蓝牙传输

蓝牙4.1最新技术全面解析

蓝牙技术联盟（BluetoothSIG）对蓝牙标准进行了更新，正式发布了最新的4.1版本。相信

不少童鞋早已升级过4.1固件或者新设备已经有了对4.1版本的加持，但恐怕仍有不少童鞋对

新蓝牙不甚了解，或者说还没有体验到新的变化。那么，新标准究竟有哪些改变？又有了哪些升

级？惊喜大不大？

我们知道，蓝牙4.0主打的是省电，很小气是吧，这次蓝牙4.1玩了回大的—IOT(物联网)。

而为了实现这一点，迎合可穿戴和多设备连接，对通讯功能的改进(改善数据传输能力)成为4.1

标准最重要的升级之一。

传输速率更快

要说改进，首当其冲就是传输速度，大家知道蓝牙的传输速率一直非常渣，与已经动辄上千

兆的Wi-Fi相比差距悬殊。所以，蓝牙4.1在蓝牙4.0LE的基础上进行了升级，使得批量数据可

以以更高的速率传输。当然，大家也别奢求4.1就能用蓝牙高速传输流媒体，这一改进主要针对

的还是刚刚兴起的可穿戴设备。

举个例子，智能手环如今已经非常常见，这种设备传输的数据流不大，那么，用户在跑步、

游泳、骑车中实时收集到的信息就可以直接通过蓝牙4.1传递，很方便，而且传输速度比4.0更

快了。

支持“多连一”

在4.0时代，我们知道，所有采用了蓝牙4.0LE的设备都被贴上了“BluetoothSmart”和

“BluetoothSmartReady”的标识。其中，前者指的是蓝牙耳机、键鼠等扩展设备，后者则是

PC、平板、手机这样的连接中心设备，这种划分是安排好了的，并不能角色互换，只能1对1

连接。而在蓝牙4.1技术中，就允许设备同时充当“BluetoothSmart”和“BluetoothSmart

Ready”，也就是说用户可以把多款设备连接到一个蓝牙设备上了。

我们继续举例子说明，想像一下，你的智能手表可以在接收从智能手环上收集来的信息的同

时，又能作为一个输出设备，显示来自智能手机上的邮件、短信，很美好的一件事不是吗。那么，

蓝牙4.1就能让你的智能手表、GoogleGlass等设备摇身一变，成为真正的信息中心。

支持IPv6

此外，可穿戴设备上网不易的问题，也可以通过蓝牙4.1来解决，因为，新标准加入了对

IPv6专用通道联机的支持。举例来说，如果有蓝牙设备无法上网，那么通过蓝牙4.1连接到可以

上网的设备之后，该设备就可以直接利用IPv6连接网络，实现与Wi-Fi相同的功能。尽管受传输

速率的限制，不过同步资料、收发邮件之类的操作还是完全可以实现的。

这个改进的好处在于传感器、嵌入式设备只需蓝牙便可实现连接手机、互联网，相对WiFi

应用更广更灵活。当然，一提到IPv6我们通常会先反应到虚无缥缈，所以蓝牙技术想要完全适

应IPv6就要看时间了，同时，还要看芯片厂商如何解决蓝牙设备的IPv6兼容性。

简化设备连接

现在，几乎所有的移动设备和笔记本终端都会装配蓝牙模块，和以前相比，用户对于蓝牙的

使用也越来越多。不过，仍有大量用户觉得蓝牙用起来很麻烦，归根结底还是蓝牙在连接时步骤

繁琐造成的，没错，万恶的配对。之前解决这一问题的方法是厂商在两个蓝牙设备中都加入NFC

芯片，通过这种方式来简化重新配对的步骤，这本是个不错的思路，但你也知道，目前搭载NFC

芯片的产品毕竟不多，而且价格偏高，相对小众。

基于此，蓝牙4.1终于进行了改进，将设备间的连接和重新连接进行了大幅修正，可以为厂

商在设计时提供更多的设计权限，包括设定频段创建或保持蓝牙连接，从而提升蓝牙设备连接的

灵活性。两款带有蓝牙4.1的设备之前已经成功配对过，想重新连接时只要将这两款设备靠近就

能搞定了，可谓解开了不少用户的心结：以后开车接电话，戴上蓝牙耳机，开机就OK了。

降低与LTE网络间的干扰

在移动通信领域，4GLTE已然成为一个不可逆转的全球发展趋势。而蓝牙4.1也专门针对

LTE网络进行了优化，确保可以与其信号“和平共处”。到这里大家可能会觉得疑惑了，手机信

号和蓝牙不是早就共存了吗?这算哪门子改进?其实说白了就是4.1优化后能更有效地规避两者之

间的干扰。

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众所周知，工作在同一频率上的无线信号会相互干扰，大幅降低传输效率，相信大家都遇到

过蓝牙传输中断的情况吧。现在，一旦蓝牙4.1和LTE网络同时传输数据，蓝牙4.1就会自动协

调两者的传输信息，从而减少其它信号对于自身的干扰，传输速率也就有了保障。

向下兼容，无需更换芯片

按照以往的经验，蓝牙新标准发布之后，没个一年半载是很难有产品出现的。不过，在蓝牙

4.1上并不会出现这样的问题，因为4.1不仅可以向下兼容4.0，更重要的是对现有的4.0设备来

说，不需要更换芯片，只需要升级固件就可以免费升级到蓝牙4.1，享受新功能，这对用户来说

无疑是个大福利。

笔者的手机已经升级蓝牙4.1完毕，不用二次配对的改进的确是大快人心。

附1、蓝牙的工作原理

蓝牙通信的主从关系

蓝牙技术规定每一对设备之间进行蓝牙通讯时，必须一个为主角色，另一为从角色，才能进

行通信，通信时，必须由主端进行查找，发起配对，建链成功后，双方即可收发数据。理论上，

一个蓝牙主端设备，可同时与7个蓝牙从端设备进行通讯。一个具备蓝牙通讯功能的设备，可

以在两个角色间切换，平时工作在从模式，等待其它主设备来连接，需要时，转换为主模式，向

其它设备发起呼叫。一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时，需要知道对方的蓝牙地址，配对密码等

信息，配对完成后，可直接发起呼叫。

蓝牙的呼叫过程

蓝牙主端设备发起呼叫，首先是查找，找出周围处于可被查找的蓝牙设备。主端设备找到从

端蓝牙设备后，与从端蓝牙设备进行配对，此时需要输入从端设备的PIN码，也有设备不需要输

入PIN码。配对完成后，从端蓝牙设备会记录主端设备的信任信息，此时主端即可向从端设备发

起呼叫，已配对的设备在下次呼叫时，不再需要重新配对。已配对的设备，做为从端的蓝牙耳机

也可以发起建链请求，但做数据通讯的蓝牙模块一般不发起呼叫。链路建立成功后，主从两端之

间即可进行双向的数据或语音通讯。在通信状态下，主端和从端设备都可以发起断链，断开蓝牙

链路。

蓝牙一对一的串口数据传输应用

蓝牙数据传输应用中，一对一串口数据通讯是最常见的应用之一，蓝牙设备在出厂前即提前

设好两个蓝牙设备之间的配对信息，主端预存有从端设备的PIN码、地址等，两端设备加电即自

动建链，透明串口传输，无需外围电路干预。一对一应用中从端设备可以设为两种类型，一是静

默状态，即只能与指定的主端通信，不被别的蓝牙设备查找;二是开发状态，既可被指定主端查

找，也可以被别的蓝牙设备查找建链。

声明：

以上引自百度百科“蓝牙”词条中对于“蓝牙工作原理”的描述。

附2、蓝牙简史

蓝牙最初由爱立信创制(1994年开始研发)，后来由蓝牙技术联盟订定技术标准。这个无线技

术的名称取自古代丹麦维京国王HaraldBlatand(哈拉尔蓝牙，Blatand在英文里的意思就是

Bluetooth)的名字，直接翻译成中文，便是“蓝牙”。

1998年蓝牙推出0.7版，这是蓝牙的首个版本，支持Baband与LMP通讯协定两部分

1999年这是蓝牙发展历史上的重要一年。在这一年蓝牙技术联盟的前身特别兴趣小组(SIG)

成立。在同年蓝牙先后发布了0.8版、0.9版、1.0Draft版以及1.0a版，特别是7月26日发布的

1.0a，确定使用2.4GHz频谱，最高资料传输速度1Mbps，同时开始了大规模宣传。不过在当时

蓝牙并未得到广泛的应用，蓝牙装置的价格也非常的昂贵

2001年蓝牙1.1为首个正式商用的版本，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

2003年蓝牙1.2推出，为了解决容易受干扰的问题，加上了(改善Software)抗干扰跳频功

能

2004年蓝牙2.0推出，它实际上就是1.2版的升级版，传输速率大幅提升的同时，开始支

持双工模式—即一面作语音通讯，同时也可以传输数据。从这个版本开始，蓝牙得到了广泛的应

用

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2007年蓝牙2.1发布，对存在的问题进行了改进，包括改善配对流程、降低功耗等

2009年蓝牙3.0正式发布，采用了全新的交替射频技术，并取消了UMB应用

2010年三位一体的蓝牙4.0发布，包括传统蓝牙、低功耗蓝牙和高速蓝牙技术，这三个规

格可以组合或者单独使用。