藍(lán)牙技術(shù)的問題、前景與中國頻譜管理策略的考

1 引言
涉及無線連線及無線個(gè)人接入藍(lán)牙技術(shù)的基本思想在上世紀(jì)80年代中期已萌發(fā)，但由于當(dāng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)及市場前景等諸多問題不明朗，未成氣候；近些年來，由于移動(dòng)通信及Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的迅速發(fā)展，給藍(lán)牙技術(shù)帶來了新的商機(jī)與市場前景，從而激活了藍(lán)牙技術(shù)的真正誕生。這首先應(yīng)當(dāng)歸功于Ｅｒｉｃｓｓｏｎ的工程師面對(duì)有線連線“剪不斷，理還亂”的困擾，1994年推出了解決無線連線問題的技術(shù)開發(fā)計(jì)劃，從而產(chǎn)生了推進(jìn)無線連線與個(gè)人接入的實(shí)在想法。1997年Ｅｒｉｃｓｓｏｎ邀請(qǐng)ＩＢＭ、Ｉｎｔｅｌ、ＮＯＫＩＡ及ＴＯＳＨＩＢＡ這5個(gè)世界著名的無線設(shè)備及計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體設(shè)備制造公司商議建立一種全球化的無線通信個(gè)人接入與無線連線新手段，后定名為“藍(lán)牙”（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ），并于1998年5月正式發(fā)起成立了“藍(lán)牙特別興趣組織”ＢＳＩＧ（Ｂｌｕｅｔｅｏｏｔｈ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｇｒｏｕｐ），簡稱藍(lán)牙ＳＩＧ（亦有人稱此為“國際藍(lán)牙組織”、“藍(lán)牙技術(shù)同盟”，甚至稱之為“藍(lán)牙特殊利益集團(tuán)”）。進(jìn)而于1999年11月美國4家著名公司Ｍｏｔｏｒｏｌａ、Ｌｕｃｅｎｔ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ及3Ｃｏｍ加盟于上述5公司，成為ＢＳＩＧ的9個(gè)發(fā)起成員，使藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展獲得了更強(qiáng)有力的支持，并顯示出更明朗的前景?，F(xiàn)在，ＢＳＩＧ的參加成員已達(dá)2491個(gè)，已論證通過的藍(lán)牙產(chǎn)品亦達(dá)250個(gè)左右，其發(fā)展勢頭令人觸目。由于其普及應(yīng)用與普遍服務(wù)能力，藍(lán)牙技術(shù)不僅局限于信息通信世界，甚至超越了3Ｃ（計(jì)算機(jī)、通信與消費(fèi)）產(chǎn)業(yè)界，可遍及房地產(chǎn)等多種產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。從而，藍(lán)牙這一名詞幾乎遍布全球每一角落、家喻戶曉，大家均認(rèn)為可能是一個(gè)值得投入、并可能獲得未來豐厚回報(bào)的新技術(shù)領(lǐng)域。也許這就是未來藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展的重要市場基礎(chǔ)。
“Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ”此詞據(jù)稱源于歐洲中世紀(jì)（Ａ．Ｄ．900）丹麥國王哈拉德二世（Ｋｉｎｇ Ｈａｒａｌｄ Ｂｌａｔａｎｄ）的綽號(hào)“Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ”，他面對(duì)當(dāng)時(shí)處于四分五裂的丹麥、瑞典、挪威、芬蘭等北歐地區(qū)，建立了統(tǒng)一強(qiáng)大的丹麥王國，并將基督教引入了北歐地區(qū)，從而確立了為后人緬懷、頌揚(yáng)的不朽功勛。由此，瑞典Ｅｒｉｃｓｓｏｎ公司領(lǐng)頭用其來命名此重要的一種無線通信與連線新技術(shù)，也期望建立一種開放性的、全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一統(tǒng)“無線世界”天下，將這種新技術(shù)進(jìn)行最廣泛普及的、全球性各行各業(yè)的普遍連接應(yīng)用。
在中國，亦往往稱“藍(lán)牙”為“藍(lán)芽”，一是避免“藍(lán)牙”這詞在中文含義上的費(fèi)解，二是表示以藍(lán)色為象征的信息領(lǐng)域中一種重要的新技術(shù)的萌芽。但從“統(tǒng)一全球標(biāo)準(zhǔn)”之本意及與國際ＢＳＩＧ連接看，“藍(lán)牙”（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）依然更為明確，從而運(yùn)用“藍(lán)牙”這一詞者亦似乎為數(shù)更多些。兩者在中國可視為同一含義。
近代，通用無線接入作為先進(jìn)手段實(shí)施接入網(wǎng)的全部或部分功能，它已成為有線接入的有效支持、補(bǔ)充與延伸，是快速、靈活裝備與實(shí)現(xiàn)普遍服務(wù)的重要途徑。無線接入目前雖然大部分為窄帶，但中寬帶與寬帶（Ｗｉｄｅｂａｎｄ ａｎｄ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ）無線接入，包括2.5Ｇ／3Ｇ移動(dòng)接入、不對(duì)稱ＩＰ接入及衛(wèi)星接入已成為可能，而藍(lán)牙技術(shù)可視為一種最接近用戶的短距離、微功率、微微小區(qū)（Ｐｉｃｏ－ｃｅｌｌ）型無線接入手段，在構(gòu)筑新世紀(jì)全球個(gè)人通信網(wǎng)絡(luò)及無線連接世界方面將發(fā)揮其獨(dú)特重要的作用。很明顯，由于通用無線接入可綜合包括宏大區(qū)、大區(qū)、小區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)、移動(dòng)、半移動(dòng)（包括Ｎｏｍａｄｉｃ游牧式）、可搬移（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｂｌｅ）及固定等多種接入覆蓋模式，可有效覆蓋三維物理空間的任何一角落及有效地在任何時(shí)候連接至任何個(gè)人用戶，它對(duì)未來全球個(gè)人通信的實(shí)際連接覆蓋的普遍化與重要性顯而易見，而且無線接入與Ｉｎｔｅｒｎｅｔ聯(lián)合運(yùn)作的，所謂無線Ｉｎｔｅｒｎｅｔ／移動(dòng)ＩＰ，以及更進(jìn)一步以全球移動(dòng)通信演進(jìn)發(fā)展沿1Ｇ→2Ｇ→2Ｇ＋（2.5Ｇ、2.75Ｇ）→3Ｇ→3Ｇ＋→4Ｇ這一發(fā)展脈絡(luò)中，將及時(shí)大量嵌入Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ之類新手段，進(jìn)入所謂嵌入式（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ）世界，實(shí)現(xiàn)以Ｐｉｃｏ－ｃｅｌｌ小區(qū)個(gè)人接入為中心展開的無線個(gè)人局域網(wǎng)絡(luò)（ＷＰＡＮ）時(shí)代，這將成為未來全球個(gè)人通信世界中的最重要環(huán)節(jié)之一。因此，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ技術(shù)的戰(zhàn)略含義將不言而喻。
2 藍(lán)牙系統(tǒng)基本參數(shù)及指標(biāo)要求
工作頻段 ＩＳＭ頻段2.402～2.480 ＧＨｚ
雙工方式 ＴＤＤ
業(yè)務(wù)類別 同時(shí)支持電路交換及分組交換業(yè)務(wù)
數(shù)據(jù)標(biāo)稱速率 1 Ｍｂｉｔ／ｓ
異步信道速率 非對(duì)稱連接721／57.6ｋｂｉｔ／ｓ
對(duì)稱連接432.6ｋｂｉｔ／ｓ(全雙工模式)
同步信道速率 64ｋｂｉｔ／ｓ(3個(gè)全雙工信道)
信道間隔 1ＭＨｚ
信道數(shù) 79
發(fā)射功率 美國ＦＣＣ要求＜0ｄＢｍ(1ｍＷ) 一些其他國家可擴(kuò)展至20ｄＢｍ(100 ｍＷ)
跳頻頻點(diǎn)數(shù) 79個(gè)頻點(diǎn)／ＭＨｚ[2402＋ｋ(ＭＨｚ)， ｋ＝0，1，2……78]
跳頻速率 1600次／ｓ
工作模式 Ａｃｔｉｖｅ／Ｓｎｉｆｆ／Ｈｏｌｄ／Ｐａｒｋ
數(shù)據(jù)連接方式 面向連接業(yè)務(wù)ＳＣＯ、無連接業(yè)務(wù)ＡＣＬ
糾錯(cuò)方式 1／3ＦＥＣ、2／3ＦＥＣ、ＡＲＱ
鑒權(quán) 反應(yīng)邏輯算術(shù)方式
密鑰 以8ｂｉｔｓ為單位增減，最長 128ｂｉｔｓ
話音編碼方式 ＣＶＳＤ
發(fā)射距離 一般10ｃｍ～10ｍ，增加功率情況下可達(dá)100ｍ
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) Ａｄｈｏｃ結(jié)構(gòu)、Ｐｉｃｏｎｅｔ及Ｓｃａｔｔｅｒｎｅｔ
3 藍(lán)牙技術(shù)存在的問題與應(yīng)用前景
3.1 存在問題
(1)2.4ＧＨｚＩＳＭ頻段使用的電磁兼容與頻率共用問題
由于2.4ＧＨｚ ＩＳＭ頻段對(duì)所有工、科、醫(yī)無線電設(shè)備全部開放，亦有不少其他短距離(微功率)無執(zhí)照運(yùn)行無線電設(shè)備，甚至像中國的情況還有相應(yīng)已發(fā)放臺(tái)站執(zhí)照的ＳＳ(包括一些相關(guān)的ＷＬＡＮ)設(shè)備在同時(shí)工作。由此，微波爐(2.45ＧＨｚ,數(shù)千瓦至數(shù)百千瓦高功率運(yùn)行)、家電、無繩電話、ＳＳ及ＷＬＡＮ系統(tǒng)和其他處于該頻段的ＩＳＭ及無執(zhí)照短距離運(yùn)行的無線電設(shè)備均可能是其干擾源，需要小心處理其共存問題。即使來用高速自適應(yīng)跳頻技術(shù)，亦必須檢驗(yàn)其實(shí)際共存的可靠性與可行性，以及管理規(guī)則的協(xié)調(diào)配合問題，為藍(lán)牙的商用創(chuàng)造出盡可能現(xiàn)實(shí)可行的共存環(huán)境。為此積極參與ＩＥＥＥ802.15的共存問題的研究及取得實(shí)際有效的進(jìn)展非常重要。
(2)互操作與兼容性問題
如上所述，由于藍(lán)牙軟件結(jié)構(gòu)受限于廣泛普及運(yùn)用需要的約束，帶來對(duì)藍(lán)牙互操作能力與兼容性的負(fù)面影響，要特別小心其實(shí)際兼容性與互操作能力的檢驗(yàn)與改進(jìn)。
(3)保密安全問題
盡管藍(lán)牙系統(tǒng)的保密安全機(jī)制已制定得較為嚴(yán)格，除跳頻技術(shù)提供了一定安全保障外，還有用戶個(gè)人標(biāo)識(shí)、鏈路密鑰論證和保密密鑰加密之三重處理，但鑒于藍(lán)牙系統(tǒng)的移動(dòng)性、普遍性與無執(zhí)照全面開放性，使得其安全保密問題顯得尤為敏感與重要，而且很大程度上還決定于應(yīng)用目標(biāo)范疇。保密安全問題依然是其需要倍加小心考慮與處理的重要問題。
(4)與其它相關(guān)技術(shù)的競爭問題
重要的競爭對(duì)手如上所述，主要是與紅外線接入、ＩＥＥＥ802.11系列及Ｈｏｍｅ ＲＦ系列技術(shù)速率、價(jià)位現(xiàn)實(shí)性與共存可靠性及可用性方面的競爭。藍(lán)牙依然應(yīng)加速努力，積極保持與發(fā)揚(yáng)目前已持有的綜合主導(dǎo)優(yōu)勢。
(5)價(jià)格、可靠性等綜合吸引力問題
藍(lán)牙要想取得大面積普及，必須有效地解決其芯片價(jià)格與實(shí)際運(yùn)行可靠性問題。曾熱心支持藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展的9位ＢＳＩＧ發(fā)起者之一的Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司，于2001年4月4日正式宣布放棄在新一代視窗Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ中引入藍(lán)牙技術(shù)；固然，暫時(shí)放棄不等于永遠(yuǎn)不做，但這也多少反映出對(duì)目前水平的藍(lán)牙產(chǎn)品的可靠性、兼容性及性能價(jià)格方面的不放心程度。
3.2 應(yīng)用前景
如上所述，藍(lán)牙技術(shù)的終極目標(biāo)就是要建立一種全球統(tǒng)一的無線連接(連線與接入)標(biāo)準(zhǔn)，使不同廠家生產(chǎn)的各種移動(dòng)、便攜設(shè)備和固定終端