蓝芽(Bluetooth)是一种短距离无线电射频连结科技，最初由易利信开发作为线缆取代装置，可同步支援资讯与语音系统；一开始定位使用在企业、科学与医学的2.4GHz ISM国际​​免证照频率，并以高速输送与快速修复功能的FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)射频建造强力网路，避免杂讯的干扰。

现今，蓝芽SIG(Special Interest Group)公司独自拥有蓝芽科技的所有权与相关智慧财产权，欲使用蓝芽科技者必须事先免费申请许可，才能够顺利应用。这个使用许可是为了保障蓝芽科技与其周边射频系统而设的专利。蓝芽所掀起的热潮，可从其SIG会员厂商规模近2,200家且横跨资、通讯等产业窥知一二。

根据去年11月的Cahners Instat报导指出，2002与2003可望成为蓝芽之年；2001年晶片组交货量不但符合预期，还几乎是无线区域网路WLAN的两倍。依照估计(注一)，今后五年蓝芽的年复合成长率将应在25%左右，2005年产量可达七亿组。下一个带动市场的因素将是配合行动电话的PC与PDA。蓝芽将提供短距离连线，连接各种周边与通讯装置，如手机、PDA、笔记型电脑。

技术架构与功能

电机电子工程师协会（IEEE）的WPAN或802.15规格认定蓝芽为短距离特定网路标准，该认知有助于蓝芽的推广。

特定网路 - Piconet与Scatternet

Piconet(图一)为可连接达8个装置的特定网路(1主7从)。一旦相容装置进入有效距离，该网路就会立刻形成，也就是不需要集线器或存取点。 Scatternet(图二)即为两个或更多个Piconet产生重叠的情形。

Piconet可以是点对点或单点对多点，不需要基地台。主点(master)可连接7个同时动作的装置，或达255个等待但可马上动作的装置。装置采对称式，也就是装置可担任主点或从点(slave)；因此一个Piconet中的主点可以是另一个Piconet的从点。透过重叠Piconet，可将装置数增加到127个。

《图一　Piconet架构图》

蓝芽软硬体解决方案

软体部分

蓝芽解决方案包括硬体部分(实体层)与软体。软体部分可分为通讯协定堆叠(图三)与应用软体(通常是较低层的软体，例如人机介面(MMI)，而非使用者应用)。较低层部分也可能包括传输驱动软体，不过严格来说，它们不应该属于该堆叠。

蓝芽科技的运用方式极多，蓝芽通讯协定堆叠与软体技术不易切入，为了让使用者能更方便地使用产品，设计人员要花大量的心力。由于互通性(interoperability)非常重要，蓝芽的目标是与多种现存标准(例如OBEX)相容，否则堆叠就会大不相同。

目前熟谙蓝芽的设计公司，主要提供的服务皆在于处理软体，例如堆叠改写、延伸、甚至人机介面等，并且密切配合客户公司的研发工程师，确保紧密整合与符合客户的要求。也可以改写软体以适合不同的作业系统与微处理器。

硬体部份

硬体基本上包括无线电(射频部分)与基频，包含各种支援组件，例如晶体与天线等。基频事实上是通讯协定堆叠的一部份，目前交货的蓝芽包括1或2个晶片组。基于成本与大小的考量，业界正朝单晶片组的方向发展；双晶片组可能性能较佳，但要视建构而定。为了降低成本与减少尺寸，将支援晶片与蓝芽晶片做更进一步整合是目前的趋势。

通常该设计使用两个电源等级：Class 2 (+4dBm)提供距离可达10公尺的连线，应用在手持式装置上以节约电源；Class 1 (+20dBm)可达100公尺(输出功率限制为100mW)，用在电源外接装置上，例如Access Points。

目前许多客户都用模组建构蓝芽。虽然此举能提供经过测试的蓝芽硬体「组件」，仍需要额外的基板空间(输入输出、印刷电路板区与保留区)以及成本(模组板等)。将蓝芽与主机板整合可降低成本，因为只要一次组装，客户也可享有更佳的经济规模。

《图二　Scatternet架构图》

软体/通讯协定堆叠

通讯协定堆叠的建构方式有二：一是传统方法(Hosted)，一是内嵌式设计；分述如下：

传统方法

堆叠以HCI介面划分。低层基频部分采硬体建构(基频IC或蓝芽晶片组的一部份，也被称为「host控制器」)。上半部则以软体在host上建构，因此被称为「hosted」，范例如Newlogic的Boost(图四)。 「通讯协定堆叠」经常指的是上层堆叠。 (注二)

HCI介面使用标准指令集(可来自不同供应商)。晶片厂商可使用HCI延伸(HCI+)建构额外功能，但不见得要用堆叠建构这些功能，用途多为测试等特殊功能。

标准HCI介面意味着开发人员可使用不同厂商提供的上层与下层堆叠(IC)。优点在于可轻易更新修改/延伸所在的上层堆叠。基频部分很少需要修改，​​因此采用韧体设计(视硬体建构而定，采用快闪记忆体的基频设计可当场更新)。

《图三 Newlogic BOOST》

内嵌式设计

内嵌式解决方案将整个通讯协定堆叠内嵌在韧体中，虽然这种建构方式可保存HCI介面(认证用介面，含部分上层堆叠内容)，但最适合重视空间与功率的小型装置；缺点在于需要快闪记忆体更新堆叠修改或延展，大小也受快闪记忆体容量的限制。下层堆叠也可采用Newlogic等公司提供的程式库，目前仅少数公司提供堆叠晶片。

通讯协定堆叠市场可大概划分为Windows PC、内嵌式装置(如手持式装置，WinCE除外)与其他作业系统，如Linux与MacOS，各有不同需求。内嵌式装置强调的是程式码小、效率高、整合容易，而桌上型堆叠要求的是功能。到目前为止，Microsoft Windows环境需要其他厂商提供的堆叠，而Microsoft在2002年底宣布CE.NET、PocketPC 2002与Windows XP支援蓝芽，将有助于软体开发业者。内嵌式应用通常需要订制与延伸通讯协定堆叠，主要工作如下。

改写

改写指的是「翻译」针对特定为处理器/作业系统撰写的程式码，使后者符合其他处理器/作业系统的需要。当堆叠与人机介面系针对一种平台撰写，但需要转换到新平台时就需​​要改写，例如需升级至新机型，但保持原有功能，这需要对两种平台都有相当了解。

Profile

蓝芽一如其他消费性科技，必须注重弹性与使用便利性。后者是设计人员的责任，他们必须预期并定义各种使用情形。因此蓝芽似乎很复杂，建构也不容易。事实上并非如此。看起来复杂的是规格，因为规格完整才能符合各方面使用的需要。这些规格的形式是蓝芽规格与Profiles。

蓝芽的 “Profile”指的是通讯协定堆叠与应用的规格，以符合特定使用状况的需要。这些Profile确保互通性，即装置可协同执行的应用系统，符合使用者的需要。

一种产品不需建构所有的Profile，应视使用需求而定。可能有其他相关因素，例如耳机需要耳机Profile(后者需要Serial Port Profile (SPP)、Service Discovery Application Profile (SDAP)与Generic Access Profile (GAP))，PDA可能需要档案传输、拨号网路、同步化等，而这需仰赖SPP、SDAP与GAP等Profile。

早期的Profile为手机、PDA与PC间的基本连线功能。较新的Profile则对应更消费导向的应用系统，如音讯串流。这些当然有助于带动后续应用系统，如蓝芽耳机。

认证测试

凡经过蓝芽检定的产品即可确保规格的一致性与互通性，但产品皆必须经过蓝芽标准的审核与测试之后，才能在产品上标明蓝芽的商标；而蓝芽产品需符合无线电、通讯协定与Profile要求。

由于一种产品不见得需要进行全部测试，无线电测试确保装置能互相配合与无线电链路性能；通讯协定测试确保装置能彼此沟通；Profile测试则确保装置能协同执行应用系统，并符合使用者需求。一般核准程序如下：

• (1)收集证据，准备必要文件；





• (2)管理单位测试；





• (3)缴交文件与付费；





• (4)取得认证。

在蓝芽很普遍的国家，从申请专利到核准通常需6-8周。视销售国法规而定，像GigaWaveTech CF卡，属于事先核准的OEM产品，不需这么久。蓝芽无线电测试需经相关单位核定类型，也是在各国销售蓝芽装置的法律基本要求。在无线电测试方面，测试案例参考ETS与FCC法规(欧洲与美国市场)。这些是各国测试的基础，许多国家也接受测试结果。