現今市場上已存在將近幾十億台內建Wi-Fi或是藍牙的裝置，而且這個數字每天都在增加。伴隨著手機及筆記型電腦多媒體功能的日益強化，使用者在手機及筆記型電腦中儲存大量影音檔案做同步與交換已非常普遍，只是透過有線的方式並不是十分方便，所以Wi-Fi及藍牙就成了最佳的替代方案。但如何能讓兩台裝置間利用這兩項無線技術，迅速的建立起高速、可信賴及更省電的點對點(P2P)連線，一直是各方關注的焦點。
藍牙高速支援交替射頻技術
在藍牙3.0高速(HS)的標準公布後，這一切似乎有了更明確的答案。該規格的軟體核心支援交替射頻(Alternate MAC/PHY, AMP)功能，可使行動上網裝置依需求交替使用藍牙及Wi-Fi做連線及檔案傳輸(圖1)，使資料傳輸速率提升到了54Mbit/s，並且讓個人區域網路(Personal Area Network, PAN)中每項應用的傳輸效能最佳化。而在人機介面方面，更是用戶已經非常熟悉的藍牙配對方式，只要開機找到可連線的裝置點擊連線即可，相較於傳統Wi-Fi簡易模式(Ad-Hoc Mode)點對點傳輸機制要透過設定IP才能建立連線的過程而言，方便性不言可喻。
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| 圖1 Wi-Fi+藍牙整合型解決方案系統核心架構 |
在省電性方面，除了內建的Wi-Fi省電機制外，Wi-Fi/藍牙3.0整合型解決方案還具備僅在需大量數據傳輸的情形才開啟802.11x的MAC，否則便自動關閉的特性，且由於導入了增強型功率控制(Enhanced Power Control, EPC)機制，使得空閒時期的功率消耗明顯降低，不隨傳輸速率的提升而大幅提高功耗，加上傳輸速度提升，使原來要花上好一段時間才能處理完的大資料量、高畫質(HD)視訊流等對傳輸速率要求較高的應用，能在瞬間傳送完成。
目前藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)正在著手制定新規範的低功耗版本，並以802.11n為下一個交替射頻支援的無線技術，速率將會提升至300甚至450Mbit/s。Wi-Fi/藍牙3.0整合型解決方案尚具備有單向無線傳輸資料(UCD)機制，透過省略L2CAP的配置步驟，減少須要快速連接和發送少量資料應用的反應時間，使系統保持更多的開關狀態以減少功率消耗，進一步節省反應時間與功率消耗。此外，EPC更支援多種調變模式，使傳輸距離最大化。
由於Wi-Fi與藍牙同在2.4GHz ISM頻帶上運作，所以無可避免的會產生訊號干擾，因此如何在藍牙裝置運作時，使Wi-Fi保持連線順暢(反之亦然)，即為一大難題；此外，如何使裝置間的連結不會因為傳輸結束而中斷，也不會因使用802.11x進行檔案傳輸而大量耗電，且用戶只要透過簡單的設定就能進行裝置連結，不會影響原來的上網連線，也成極大的挑戰。目前已有廠商透過天線分集(Antenna Diversity)及嚴謹Wi-Fi/藍牙共存機制設計與軟體控制等功能，來克服此問題。
隨著行動上網裝置體積的日益輕薄短小，將Wi-Fi及藍牙模組進一步整合以節省成本，並持續維持兩種無線技術彼此的高度運作效能，也是趨勢之一。這種解決方案不僅在性能表現上大幅優於傳統產品，更具有明顯的成本優勢，也由於打破了上一代藍牙2.1+增強資料速率(EDR)傳輸功能上的限制，未來藍牙技術在終端運用上，將不再局限於手持式裝置間的小檔案傳輸，未來家中多媒體系統包含筆記型電腦、高畫質電視(HDTV)、藍光(Blu-ray)DVD與印表機等，都可望成為其潛在應用範圍，預料將在市場上掀起不小的浪潮。
藍牙4.0納入低功耗技術
正當藍牙3.0高速技術規格方興未艾，並使藍牙應用邁向新紀元的同時，藍牙技術聯盟又宣 布推出名為藍牙4.0的升級版藍牙低功耗(Low Energy)無線技術。此技術可被用於僅配備鈕扣電池的無線裝置及感測器裡，使藍牙技術進入醫療保健、運動與健身及安全等應用市場。
藍牙4.0融合了三種核心技術，分別是傳統藍牙、藍牙低功耗及藍牙高速。藍牙4.0的技術重點在於低功耗技術。在4.0版的藍牙低功耗技術裡，不僅射頻架構不同，跳頻(Frequency Hopping)方式、甚至連底層架構都做了改變。傳統藍牙僅能提供點對點的服務，但新的低功耗藍牙更像是一種網狀架構，可以串連更多裝置，應用範圍更廣，也是藍牙技術聯盟在消費和娛樂甚至智慧電網領域推動藍牙應用的基礎和優勢。
藍牙4.0的功能特色包含超低峰值(Peak)、平均值與待機功耗、可用標準鈕扣電池供應使用數年之久、低成本、具備多種設備之間的相容性及通訊距離的加強等。
藍牙4.0兼具雙工/單工模式
在藍牙4.0技術規格底下，藍牙裝置可透過雙工及單工模式來運作。在雙工模式底下時，藍牙裝置可以根據不同裝置切換高速或低耗電運作方式，例如同時對應電腦或者是手機，藍牙低功耗的功能會整合至現有的傳統藍牙控制器中，共用傳統藍牙技術既有的射頻和功能，因此不會增加太多功耗和成本。單工模式則會以最低耗電模式運作，諸如應用於全球衛星定位系統(GPS)記錄器、感應元件連結等長時間運作的硬體應用上。
總之，新的低功耗藍牙晶片將是一個高度整合的裝置，具備輕量化的鏈結層(Link Layer)，能在最低的成本架構下，支援低功耗待機模式、簡易的裝置檢視、可靠的點對多點的資料傳輸及安全性加密連結等功能。使上述控制器中的鏈結層，適用於網路連接感測器，並確保能透過藍牙低功耗技術進行無線傳輸。
除此之外，製造商可利用升級版藍牙低功耗技術的軟體層，整合目前的藍牙3.0高速或藍牙2.1+EDR等傳統藍牙晶片組，增進傳統藍牙裝置的新效能。讓裝置可以透過較少的電力損耗運作，但卻同樣可透過較高的傳輸速率傳送資料內容。
以下為藍牙4.0規格的技術細節說明：
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藍牙低功耗技術支援很短的資料封包(8～27octet)，其傳送速率高達1Mbit/s。所有連接均採用先進的嗅探性次額定(Sniff-subrating)功能模式，以實現超低的負載迴圈(Duty Cycle)。 |
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藍牙低功耗技術和其他版本的藍牙技術一樣都是使用調節性跳頻，以盡量減少2.4GHz ISM波段其他技術的干擾。此技術還允許高效的多路徑優勢增加鏈路預算，從而加大通訊距離。 |
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藍牙低功耗技術設計的高智慧控制器，讓主機長時間處於休眠狀態，並只在主機須要運作時，由控制器來啟動。因主機較控制器消耗更多的能源，因此這樣的設計也節省了最多的能源。 |
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藍牙低功耗技術的連線建立僅需3毫秒(ms)即可完成，同時能以應用程式迅速啟動連結器，並以數毫秒的傳送速率完成經認可的資料傳遞後並立即關閉連結。 |
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調變指數的增大可使低功耗無線技術的通訊距離加大，使通訊距離超過100公尺。 |
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藍牙低功耗技術使用24位元的迴圈重複檢環(CRC)，能確保所有封包在受干擾時的最大穩定度。 |
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使用CCM的AES-128完全加密，為資料封包提供高度加密性及認證度。 |
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藍牙低功耗技術在每個從裝置及每個封包上，使用32位元的存取位址，讓數十億個裝置能被同時連結。此技術不但將一對一的連結優化，同時也利用星狀拓撲來完成一對多點的連結。在連線和斷線切換迅速的情況下，資料能夠在網狀拓撲之間移動，但不至於使網路架構過於複雜。 |
雙頻Wi-Fi/藍牙模式可解決射頻干擾
一般認為，在2011年，Wi-Fi/藍牙的整合型解決方案將在筆記型電腦等行動裝置中躍居主流。因為看好行動上網商機，目前已有廠商繼2.4GHz版本的1×1 802.11n Wi-Fi/藍牙3.0入門款解決方案後，推出5GHz雙頻版本的2×2 802.11n Wi-Fi/藍牙3.0/4.0進階版解決方案。該解決方案的Wi-Fi可在5GHz頻帶中運作，所以前述所謂Wi-Fi和藍牙間互相干擾的問題至此可被完全的消弭，所以倘若以5GHz的Wi-Fi來進行高畫質影音傳輸，用戶將獲得更佳的使用者經驗，並使得Wi-Fi/藍牙的整合型解決方案在行動裝置上更形普及。
除了整合了5GHz雙頻版本的2×2 802.11n Wi-Fi以進一步提升傳輸效能和速度之外，新的Wi-Fi/藍牙3.0/4.0進階版解決方案也支援最新的藍牙4.0低功耗規格。在藍牙的傳輸距離上可一舉從現在的30呎，延伸到200呎以上，使該解決方案的藍牙3.0高速部分主攻資料交換與傳輸等應用，標準藍牙則以資訊溝通、裝置連接為訴求重點。
具體的藍牙4.0應用像裝有計步器的運動鞋、內建脈搏量測的運動手環等，都可透過藍牙低功耗技術彼此連結，並將資料傳送到記錄器上，不會如標準藍牙產品待機時間過短，同時系統可搭配需求，自動挑選藍牙4.0中任一項核心技術使用，而不用讓使用者在進行裝置互聯時，還要手動選擇連接的技術，這些也都是新的Wi-Fi/藍牙3.0/4.0進階版解決方案所帶來的方便性，也讓手持行動裝置成為消費性電子產品應用的核心，使無線通訊技術更貼近你我的生活。