蓝牙的版本演进 - 强悍蓝牙5.0驾到，兼回顾蓝牙发展史

　　蓝牙的版本演进

　　在5.0之前，蓝牙经过了多个版本的演进，主要为为1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1和4.2，下文我们将就每一个不同的版本技术特点进行详细介绍：

　

　　上表中：

　　EDR：全称为Enhanced Data Rate。通过提高多任务处理和多种蓝牙设备同时运行的能力，EDR使得蓝牙设备的传输速度可达3Mbps。

　　HS：全称为High Speed。HS使得Bluetooth能利用WiFi作为传输方式进行数据传输，其支持的传输速度最高可达24Mbps。其核心是在802.11的基础上，通过集成802.11协议适配层，使得蓝牙协议栈可以根据任务和设备的不同，选择正确的射频。

　　BLE：全称为Bluetooth Low Energy。蓝牙规范4.0最重要的一个特性就是低功耗。BLE使得蓝牙设备可通过一粒纽扣电池供电以维持续工作数年之久。很明显，BLE使得蓝牙设备在钟表、远程控制、医疗保健及运动感应器等市场具有极光明的应用场景。

　　蓝牙1.1标准

　　1.1 为最早期版本，传输率约在748~810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。

　　蓝牙1.2标准

　　1.2 同样是只有 748~810kb/s 的传输率，但在加上了（改善 Software）抗干扰跳频功能。

　　这个版本向下兼容1.1版，其主要改进包括：

　　匿名方式：屏蔽设备的硬件地址（BD_ADDR），保护用户免受身份嗅探攻击和跟踪。从1.1版开始已经可以实现硬件匿名，但未被实施，因此对普通消费者来说还是没有此功能。

　　自适应频率跳跃（AFH，Adaptive Frequency Hopping）：通过避免使用跳跃序列中的拥挤频率，从而改善对无线电干涉的抵抗。

　　更高的实际传输速度，实际测试约为24KB/S（192Kbps）左右。

　　L2CAP层引入了流量控制和错误纠正机制

　　蓝牙2.0标准

　　2.0 是 1.2 的改良提升版，传输率约在 1.8M/s~2.1M/s，开始支持双工模式——即一面作语音通讯，同时亦可以传输档案/高质素图片，2.0 版本当然也支持 Stereo 运作。

　　应用最为广泛的是Bluetooth 2.0+EDR标准，该标准在2004年已经推出，支持Bluetooth 2.0+EDR标准的产品也于2006年大量出现。

　　虽然Bluetooth 2.0+EDR标准在技术上作了大量的改进，但从1.X标准延续下来的配置流程复杂和设备功耗较大的问题依然存在。

　　2.0版的内容还没有什么明确的信息，但爱立信的研究者公布了一些内容：

　　加入了“非跳跃窄频通道”（Non-hopping narrowband channel）。

　　因为不需要与每个设备交换应答信号，这种通道可以用来将各种器件的蓝牙服务概要同时广播到巨量的蓝牙器件。应答信号交换过程当前需要大约一秒。

　　实时公共交通时刻表、基本的交通畅通性信息和高级交通指向指示等未加密信息可以以高速度发送给设备。

　　更高的连接速度（实际测试速度为280KB/s=2240Kbps［来源请求］）

　　支持多个速度水平

　　蓝牙2.1标准

　　2007年8月2日，蓝牙技术联盟今天正式批准了蓝牙2.1版规范，即“蓝牙2.1+EDR”，可供未来的设备自由使用。和2.0版本同时代产品，目前仍然占据蓝牙市场较大份额，相对2.0版本主要是提高了待机时间2倍以上，技术标准没有根本性变化。

　　蓝牙核心规范2.1+EDR向下对1.2版本完全兼容，蓝牙技术联盟于2007年7月26日通过。

　　蓝牙2.1，增加了Sniff省电功能，使得适配器与设备的联系时间延长到0.5秒，能节约不小电量；增强功能有简单安全配对（SSP），这改善了蓝牙设备的配对经验，同时提升了使用和安全强度

　　蓝牙3.0标准

　　2009年4月21日，蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）正式颁布了新一代标准规范“Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed”（蓝牙核心规范3.0版 ），蓝牙3.0的核心是“Generic Alternate MAC/PHY”（AMP），这是一种全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。

　　蓝牙3.0的数据传输率提高到了大约24Mbps（即可在需要的时候调用802.11 WI-FI用于实现高速数据传输）。在传输速度上，蓝牙3.0是蓝牙2.0的八倍，可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机之间的 资料传输，但是需要双方都达到此标准才能实现功能。

　　更高的数据传输速率，集成802.11PAL最高速度可达24Mbps。是2.0速度的8倍。

　　引入了增强电源控制，实际空闲功耗明显降低。

　　蓝牙4.0标准

　　蓝牙4.0规范于2010年7月7日正式发布，新版本的最大意义在于低功耗，同时加强不同OEM厂商之间的设备兼容性，并且降低延迟，理论最高 传输速度依然为24Mbps（即3MB/s），有效覆盖范围扩大到100米（之前的版本为10米）。该标准芯片被大量的手机、平板所采用，如苹果The New iPad平板电脑，以及苹果iPhone 5、魅族MX4、HTC One X等手机上带有蓝牙4.0功能。

　　蓝牙4.0最重要的特性是支持省电；

　　Bluetooth 4.0，协议组成和当前主流的Bluetooth h2.x+EDR、还未普及的Bluetooth h3.0+HS不同，Bluetooth 4.0是Bluetooth从诞生至今唯一的一个综合协议规范，

　　还提出了“低功耗蓝牙”、“传统蓝牙”和“高速蓝牙”三种模式。

　　其中：高速蓝牙主攻数据交换与传输；传统蓝牙则以信息沟通、设备连接为重点；蓝牙低功耗顾名思义，以不需占用太多带宽的设备连接为主。前身其实是NOKIA开发的Wibree技术，本是作为一项专为移动设备开发的极低功耗的移动无线通信技术，在被SIG接纳并规范化之后重命名为Bluetooth Low Energy（后简称低功耗蓝牙）。这三种协议规范还能够互相组合搭配、从而实现更广泛的应用模式，此外，Bluetooth 4.0还把蓝牙的传输距离提升到100米以上（低功耗模式条件下）。

　　分Single mode与Dual mode。

　　Single mode只能与BT4.0互相传输无法向下兼容（与3.0/2.1/2.0无法相通）;Dual mode可以向下兼容可与BT4.0传输也可以跟3.0/2.1/2.0传输

　　超低的峰值、平均和待机模式功耗，覆盖范围增强，最大范围可超过100米。

　　速度：支持1Mbps数据传输率下的超短数据包，最少8个八组位，最多27个。所有连接都使用蓝牙2.1加入的减速呼吸模式（sniff subrating）来达到超低工作循环。

　　跳频：使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频，最大程度地减少和其他2.4 GHz ISM频段无线技术的串扰。

　　主控制：可以休眠更长时间，只在需要执行动作的时候才唤醒。

　　延迟：最短可在3毫秒内完成连接设置并开始传输数据。

　　健壮性：所有数据包都使用24-bit CRC校验，确保最大程度抵御干扰。

　　安全：使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。

　　拓扑：每个数据包的每次接收都使用32位寻址，理论上可连接数十亿设备；针对一对一连接最优化，并支持星形拓扑的一对多连接；使用快速连接和断开，数据可以在网状拓扑内转移而无需维持复杂的网状网络。

　　蓝牙4.1标准

　　蓝牙4.1于2013年12月6日发布，与LTE无线电信号之间如果同时传输数据，那么蓝牙4.1可以自动协调两者的传输信息，理论上可以减少 其它信号对蓝牙4.1的干扰。改进是提升了连接速度并且更加智能化，比如减少了设备之间重新连接的时间，意味着用户如果走出了蓝牙4.1的信号范围并且断 开连接的时间不算很长，当用户再次回到信号范围中之后设备将自动连接，反应时间要比蓝牙4.0更短。最后一个改进之处是提高传输效率，如果用户连接的设备 非常多，比如连接了多部可穿戴设备，彼此之间的信息都能即时发送到接接收设备上。

　　除此之外，蓝牙4.1也为开发人员增加了更多的灵活性，这个改变对普通用户没有很大影响，但是对于软件开发者来说是很重要的，因为为了应对逐渐兴起的可穿戴设备，那么蓝牙必须能够支持同时连接多部设备。

　　蓝牙4.2标准

　　2014年12月4日，最新的蓝牙4.2标准颁布，改善了数据传输速度和隐私保护程度，并接入了该设备将可直接通过IPv6和6LoWPAN接入互联网。在新的标准下蓝牙信号想要连接或者追踪用户设备必须经过用户许可，否则蓝牙信号将无法连接和追踪用户设备。

　　速度方面变得更加快速，两部蓝牙设备之间的数据传输速度提高了2.5倍，因为蓝牙智能（Bluetooth Smart）数据包的容量提高，其可容纳的数据量相当于此前的10倍左右。