hù)認證及內容傳輸，這大大提高了藍牙產(chǎn)品的可用性。但目前僅僅只能使用在部分索尼公司的藍牙設備之間，要想大面積使用，尚需業(yè)界的多年努力�？偟膩�(lái)說(shuō)，藍牙好賣(mài)不好用是目前藍牙設備存在的一大難題。
1．2．3 互操作性
互操作性是所有通信設備的重要特性，藍牙產(chǎn)品也不例外。從理論上說(shuō)只要通過(guò)了產(chǎn)品的一致性和互連性測試，互操作性問(wèn)題就可以得到解決。目前藍牙協(xié)議許多互連測試規范尚未推出，即使推出了，其測試的完備性有個(gè)過(guò)程。國際SIG對藍牙互操作非常重視，因為它涉及到藍牙產(chǎn)品的進(jìn)一步應用，各大公司接連不斷開(kāi)會(huì )，進(jìn)行溝通、測試、實(shí)驗，目的就是使其產(chǎn)品相互可操作。
使用藍牙技術(shù)的產(chǎn)品， 由于歷史和技術(shù)的原因，各自采用的CPU、操作系統、通信協(xié)議可能差別很大。協(xié)議是在基于某一特定的操作系統(如Windows)開(kāi)發(fā)出來(lái)的，開(kāi)發(fā)出來(lái)后用于某一專(zhuān)用設備(如PDA、移動(dòng)電話(huà))時(shí)，由于這些設備使用的操作系統不是開(kāi)發(fā)時(shí)基于的操作系統，必須做操作系統移植，而經(jīng)過(guò)移植的協(xié)議棧應當保持原有的穩定性和效率。這些問(wèn)題對藍牙特殊興趣小組(SIC)來(lái)說(shuō)，可能已經(jīng)考慮到。但有些問(wèn)題的存在也可能SIG有自己的考慮，比如不采用某領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)，是因為采用最先進(jìn)技術(shù)會(huì )使成本太高，而且局部最優(yōu)并不等于整體最優(yōu)。
在本屆藍牙世界大會(huì )上，種類(lèi)繁多的“協(xié)議子集”也是藍牙業(yè)界內部討論最多的話(huà)題之一。對許多OEM來(lái)說(shuō)，為他們的每種設備選擇合適的協(xié)議子集是頭等重要的任務(wù)。業(yè)界還沒(méi)有就哪類(lèi)產(chǎn)品必須支持哪些協(xié)議達成一致意見(jiàn)，所以要由設備制造商自己來(lái)決定。如果一款蜂窩電話(huà)支持某種協(xié)議子集，而另PDA支持另一種協(xié)議子集，那
么兩者將無(wú)法進(jìn)行互操作。例如：Plam的Klein指出，Plam支持藍牙的20個(gè)有效子集中的3個(gè)，包括串行、目標互換和撥號網(wǎng)絡(luò )，它們基本上都是為特定功能而度身定做的高層協(xié)議軟件包。
1．2．4 藍牙的生存
在目前充滿(mǎn)競爭的無(wú)線(xiàn)標準市場(chǎng)，要指明藍牙的未來(lái)并不是一件容易的事。一方面，藍牙技術(shù)需要不斷改進(jìn)，以適應醫療電子、工業(yè)控制和家電自動(dòng)化領(lǐng)域的潛在應用，另一方面，許多人警告，隨著(zhù)數據率的增高，藍牙的市場(chǎng)定位更變得令人困惑。在本屆藍牙世界大會(huì )上召開(kāi)的研討會(huì )揭示，藍牙的生存將取決于它能否與其他技術(shù)共存在龐大的無(wú)線(xiàn)技術(shù)家族中。本屆是最后一次獨立的藍牙世界大會(huì )，2004年，藍牙技術(shù)將被并人一個(gè)名為“無(wú)線(xiàn)連接世界”的新展會(huì )，該展會(huì )還將涵蓋WLAN和若干其它技術(shù)。
2 藍牙技術(shù)的發(fā)展
當然，藍牙仍然是一項發(fā)展中的技術(shù)，其應用目前應該說(shuō)仍處于起步階段，要真正達到大規模進(jìn)入商用市場(chǎng)并在用戶(hù)中普及，還有大量應用技術(shù)細節需要解決。
2．1 增加消費者的認知度
作為一種近距離的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，藍牙技術(shù)并不是唯一的。但是與其他相應的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)比較起來(lái)，藍牙技術(shù)的優(yōu)勢就在于它的全球統一的、開(kāi)放的技術(shù)標準，技術(shù)先進(jìn)與成本低廉的折衷統一考慮，以及世界藍牙組織SIG知識產(chǎn)權共享的巨大誘惑力。近年來(lái)，世界上一些權威的標準化組織，也都在關(guān)注藍牙技術(shù)標準的制定和發(fā)展。銷(xiāo)售藍牙時(shí)要告訴消費者為什么要使用藍牙技術(shù)?藍牙技術(shù)能給他們帶來(lái)什么?
2．2 產(chǎn)品應具有互操作性
如上所述，藍牙產(chǎn)品的互操作性是目前藍牙發(fā)展的一大問(wèn)題，雖然當前產(chǎn)品一致性測試都已經(jīng)沒(méi)問(wèn)題，但是無(wú)法互通。而只有互通，藍牙系統才有意義。SIG已經(jīng)召集制造商開(kāi)了兩次會(huì )議來(lái)測試各自藍牙產(chǎn)品基礎組件間的兼容情況，測試中發(fā)現的不兼容情況正在解決之中，相信通過(guò)世界藍牙組織和業(yè)界的共同努力，標準的完善，產(chǎn)品的認證，可以使不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品實(shí)現
互聯(lián)互通。這也是藍牙發(fā)展中必須要解決的技術(shù)問(wèn)題。
2．3 產(chǎn)品應使用方便
在電子工業(yè)把藍牙發(fā)展成消費類(lèi)和計算機產(chǎn)品必備的一項無(wú)線(xiàn)功能之前，必須解決其易用性問(wèn)題，而不像目前的產(chǎn)品使用極不方便，在這方面東芝公司已領(lǐng)先一步。經(jīng)過(guò)業(yè)界相關(guān)各方的創(chuàng )新和努力，應該相信經(jīng)過(guò)多年發(fā)展的藍牙技術(shù)將可能在未來(lái)的市場(chǎng)中找到自己的位置。
2．4 與其它技術(shù)的共存
藍牙只是WLAN中一項重要的技術(shù)，本身有其局限性，WLAN網(wǎng)的實(shí)現需要幾種技術(shù)的結合。 如IEEE802．15委員會(huì )采納了可使藍牙和IEEE802．11b共存的技術(shù)提案。 Intersil公司和Silicon Wave公司宣布合作開(kāi)發(fā)兼容藍牙和IEEE802．11b標準的WLAN解決方案。 Ashvattha半導體公司最近宣稱(chēng)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出RF單芯片系統，利用該系統可以同時(shí)接收和發(fā)送GSM、藍牙和GPS信號。
2．5 爭取眾多操作系統支持藍牙
微軟公司于2001年上市的Windows操作系統——Whistler也支持藍牙。以IBM為首的眾多計算機廠(chǎng)商正在努力達成協(xié)議，為PC平臺制定藍牙標準，以解決不同設備之間的兼容性。
2．6 芯片越來(lái)越小巧
藍牙的技術(shù)界面是專(zhuān)用半導體集成電路芯片，用于嵌入電子器件內部。而與用戶(hù)直接見(jiàn)面的產(chǎn)品界面則是各種時(shí)尚電子產(chǎn)品。因此，藍牙技術(shù)要嵌入到電子器件內就要考慮藍牙的芯片尺寸，它必須具有小巧、廉價(jià)、結構緊湊和功能強大的特點(diǎn)才能放進(jìn)蜂窩電話(huà)中。
2．7 向單芯片方向發(fā)展
目前已經(jīng)有所突破，法國Alcatel Microelectronics等公司在ISSCC2001上發(fā)表了用于藍牙的單芯片LSI，CSR公司也推出了嵌入電池中的單芯片藍牙IC BlueCore01。
2．8 芯片價(jià)格持續下降
英國CSR生產(chǎn)的主要藍牙芯片產(chǎn)品，目前售價(jià)約為7美元～8美元每顆。隨著(zhù)公司陸續推出新產(chǎn)品，預計秋季時(shí)將降價(jià)至5美元、而年底時(shí)降至3美元左右。
2．9 干擾問(wèn)題的解決
美國Mobilian公司推出了兼具無(wú)線(xiàn)LAN和Bluetooth功能的芯片組。這個(gè)由兩個(gè)芯片構成的芯片組具備無(wú)線(xiàn)LAN的標準方式IEEE802。11b的無(wú)線(xiàn)收發(fā)功能和藍牙功能。由于IEEE802．11b和藍牙的載波頻帶都使用2．4GHz頻帶，當同時(shí)收發(fā)這兩種規格的數據時(shí)，有可能引起數據包沖突等電波干擾，一直無(wú)法同時(shí)應用。Mobilian公司此次開(kāi)發(fā)的芯片組中，通過(guò)采用消除電波干擾的方法，實(shí)現了兩種規格數據通信的同時(shí)進(jìn)行。
2．10 支持漫游功能
藍牙技術(shù)可以在微網(wǎng)絡(luò )或擴大網(wǎng)之間切換，但每次切換都必須斷開(kāi)與當前PAN的連接。為解決此問(wèn)題，Commil技術(shù)公司設計了一種系統，即使在藍牙模式不同入口點(diǎn)之間漫游，仍可以維持連續的、不中斷的數據和聲音交流。這種藍牙網(wǎng)絡(luò )技術(shù)提供很好的連接，其中一個(gè)連接是從一個(gè)藍牙入口點(diǎn)出發(fā)，在運作中保證不斷開(kāi)。
一項新技術(shù)的出現，人們對它抱的期望值往往很高，往往短期內不能令人滿(mǎn)意，這是因為任何新技術(shù)的發(fā)展都需要有一個(gè)過(guò)程，藍牙技術(shù)也不例外；技術(shù)標準統一，知識產(chǎn)權共享的優(yōu)勢是非常明顯的，相信通過(guò)業(yè)界的共同努力，它未來(lái)的發(fā)展是不可限量的，從長(cháng)遠來(lái)看可能會(huì )超出人們的想象。
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