藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)迄今已發布四代藍牙技術規範，除了各代版本間的向下相容外，多模藍牙也成為新的藍牙技術應用方式。另外，藍牙技術並與不同無線通訊技術結合，因此衍生諸多認證上的複雜問題，此時BQE即可協助業者解決藍牙認證的困擾。
在眾多的電子科技傳輸技術中，藍牙始終在一般消費者的生活中占有一席之地，因為能在不須連接外部的網路就讓兩個裝置彼此互連傳輸，具有相當的方便性與安全性。藍牙在各種行動產品像是筆記型電腦、手機等裝置中已被視為不可或缺的功能。然而，隨著藍牙版本的推陳出新(從最普遍的藍牙2.0/2.1+EDR、藍牙3.0+HS到藍牙4.0 LE)，以及多模應用的日益廣泛，都造成藍牙版本的紛雜不易識別，並進一步成為廠商尋求認證時的問題。
新版藍牙登場
目前市面上最常見的藍牙版本，仍以藍牙2.0/ 2.1+EDR為大宗，至於晚近發布的藍牙3.0+HS和4.0 LE各有何特色？以下將一一介紹。
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藍牙3.0+HS中所謂的HS指的就是High Speed，使藍牙的傳輸應用能擴展到大型檔案像是高解析圖像或是影音資料的傳輸，也因此藍牙3.0+HS又常被稱作藍牙高速技術。藍牙3.0+HS的主要更新特色包括Generic Alternate MAC/PHY Protocol(AMP)技術、支援802.11協議配接層(PAL)、單點無線資料傳輸(UCD)、增強電源控制(EPC)等。
其中，AMP技術可以說是藍牙技術的重大突破，亦即讓藍牙可使用其他的無線通訊技術應付大量資料的傳輸需求，而對802.11協議配接層的支援則是讓Generic AMP能運作於IEEE 802.11通訊協定，這兩者也就形成接下來會提到的藍牙多模應用。至於單點無線資料傳輸，指的是透過省去L2CAP的配置步驟，減少須要快速連接時和發送少量資料狀況下的反應時間與功耗，而增強電源控制則能讓裝置提升功率控制的能力並支持多種調變模式，以讓傳輸距離達到最佳化。
在藍牙3.0+HS後開始被不斷提到的多模，指的就是在保留原始藍牙連線配對方式的前提下，裝置仍可以依照不同功能與傳輸需求來運用不同的無線技術。對消費者而言，在使用上仍然維持傳統藍牙連線的認知，設定簡便而不須刻意手動切換不同的無線連線方式，因此藍牙3.0+HS能使用無線區域網路(Wi-Fi)進行連接傳輸，便是多模應用的典型。
藍牙技術聯盟在2007年的會員大會就提出一統無線通訊的概念，試圖將超級行動寬頻(UWB)、近距離無線通訊(NFC)、超低功耗(Ultra Low Power)與Wi-Fi等通訊技術納入藍牙技術架構中，因此如前所述，在接下來釋出的藍牙3.0版本規格，便加入AMP以及802.11PAL技術。現在市場上運用的802.11PAL解決方案，即是當使用上有大量傳輸需求的時候，藍牙的通訊協定層可以直接指揮Wi-Fi的媒體存取控制(MAC)/實體(PHY)，透過該無線網路頻段實現高速資料傳輸的可能。
目前藍牙3.0+HS已經開始逐漸廣泛被運用在檔案傳輸上，如FTP、OPP等傳統藍牙應用定義，傳輸速度由3Mbit/s大幅提升至54Mbit/s與108Mbit/s(透過802.11g)，而隨著現在多家晶片整合廠商逐漸實現與802.11n的技術整合，屆時藍牙3.0+HS可支援傳輸速度將可以更快。除檔案傳輸之外，由於藍牙技術聯盟在跨入視訊無線傳輸領域的野心，目前亦積極整合相關通訊協定。 |
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至於藍牙4.0 LE中的LE代表的是Low Energy，也就是低功耗。藍牙4.0的技術架構包含傳統藍牙技術，如藍牙2.1+EDR與藍牙低功耗，藍牙4.0+LE更加入藍牙3.0高速技術(圖1)。其中，低功耗技術可謂是4.0的最大特色，藍牙低功耗宣稱能大幅節省電力耗損，因此相當適合使用微型電池裝置，該技術能使藍牙裝置在閒置時休眠，僅在須要執行傳輸任務時啟動藍牙功能，因此能有效的降低功耗，延長電池續航力。
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資料來源：藍牙技術聯盟
圖1 藍牙4.0技術架構 |
藍牙4.0 LE的另一大特點則是開發出單工與雙工模式。單工模式能經由簡易的裝置搜尋、單點對多點資料傳輸設計，達到低電耗連線傳輸的目的；而雙工模式的運作架構，則是可以與不同的藍牙規格，如2.1+EDR或是3.0+HS結合，使用者可根據需求切換高速或者是低耗電的運作方式。因此廠商可更彈性地依據裝置使用目的採用合適的模式，例如單工模式應用在一些需長時間連結但毋須持續傳輸資料的裝置；雙工模式則適合需要同時與不同類型產品，如電腦或手機進行傳輸的裝置。
藍牙4.0 LE技術讓傳統藍牙與低功耗技術可以獨立存在，也可並存共用，低功耗的技術適用於醫療電子與健康管理領域，而高速技術則能讓資料傳遞更省時。再加上有別以往的點對點連接，藍牙4.0採用拓撲(Topology)架構，容許更多裝置的串連使用，更讓藍牙4.0 LE技術的應用前景可期。
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藍牙規範不斷更新
除了在出現重大的技術更新與新應用方式時，藍牙技術聯盟會發布新的規格版本外，為維繫藍牙設備間的互操作性，以及即時增加新的附加功能，藍牙技術聯盟也持續發布不同的藍牙規範(Bluetooth Profile)，讓廠商可以依照需求選擇是否導入應用。幾個常見的藍牙規範說明如下：
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先進音訊分布傳輸協定(Advance Audio Distribution Profile, A2DP)定義裝置間的立體聲音訊傳輸。 |
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基本影像傳輸協定(BIP)定義裝置間的圖像傳輸，包括圖像遠端瀏覽、進階遙控列印等。 |
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無線電話傳輸協定(Cordless Telephony Profile, CTP)定義家用話機間的通訊傳輸。 |
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手持式通訊協定(Headset Profile, HSP)定義無線耳機的通訊傳輸。 |
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免持式裝置通訊協定(Hands-Free Profile, HFP)定義免持裝置的連接傳輸。 |
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對講通訊協定(Intercom Profile, ICP)定義通訊裝置間的對講功能。 |
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區域網路接取通訊協定(LAN Access Profile, LAP)定義將藍牙裝置模擬成無線AP連網的功能。 |
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檔案傳輸通訊協定(File Transfer Profile, FTP)定義裝置間的檔案傳輸。 |
此外，還有許多如針對SIM卡存取、傳真功能、同步功能、訊息傳輸等所定義的藍牙規範。設計製作藍牙裝置的廠商可以針對自家產品的屬性選用合適的藍牙規範。在2011年6月，藍牙技術聯盟公布兩個已正式定案的最新藍牙4.0 LE通訊協定(屬於十六個基於Generic Attribute Profile基礎下的藍牙規範中)，這兩個藍牙規範分別是PXP(Proximity Profile)和FMP(Find Me Profile)。PXP是透過兩台裝置間的距離偵測，讓彼此間在距離超出一定範圍時發出提醒或自動鎖定；FMP則是讓裝置能對在射程範圍內的另一裝置進行定位。這兩個藍牙規範的釋出，對安全監控和遠端呼叫的應用有相當程度的提攜作用。
除此之外，這十六個GATT架構下的藍牙規範還包括能接收時間訊息的Time Profile、記錄血壓量測資訊的Blood Pressure Profile and Service和能發出警告訊息的Immediate Alert Service等技術規範，讓藍牙裝置未來的應用範圍能更臻廣泛。
藍牙認證基礎知識不可不知
基本上藍牙的認證測試主要可分為三個方面的測試。
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測試發射器的電性、功率、調變是否正常，相位轉換是否正確，接收器的敏感度以及抗干擾能力是否符合規範。 |
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測試協定層的處理能力，以驗證語言溝通是否正確，下指令時是否會獲得正確回應。 |
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驗證在不同用途下，應該使用的相關規範和通訊協定以及互通性是否良好。 |
上述的測試，都根據產品類別與宣告功能所對應的詳細測試項目，至於這些測試項目的執行方式，則須依照藍牙技術聯盟公布的測試案例參考列表(TCRL)進行測試，TCRL列表定義所有認證中要求的相符性測試(Conformance Test)與互操作性測試(Interoperability Test)項目，這些測試項目可分為四種類型：
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驗證在不同用途下，應該使用的相關規範和通訊協定以及互通性是否良好。 |
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必須使用協會指定的測試儀器進行測試，並遞交測試數據作為呈交證據(Evidence)。 |
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為與已通過認證產品間的測試，僅須自我宣告測試通過、不須遞交測試數據。 |
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已退役淘汰或即將新增的測試項目，不具認證效力，因此毋須執行測試。 |
由此可知藍牙認證測試在測試項目上有許多細節必須注意，再加上藍牙版本眾多、規範各有歧異，讓原來就已不甚簡單的藍牙認證流程更為複雜。
在藍牙技術聯盟制訂的藍牙認證列表(QDL)上定義Controller Subsystem、Host Subsystem、Profile Subsystem、Component及End-Product等五種不同的藍牙裝置類型，這些裝置都須根據其元件所採用的版本不同，而宣告成為不同的藍牙規格版本。但由於各種組合的可能眾多，即使有表格的幫助，仍然很可能造成識別不易的問題。
除版本識別的困難外，在實際的認證測試上也有許多限制與規定，例如若要取得藍牙3.0+HS版本的認證，則受測品必須符合下列先決條件，包括藍牙控制器必須為2.1+EDR或3.0版本、802.11b/g控制器須通過Wi-Fi認證、符合藍牙3.0 Host Stack架構、遵循802.11 PAL協議等。至於藍牙4.0 LE，則因為在實體層、通訊協定層及應用定義層均有別於傳統的藍牙傳輸架構，加上又分成單工與多工兩種模式，在認證測試上的差異又更甚以往。
BQE為申請藍牙認證有力助手
藍牙種種的規定與持續的技術更新，都成為廠商在尋求藍牙認證測試時的困擾，而這也突顯BQE(Bluetooth Qualification Expert)存在的價值。BQE是由藍牙技術聯盟所認可的專業人士，主要任務在提供藍牙技術的認證諮詢服務，藍牙裝置製造商在進行裝置認證測試時，可以指定要透過BQE進行認證列表的登錄，由BQE完成認證列表登錄的藍牙裝置在3年內不會受到稽核，這也相當程度代表藍牙技術聯盟官方對BQE專業能力的信賴。
以百佳泰為例，其所提供的BQE諮詢服務，主要的責任範圍包括：
藍牙裝置規格版本諮詢
如前所提，由於藍牙裝置的版本判定不易，一般廠商通常難以識別自家產品所屬的藍牙版本，或者根據聯盟提供的表格按圖索驥後仍無法確定正確歸屬，因此就需要BQE的專業協助。
評估涵蓋測項/時間/費用諮詢
藍牙認證測試內容繁複，測項會因裝置的產品類型、採用的控制器版本、導入的藍牙規範，以及當時的TCRL列表規定等而有所不同，因此在進行實際測試前先確定哪些是強制規範的測項，將能避免測項不符規定必須重測的風險。此外，BQE也能先行預估認證測試所需的時間，以及所需的測試費用，協助廠商預先掌握測試時程及預算控制。
藍牙製造廠商支援文件諮詢審查
申請藍牙認證測試的流程中，有許多申請文件與表格必須填寫，舉例來說，廠商必須正確填寫受測藍牙裝置的所有適用功能於PICS(Protocol/Profile Implementation Conformance Statement)文件中，而在這分文件中所宣告的所有特性，都必須依藍牙技術聯盟的規定進行測試。而BQE的角色具備對藍牙認證規範的熟悉與測試項目的了解，能協助審查相關文件的填寫是否符合實際情況與測試規範。此外，BQE也能協助廠商制訂測試計畫(Test Plan)、或審查測試計畫的合宜性，避免被退回或後續稽核發現錯誤的可能。
協助找尋合適的藍牙認證測試實驗室
儘管所有BQTF都是藍牙技術聯盟所認可的認證測試實驗室，但除認證測試的執行外，各BQTF在服務範圍、儀器多寡、時程安排方式等都各有不同，因此透過對各BQTF瞭若指掌的BQE選擇最適合需求的實驗室，將是最省時省力的方式。
問題偵錯協助
除了測試前的各種諮詢服務外，BQE也能根據測試數據資料，提供問題的偵錯(Debug)與建議，由於在藍牙技術聯盟的規定下，BQE與BQTF必須隸屬於不同執行部門，且經常是不同機構單位，更能維持BQE的獨立性與可靠度。
認證測試結果審查
為確保測試的結果忠實符合測試規範，並且與PICS文件遞交的內容相符，BQE可以在測試完成後進行結果的審查，減少遞交後被藍牙技術聯盟駁回的機率。
測試結果上傳
協助將測試結果(TDU)上傳到藍牙技術聯盟等待審查，經由BQE執行上傳動作將會被特別註明，代表已先經過BQE的初步檢視。
藍牙裝置認證列表/QDID取得
延續前面敘述的服務內容，廠商的最終目的都在讓裝置通過認證測試、列於認證列表，並取得QDID(Qualified Design ID)，而這也都是BQE所能提供的諮詢範圍。
BQE在整個認證流程確實扮演重要角色，從第一步的加入聯盟會員申請帳號、到進行測試計劃遞交、執行認證測試到最後產品通過認證被列名，BQE都能提供實質的技術支援。因此，面對複雜的藍牙認證申請，多數廠商均會透過BQE尋求諮詢與疑難解答。
藍牙多元創新應用榮景可期
目前的藍牙已普遍存在於手機、筆電等行動裝置中，在個人的小檔案傳輸任務中扮演要角，包括在車載娛樂與資通訊(Infotainment & Telematics)，藍牙技術也能提供包括免持接聽、同步聯絡人、檔案分享，乃至於胎壓偵測的功能。由於藍牙3.0提供高速傳輸的可能，讓影片、音樂可以快速傳遞，因此能有效提升藍牙應用的商業價值，例如在影城或百貨公司等地提供電影預告片的藍牙發送點，加上原本業者就會透過藍牙傳遞的折價券、促銷訊息等，都讓藍牙的商業應用更加多元化。
在未來的終端運用上，藍牙高速技術更有可能不限於行動裝置間的小檔案傳輸，甚至可進行家電裝置間的影音資訊傳遞，讓家庭娛樂的使用更加便利。
至於藍牙4.0，由於低功耗技術的推波助瀾，使藍牙技術進軍醫療電子勢不可當，包括個人運動記錄、健康狀態監測、家庭照護，以及醫療體系內病患資訊傳遞等領域，都開始出現藍牙4.0技術的蹤跡，以推廣遠距照護為宗旨的Continua健康聯盟(Continua Health Alliance)，便採用藍牙技術為讓裝置間互通有無的主要應用標準，這也帶動廠商紛紛推出採用藍牙4.0規格的醫療照護裝置(圖2)。
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資料來源：Continua健康聯盟
圖2 Continua健康聯盟技術推廣架構 |
藍牙的多元發展對廠商而言，確保產品符合藍牙技術規範、維持高度互操作性，將是讓產品能在市場上被普及的先決條件，而這一切都有賴藍牙認證測試的背書，以及更進一步的藍牙裝置互通性測試。
(本文作者任職於百佳泰)