如何將藍牙和802.11結(jié)合起來提供高速無線連接

簡介：高速藍牙技術(shù)的核心是Generic Alternate MAC/PHY (Generic AMP)。這是一個全新的交替射頻技術(shù)，它允許藍牙協(xié)議棧針對任一任務(wù)動態(tài)地選擇正確的射頻。

從雙向電話交流到流式立體聲音頻再到照片交換和手機壁紙，消費者可以更加方便地使用無線數(shù)據(jù)通訊，這些要部分歸功于藍牙技術(shù)和一些其他標準的成功。

藍牙技術(shù)使之成為可能并且實現(xiàn)了娛樂數(shù)據(jù)共享。但是目前這些功能在硬件中的使用和嵌入以及軟件支持成為了阻礙，使藍牙技術(shù)提供的數(shù)據(jù)傳送速度無法滿足這些功能。

例如，當(dāng)藍牙技術(shù)可以簡單地控制單個文件的傳送的時候，消費者則希望可以更靈活地分享不只一張照片或一首歌曲，從而分享整個相簿或者一個假日相片和視頻集。

藍牙特別興趣小組和生產(chǎn)商為應(yīng)對便攜設(shè)備的增長提出了一個解決方案：將802.11射頻植入便攜設(shè)備以便于提高無線局域網(wǎng)連通性。

在很多便攜設(shè)備中，藍牙和802.11射頻互為補充(PC除外)，由此，一個無線射頻解決方案已經(jīng)準備就緒，它使用全球監(jiān)管機構(gòu)批準的并且適合分享各種娛樂數(shù)據(jù)的已有碼率。

Generic AMP: 針對任務(wù)使用最好的射頻

高速藍牙技術(shù)的核心是Generic Alternate MAC/PHY (Generic AMP)。這是一個全新的交替射頻技術(shù)，它允許藍牙協(xié)議棧針對任意任務(wù)動態(tài)地選擇正確的射頻。

Generic AMP決定了藍牙功能和協(xié)議，使之具有可以使用一個或多個交替高速廣播技術(shù)的高碼率的優(yōu)勢。

圖1展示了Generic AMP原理。

圖1：Generic AMP是藍牙特別興趣小組的性能規(guī)劃圖的關(guān)鍵特征。

AMP修改了標準藍牙核心架構(gòu)以便在L2CAP層下使用多重交替廣播，同時使用標準藍牙射頻(標注基本碼率(BR)和擴展碼率(EDR)分別為1 Mbps和3 Mbps)實現(xiàn)復(fù)原和連接以及匹配。

藍牙802.11 AMP支持被認可的802.11標準

擁有互操作性的藍牙技術(shù)標準需要選擇802.11標準，為了被納入藍牙802.11 AMP特性，它已經(jīng)被廣泛測試和認可。

因為這個原因，藍牙802.11 AMP認可的802.11a，b和g，所有這些標準都經(jīng)證實而且很可靠，它們可以滿足今天的生產(chǎn)商和消費者的以娛樂為主所需求的碼率。

為了確保所有使用802.11 AMP的設(shè)備的互操作性和高碼率，對802.11g的支持是強制性的。并且特別興趣小組還計劃在IEEE批準802.11n以后，將其納入802.11AMP。

超寬帶藍牙(Bluetooth UWB)和802.11規(guī)劃圖

在802.11 AMP開發(fā)的同時，藍牙興趣小組的關(guān)鍵成員公司正為在超寬帶(UWB)AMP中使用WiMedia UWB射頻而努力。

UWB AMP承諾了足以支持流式高清晰視頻的更高的碼率，而且它將適用于直至今日的藍牙技術(shù)規(guī)劃圖中構(gòu)想的最高速的物理廣播。

如今，802.11 AMP以廣播技術(shù)支持數(shù)據(jù)傳送應(yīng)用。并且，使用廣播技術(shù)、支持高清晰流的UWB AMP將在未來幾年中制定短程連接標準。這樣802.11和UWB AMP即形成互補。
 
對消費者實現(xiàn)無縫并且透明

消費者已經(jīng)對藍牙技術(shù)有了簡單并且可靠的使用經(jīng)歷。藍牙安全和配對已經(jīng)受到信任和為人熟知。現(xiàn)在市場上藍牙2.1產(chǎn)品正在建立一個全新的易用標準，比如簡單配對(Simple Pairing)，它大大簡化了安全配對設(shè)備所需的輸入。

同樣的高易用標準使用了高速藍牙技術(shù)，對消費者來說，其操作能夠而且必須無縫、透明。因此，這個特性就要求針對用戶的高數(shù)據(jù)傳輸毋需附加操作。

藍牙棧將識別大數(shù)據(jù)量的高速傳輸需求，并且自動給802.11指派任務(wù)。當(dāng)傳輸完成，不再需要高速的時候，802.11射頻將被斷電，標準藍牙射頻被激活以保持藍牙連接。

向消費者傳達信息

藍牙特別興趣小組的多通道高速廣播(同時也要超低功耗)開發(fā)對工程師來說多了好多定語，但是特別興趣小組及其成員已達成一個共識，就是在最終的用戶級，不會增加其復(fù)雜度。

在一些主要的藍牙生產(chǎn)商的產(chǎn)品中，通過在原有藍牙圖標上添加一個已有的經(jīng)驗圖形向消費者傳達一個產(chǎn)品的高速藍牙能力的信息。

特別興趣小組已經(jīng)開發(fā)了一個可以向消費者清晰無誤地展示設(shè)備功能的802.11 AMP高速圖標。

藍牙802.11 AMP應(yīng)用實例

在那些喜歡與朋友分享的藍牙便攜設(shè)備的年輕用戶中，藍牙已經(jīng)很流行。這些分享功能通過嵌入在許多手機、電腦和PDA中的“藍牙傳送”功能而實現(xiàn)。802.11高速通道以10倍甚至更高的倍數(shù)減少了文件傳送時間，而這種需求也隨之增長。

隨著更簡便的圖片分享需求，從數(shù)碼相機和相機手機到個人打印機或相片沖洗站的更方便的打印功能的需求也隨之而來。

藍牙技術(shù)目前支持從大多數(shù)相機手機和手持數(shù)碼相機的相片打印功能，但是如果傳送時間可以縮短的話，那這方面的應(yīng)用會更廣地普及開來。從消費打印商家回饋的信息顯示，消費者的期望是能夠在3秒中之內(nèi)傳送一張8百萬像素的圖片到打印機或相片沖洗站。

也就是說采用8到14 Mbit/sec的傳送速率來滿足這個3秒的需求，這完全在使用802.11 AMP的高速藍牙技術(shù)的能力范圍之內(nèi)。

在移動設(shè)備和PC之間的圖像和大文件的標準藍牙同步連接速度相對緩慢。就像分享和打印需求一樣，傳送速度的提升會提高同步功能的吸引力。

如果802.11射頻也能夠被集成在便攜式音樂播放器中，我們將會看到配有藍牙技術(shù)流式音頻的無線耳機的無線音樂隨身聽的誕生。

雖然標準藍牙技術(shù)對流式音頻的傳送提供了理想途徑，但是高速藍牙技術(shù)更為音樂播放器提供了新歌曲的無以倫比的吸引力。藍牙設(shè)備的復(fù)原和配對功能特別對其他的音樂播放器、PC或者音樂站的連接提供了理想條件，而且802.11 AMP使用戶可以在60秒甚至更少的時間內(nèi)添加一個音樂專輯。

我們有很好的理由相信，如果藍牙無線技術(shù)被集成到家庭娛樂系統(tǒng)里面，那么從便攜設(shè)備(比如音樂或媒體播放器、手機)到固定設(shè)備(比如PC，機頂盒和電視)的更簡便的內(nèi)容分享會有一個更明亮的未來。

比如都具有高速藍牙技術(shù)的一個手機和一個機頂盒，藍牙技術(shù)可以使用戶選擇和發(fā)送擁有電影長度的視頻文件從而實現(xiàn)利用便攜設(shè)備錄制視頻的功能，通過802.11 AMP使傳送時間控制在5至6分鐘甚至更少。

把Wi-Fi加到藍牙里

802.11是IEEE針對無線局域網(wǎng)的數(shù)字編碼，也就是大家熟知的Wi-Fi。Wi-Fi聯(lián)盟管理測試Wi-Fi互操作性并且擁有Wi-Fi商標和Wi-Fi認證。

生產(chǎn)商可能要使用經(jīng)過Wi-Fi認證的802.11技術(shù)，但是對于包含了802.11的藍牙來說就不再是必要的了。

計劃中的高速藍牙技術(shù)，互操作性、功能和安全性由藍牙構(gòu)造掌控。然而，如果Wi-Fi認證的設(shè)備中的802.11射頻將同樣被應(yīng)用在局域網(wǎng)中，那么互操作性和安全保護就要被考慮在內(nèi)。

包含了802.11的高速藍牙技術(shù)使藍牙功能運行在一個高碼率上。這并不是說要試圖取代傳統(tǒng)的Wi-Fi應(yīng)用，也不是說要取代今天的擁有良好流廣播性能的藍牙技術(shù)。

特別是針對娛樂數(shù)據(jù)的分享、打印和同步，藍牙技術(shù)帶來了互操作的能力，這種能力覆蓋了賣家、操作系統(tǒng)和產(chǎn)品分類。

在個人網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接中，藍牙技術(shù)提供了廣泛的產(chǎn)品支持和應(yīng)用實例，再加上一個嚴格的互操作性標準，所有這些都是其他無線技術(shù)達不到的。

對便攜設(shè)備制造商而言，藍牙技術(shù)的另一個優(yōu)點是：可以向后兼容已經(jīng)銷售的20億藍牙設(shè)備，這得益于繼承的BR/EDR比。

事實上，之所以大多數(shù)的藍牙功能和應(yīng)用將繼續(xù)使用藍牙BR/EDR比，就是這個碼率遠足以滿足音頻、HID和其它公共任務(wù)的需求。

Generic AMP構(gòu)造只有在需要大量數(shù)據(jù)傳送的時候開啟，所以它繼承了針對日常任務(wù)(比如復(fù)原、連接和連接保持)藍牙BR/EDR比的功耗效率的優(yōu)點。

無線局域網(wǎng)和藍牙的同時連接

802.11 AMP的基本特征之一就是可以在使用802.11射頻作為高速藍牙通道之前、之中和之后都可以保持與無線局域網(wǎng)接入點的連通狀態(tài)。802.11 AMP可以為兩種應(yīng)用同時保證一個滿意的吞吐率級別。

藍牙 802.11 AMP對工程師意味著什么

內(nèi)嵌802.11的高速藍牙技術(shù)特別針對移動設(shè)備通過節(jié)省能耗、提高速度使各種電子消費者受益。

給服務(wù)商和最終用戶提供最好的手機的競賽演變成了提供最多可能的媒體享受的競爭。既是手機又是相機，既是MP3播放器又是電子郵件平臺，今天的移動設(shè)備就是一個便攜多媒體集合，它繼續(xù)推動了全球的硬件設(shè)計。

我們都很熟悉在滿足消費者和服務(wù)商的需求時的權(quán)衡和挫�。涸谝粋�小盒子里添入更多的耗能功能和無線連接能力，同時還要努力保持更長的電池時間。

無線連接能力也像MP3播放器和相機一樣成為了獨立設(shè)備，就像手機一樣，今天，它也被期望著能夠無線連接PC以及從打印機到耳機的一系列與日俱增的外圍設(shè)備。

對于目前的802.11設(shè)備生產(chǎn)商來說，使用802.11 AMP來實現(xiàn)高速藍牙功能，可以最小化相關(guān)產(chǎn)品的802.11結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計。

在許多情況下，只需要對軟件進行升級。對于早期產(chǎn)品的設(shè)計步驟，集成藍牙芯片和IC可以節(jié)約寶貴的時間、節(jié)省能耗還可以降低成本。

使用內(nèi)嵌802.11的高速藍牙，打印機、相機和其它設(shè)備的生產(chǎn)商可以享受藍牙技術(shù)的優(yōu)勢(使用標準功能和認證程序的簡單植入)同時可以滿足消費者對802.11的速度的需求。

因此，集成了藍牙、Wi-Fi和FM廣播的設(shè)備的預(yù)期增長率是很吸引人的。圖2為ABI市場調(diào)查公司對于集成了藍牙和802.11射頻的設(shè)備的預(yù)測。

圖2：ABI研究預(yù)測了對于藍牙連接需求的強勁增長。

結(jié)論

對于OEM公司來說，802.11 AMP提供了更好的用戶體驗同時很大程度地最小化了重復(fù)設(shè)計。內(nèi)嵌802.11的高速藍牙技術(shù)使用了已有的可靠的技術(shù)，增強了功能，同時降低了時間和能耗(移動設(shè)備的兩大賣點)。

從特別興趣小組的角度看，把802.11作為高速藍牙通道的決定是簡單使用現(xiàn)今已有的技術(shù)，滿足了市場的明確需求。

對于特別興趣小組來說，Generic AMP與802.11和UWB AMP的規(guī)劃圖始終著眼于未來，保持藍牙技術(shù)的創(chuàng)新，并且最快地滿足當(dāng)今消費者的需求。簡單地說，它緊隨我們的成員和生產(chǎn)商希望并且信賴我們所做的一切。

關(guān)于作者

Michael Foley博士是藍牙特別興趣小組(SIG)的執(zhí)行董事。他于2004年3月以執(zhí)行董事身份加入SIG。他目前負責(zé)引領(lǐng)資格和互操作性計劃、技術(shù)晉級、特別推廣以及藍牙無線技術(shù)的遠期規(guī)劃圖。Foley博士此前作為資深無線設(shè)計師在微軟公司從事藍牙無線技術(shù)和其它WPAN和WLAN技術(shù)的研究。