2019年蓝牙设备出货量已达到 45 亿台。2016年推出的蓝牙 5.0 直接推动了TWS 耳机的诞生，目前已经成为非常火爆的消费电子产品。

蓝牙是一种能够将不同设备近距离无线连接在一起的短距离无线通讯技术。相对于这项先进的技术，这个名字似乎并没有那么强的科技感，甚至有点不太专业：蓝牙既不是蓝色的，也没有牙齿。

图 1这是蓝牙吗？

比较有意思的是"蓝牙(Bluetooth)"这个奇怪的名字来源于丹麦维京人时期国王Harald Gormsson 的绰号"Blantand"，英译“Bluetooth”即“蓝牙”。

蓝牙王的传说

蓝牙王的绰号是怎么被用到这项无线通讯技术上的？这还要从他的生平说起。

蓝牙王是丹麦维京人时期国王(958-986年在位)，传说他的门牙坏死并变成蓝黑色，因此得到"蓝牙王"的绰号，另一说，Harald由于非常爱吃蓝莓，把牙齿染成蓝黑色了。更加靠谱的说法可能是，由于常年在英格兰等地沿海打劫，他被英格兰人称为“蓝色/黑色领主”(bluethane,dark thane)，后来就演化成了蓝牙“Bluetooth”.[1] (当时英格兰是维京人抢劫的主要对象之一)

无论如何，蓝牙王已经成为欧美历史作家笔下比较重要的一个形象，尤其是在北欧可谓是家喻户晓。

图 2网上流传的维京人形象

维京人之前以打渔为生，由于生存环境恶劣，经常与风浪作斗争，他们个个身强体壮，能够在极端恶劣的环境下从事活动。

随着生产力的提高，维京人的航海技术得到了迅猛的发展，他们打造的长船韧性佳、吃水浅、速度快，能够畅通无阻的穿梭于欧陆海岸线，甚至可以抵达北美洲等较远的地方。[2]

图 3大名鼎鼎的维京长船

有强大航海技术的支撑，维京人开始从事疯狂的海盗事业。他们信仰古北欧战争之神奥丁，认为战死沙场可以升天面见奥丁，居住于奥丁的居所“瓦尔大厅”，因此作战时非常勇猛、个个都是不怕死的种，沿海四处征战，所到之处，烧杀抢掠，普通的士兵根本不是他们的对手。再加上维京人的长船吃水浅，启动快，航行速度是陆地军队的三倍以上，往往是军队赶到时，他们早已无踪无影。英格兰、法兰西、西班牙等都是他们长期骚扰对象，留下了一段段恐怖的海盗传说。

然而这个时期的维京人还都各自为战，尚未形成强大的统一体。

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Harald 继位后，开始着手维京人内部的统一事业，他生性强势，口齿伶俐，极善交际，通过极强的武力和卓越的外交手腕将维京人联结起来。

在统治期间，蓝牙王联合了丹麦的外围部落，一方面捍卫自己的人民免受外敌入侵，监督了旨在加强国家防御能力的大型建筑项目的完成；另一方面，蓝牙王带领丹麦维京人开始对外扩张，将石勒苏益格和日德兰半岛周围岛屿纳入版图，逐渐形成了比较统一的王国。公元961 年，他在挪威内乱之际，领兵入侵，迫使挪威臣服，形成了挪威-丹麦联合，奠定了未来近千年的丹麦、挪威联合基础。

蓝牙王建立的王朝统治着一个日益庞大的王国，这个王国在顶峰时期甚至疆域包括不列颠诸岛的大部分地区和瑞典的部分地区。

晚年时期的蓝牙王看到德国日益强大的德国对丹麦构成了巨大的威胁，为了避免来自于基督教国家的威胁和侵略，蓝牙王选择皈依基督教，将王国变成一个基督教国家。此举为维京人基督化做了铺垫，极大的改变了维京人彪悍的性格，千百年后北欧成为公民平均素质比较高的区域。

图 4蓝牙王正在接受洗礼

在今天的耶林(蓝牙王时期的丹麦都城)有一大一小两块石碑，被看做是丹麦王国的诞生证明。小的石碑是蓝牙王的父亲高姆老国王为其妻子所立，上面刻有“丹麦”这个名字，被认为是丹麦本地首次出现“丹麦”这个国名，因此被认为是“丹麦”诞生的标志。

图 5耶林石上的古北欧文

大的耶林石是蓝牙王为其父母所立的墓碑，正面用古北欧文刻下了自己的功绩：

“哈拉尔国王下令为纪念父亲高姆和母亲翠拉而立此碑。哈拉尔征服了整个丹麦和挪威，并使丹麦人成为基督教徒。“

图 6耶林石上“蓝牙王”的基督化形象

背面是一幅哈拉尔接受基督洗礼的图片，是有记载的较早期的维京人基督化形象。

维京人及蓝牙王的传奇被写成历史故事在欧洲传播。而真正使蓝牙王闻名全球的是 Intel工程师 JimKardach.[3]

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蓝牙技术及其名字的诞生

20 世纪 80至 90 年代，正值通讯技术爆发的时代，当时多家科技巨头都在研究一种能够将不同设备无线连接在一起的短距离无线通讯技术。

Ericsson Mobile 在1989 年启动了 short-link项目，最初的目标是开发一种将耳机和手机无线连接的技术。该项目由 NilsRydbeck 领导，他们完成了几项核心专利和最早的消费级无线耳机[4]。

图 7 20世纪70年代的无线耳机除了笨拙之外，也只能接受特定信号

事实上，早在 20世纪60-70年代，市场上已经出现了一些无线耳机，但那时的无线耳机只能接受专门的无线信号，并且体积比较大，更像是两个放在耳朵上的收音机。

后来该项目被进一步演化成 MC-Link(Multi Communicators-Link)，致力于创建一个完整的短距离电子设备通讯规范，由 Sven Mattisson 和 Jaap Haartsen 负责技术推进。

1994 年，JaapHaartsen 完成了该项技术最核心的基带部分， SvenMattissson 则完成了无线射频部分，加上链接管理（LMP)，这3部分构成了该项技术的核心协议层。这就是最早期的蓝牙技术，只是这个时候还不叫蓝牙。

图 8 JaapHaartsen 与 Sven Mattsisson

随后，Nokia 推出了Low Power RF 项目，Intel启动了 Bussiness-RF致力于将笔记本电脑和手机无线连接。[5]

然而要想推广该项技术，显然一个单一的无线通讯标准比 3个甚至多个竞争性的零碎标准要方便的多，因此大家开始讨论如何在行业内实现单一无线标准，以防止该领域技术的碎片化。1996 年12 月，Ericsson，Nokia，Intel，Toshiba 和 IBM决定成立一个特定兴趣小组(SpecialInterestGroup)来统一和维护该项无线通讯技术标准，以便使其能够成为未来的无线通信标准。

经过讨论，Intel 负责半导体芯片和传输软件的开发，爱立信负责无线射频和移动电话软件的开发，IBM和东芝负责笔记本电脑接口规格的开发。

当然，要统一标准，首先就要有一个统一的名字，否则 Ericsson说 MC-Link, Intel 称Biz-RF, Nokia 又谈Low Power RF，必然会给大家造成困惑。

在统一名称这件事儿，大家久久不能达成协议，为此而争论不休。

作为一个野史爱好者， IntelBiz-RF 的主要负责人 Jim 提议在没有想出更好的名字之前，将丹麦维京国王Harald Gormsson 的绰号“Bluetooth”作为临时的名字供内部交流使用。

Jim 则是通过Sven Mattisson 推荐的一本关于维京人的历史小说LongShip 了解到古代北欧人的生活，以及当时的丹麦国王蓝牙王。

图 9 Jim Kardach 和 Sven Mattisson

为了说服大家，他给出了一个很有想象力的理由[6]：

“蓝牙王以联合斯堪的纳维亚半岛而闻名，正如我们打算通过短距离无线连接将个人电脑和蜂窝产业联合起来一样。”

Jim 后来还绘制了一张幽默的幻灯片，在幻灯片中，耶林石上的蓝牙王左手拿着一个笔记本电脑，右手拿着一个手机，幻灯片配文：

蓝牙是谁？

Harald Blantan "蓝牙" 二世

丹麦国王(940-981)

丹麦国王 Gorm 和 ThyraDanebod (英格兰国王 Ethelred 之女)之子

下图是树立在他的都城耶林的两颗北欧古字石碑之一

石头的正面描绘着 Harald 的骑士精神

Harald 统治者丹麦和挪威

Harald认为移动 PC 和移动电话应该无线通信

图 10早期关于蓝牙王介绍的PPT

这个奇怪的名字并不被大家接受，但又没有更合适的称呼，因此大家同意将它作为临时名字在 SIG内部使用。

在2月份，形成SIG 的合同已经敲定，但大家仍然没有就名称达成一致；因此，在合同中插入了代号“Bluetooth”，形成了BluetoothSIG。但营销小组还在就真名进行辩论。

SIG 合同的签署使技术工作组能够开始制定规范。然而在5月份需要召开发布会，而这需要有一个正式的名称方便宣传。于是大家决定在董事会会议前一个月集中精力商定最终的名称，以便可以开始印刷宣传文件。

爱立信提出了一个特别逗逼的名字：flirt(调情),slogan 是“联系而不接触”，幸亏这个名字没有被征用，否则，今天我要是告诉媳妇儿“我想去买一个调情耳机”，我想一定会被打断腿的。

诺基亚提议“Conductor”(乐队指挥),而 IBM 提名的PAN (personal area network) 和Intel 的 RadioWire相对而言最受欢迎。

SIG 的各家公司都希望能够使用自己所起的名字，因此大家商议通过投票来做出决定。最终，PAN以 4：1的压倒性优势击败 RadioWire 成为这项技术的最佳候选名称。

然而当准备注册商标时，大家发现在谷歌检索 PAN会产生上万条搜索，商标无法通过。

WireRadio 也面临同样的问题，于是乎最佳的选择只能是“蓝牙”了。

当时在谷歌检索蓝牙并没有太多信息，并且也没有被注册商标，同时合同马上就要签署了，因此“蓝牙”戏剧性地成了最终的选择。

在发布会上，SIG 展示了一块小石头，上面刻着蓝牙王基督徒形象，他一手拿着笔记本，一手拿着手机。

图 11 刻在石头上的蓝牙王新形象

工作人员向大家解释了蓝牙名字的由来，发布会非常成功，这个名字极其受媒体欢迎，没多久就成为了短距离无线通讯的代名词。

蓝牙的 logo 来自于Harald Blantand 这个绰号的古北欧文首字母ᚼ和ᛒ的合体，也寓意着这项技术将笔记本和手机连接在一起。

图 12蓝牙王与蓝牙logo

SIG 也成了Bluetooth Special Interest Group,中译名正义技术联盟 蓝牙技术联盟。

图 13蓝牙技术联盟20周年合影

蓝牙技术联盟最初只有英特尔、爱立信、诺基亚、东芝和 IBM等 5 个成员，1998年微软、摩托罗拉和3Com相继加入，经过20 多年的发展，如今已经拥有36000 个遍布全球各地的成员，而这个数字每年仍在不断增长。

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蓝牙技术联盟的主要工作是：统一规格标准、品牌推广和资格认证。

规格标准:通过促进成员公司的协作，不断扩展蓝牙技术的功能，从而建立全球通用及新的蓝牙标准。

品牌推广:通过提升市场对蓝牙技术的认知度、理解度和使用度，推动蓝牙品牌的成长。

资格认证:通过世界一流的认证产品计划（该计划包括为成员提供蓝牙技术的采用和商标许可协议），提升蓝牙设备间的互通性

蓝牙技术在蓝牙技术联盟的领导下由最初只能以 721kbit/s的速度点对点的传输音频发展到现在，可以实现多点对多点高速传输各种数据的 Mesh网络，在全球范围掀起了一股“蓝牙”浪潮[7]，蓝牙设备的快速扩张使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景，成为了物联网的底层技术，并促进了当今最火爆的消费电子产品TWS 耳机的诞生。

据统计，2019年蓝牙设备出货量已经达到 42亿台，其中蓝牙音频及娱乐设备达13.5亿台。[8] 蓝牙音频会在未来的消费电子、智能家居、智慧城市中发挥不可替代的功能。

Jim 因为蓝牙的名字起名而名声大噪，成为了蓝牙技术联盟董事会主席，多次接受访谈[3，4，5]。Jim本人在低功耗方面有着比较多的贡献，在笔记本电脑上有多项发明专利。

蓝牙王因蓝牙技术而闻名全球，他的绰号被世界各地的蓝牙设备使用者谈起，这恐怕是古今中外所有君王中，绰号知名度最高的了。

Jaap 因设计蓝牙技术的最核心功能基带部分而成为蓝牙技术的第一发明人，并获得欧洲专利局颁发的“欧洲发明家”奖，被欧洲专利局称为“蓝牙之父”，[9][10] 又在 2015年入选美国国家发明家名人堂。[11]

Jaap 最亲密的技术搭档Sven Mattisson 则因为发明了蓝牙的CMOS 无线技术而成为蓝牙技术的联合发明人，被称为 “CMOS之父”。

第一款蓝牙耳机

2000 年，世界上第一款消费级蓝牙设备诞生，是爱立信推出的T36 手机配套的无线耳机，该产品在COMDEX展中获得了最佳技术表现奖。

图 14第一款消费蓝牙设备

还请了《古墓丽影》女主角安吉丽娜·朱莉安拍摄广告。

图 15《古墓丽影》女主为第一款蓝牙耳机拍摄的广告

IBM 于2001年推出的 ThinkPadA30 是第一台拥有蓝牙系统的笔记本电脑。

蓝牙技术简介及其特点

蓝牙支持点对点以及点对多点的无线通信，能够将各种设备连接形成一个微微网(Pico-net)，多个微微网还能够进一步互联，形成分布式网络，实现更加快捷的通信。

蓝牙技术由蓝牙模块、中间协议层和应用层三大部分构成。[12]

图 16蓝牙结构框架示意图[12]

蓝牙模块主要由集成蓝牙功能的芯片和基本电路构成，包含基带、无线射频和链路管理等部分，是蓝牙技术的核心。这一部分的基础工作事实上就是爱立信在1994年由Jaap和 Sven 所主导完成的。

图 17蓝牙模块

基带

基带主要完成蓝牙数据和跳频的传输。蓝牙发送数据时，基带对来自应用层的数据进行信道编码，向下发给射频进行发送；接收数据时，将解调恢复空中数据并上传给基带，基带进行信道编码传送给上层。

无线射频

蓝牙技术所使用的无线电频率为 2.45GHz，国际上将 2.4 GHz 频段范围规定为工业、科研和医疗设备(ISM)所使用。

图 18ISM 频带中各项技术所使用的带宽. [7]

这个频段具有非常多的无线设备，比如车库门遥控、微波炉、蓝牙耳机等，蓝牙的发射功率非常低，传输距离较近，具有良好的抗干扰能力。

蓝牙技术支持一对多和多对多的连接，那么当多个设备接入同一台设备时，如何避免他们之间的相互干扰？

与 WiFi、ZigBee等短距离无线通讯技术一样，蓝牙技术也采用了“扩频跳频”通讯技术来降低干扰。而说到跳频通讯技术，就不得不提一下"跳频技术"发明人之一，世界上第一个全裸出镜的好莱坞艳星海蒂·拉玛Hedy Lamarr.

图 19 Hedy Lamarr

Hedy 出生于奥地利的一个犹太人家庭，并成为了一名演员。他的第一任丈夫是奥地利的一名军火商，当时正值二战，Hedy 经常听到她丈夫谈起德国正在发展潜艇通讯技术，并学到了很多通讯相关的知识。

图 20钢琴按键与调频图示

她在弹钢琴的时候想到用钢琴的不同键所发出的不同频率来对信号加密的方法，如果不知道这个序列，即便是接受到了这个信号也无法破解。而如果发射方和接收方都知道这个频率变化的序列，那么就能够实现保密通讯。

图 21做实验中的Hedy

Hedy 和他的邻居，钢琴家George Antheil，一起合作将她的想法实现，并像专利局提交专利。在这项技术中，载波的频率是快速跳变的，发射方和接收方需要提前约定一个序列以确保信息能够解读信息，但截获信息者因为不知道序列而无法破解内容。这项技术也为CDMA 技术提供了灵感。

图 22专利手稿

Hedy 也因为这项技术为被称为“CDMA”之母，于1997年被美国电子前沿基金会授予“电子国境基金-先锋奖”，在2014 年与 GeorgeAntheil 一起被选入美国国家发明家名人堂(此时两位都已去世)。

图 23 Hedy Lamarr 和 George Antheil 入选美国国家发明家名人堂

蓝牙采用了跳频技术来避免不同设备之间的相互干扰，每台设备都将使用指定范围的 79个单独且随机选择的频率(伪随机)，不同调频序列代表不同的信道。

图 24调频频谱示意图[12]

蓝牙调频频率为每秒钟变化 1600次，每 625 (1s/1600)称为一个时隙，通过这种方式，在某个特定频率上产生的任何可能干扰持续的时间不到1 秒，将其他设备干扰的风险降至最低。

图 25调频时隙示意图[12]

链路管理

链路管理主要负责完成设备的功率管理、链路质量管理、链路控制管理、数据分组管理、链路安全管理。

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蓝牙技术的主要特点[13]

全球范围实用

蓝牙技术采用全球通用的 ISM频带，大多数国家的 ISM 频段范围相同，因此无论在哪里都可以接入设备。

可以同时传输语音和数据

蓝牙定义了两种链路类型：异步无连接链路和面向同步连接链路。前者主要用于传输数据，支持点对多连接；后者主要用来传输语音，支持对称、电路交换和点对点连接。

可以建立临时对等连接当蓝牙设备相互连接时，分为主设备和从设备，主设备发起请求，从设备响应连接。多个设备可以组成一个微微网，此时只能有一个主设备。但该网中的从设备可以同时参与另一个微微网，成为其中的主设备或者从设备，如此多个微微网相互交叠，形成复杂的网络拓扑结构，成为散射网络。

抗干扰能力强

蓝牙技术采用了跳频方式来扩频，每台设备使用指定范围的 79个单独且随机选择的频率， 不同调频序列代表不同的信道，每秒钟变化1600次，极大的将其他设备干扰的风险降低至最低。

体积小

蓝牙模块体积非常小，能够非常方便的嵌入到移动终端中。

功耗小

蓝牙设备在通信连接的状态下可以有激活(Active)、呼吸(Sniff)、保持(Hold)和休眠(Park)四种模式。激活模式是正常工作的模式，而其他三种模式则是为了节能而规定的低功耗模式。

成本低

低成本一直是蓝牙技术联盟追求的目标之一。蓝牙技术联盟成立之初，当时的 CTO,Andy Glass, 将蓝牙芯片的目标成本定在 5美元，然而这在当初被其他开创者认为是不可能的，并遭到了嘲讽。[14] 而目前蓝牙芯片的价格已经低于1美元，因此电子产品只需要很低的成本就可以集成蓝牙技术了，但却能够极大的提升性能。

技术标准公开

蓝牙技术联盟的宗旨是推广蓝牙技术，取代电子设备的有线连接，因此蓝牙规范在制定之初就将公开全部技术标准，全球任何公司或个人都可以对蓝牙产品进行开发，只要通过蓝牙技术联盟的资格认证就可以使用。

结语

一千年前的蓝牙王因统一丹麦，联合丹麦和挪威而为丹麦王国奠定了千年基业，造福其后人；一千年后蓝牙技术联盟因发明蓝牙技术，维护统一、公开的蓝牙技术标准而造福全人类。

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参考文献

1. Scocozza, Benito (1997), Politikensbog om danske monarker, København: Politikens Forlag, ISBN 87-567-5772-7

2. 《超图解极简欧洲史》王宇琨、董志道编著,天津人民出版社，2019-07

3.https://www.idgconnect.com/idgconnect/interviews/1014164/meet-named-helped-bluetooth

4.https://zhuanlan.zhihu.com/p/63093477?utm_source=wechatMessage_ar

ticle_bottom

5.http://blog.snapeda.com/2019/10/07/how-bluetooth-got-its-name-an-interview-with-jim-kardach/

6. https://www.bluetooth.com/about-us/bluetooth-origin/

7. 秦志光主编，《智慧城市中的移动互联网技术》，人民邮电出版社，2015-02.

8. 《蓝牙市场最新资讯-2020》https://www.bluetooth.com/zh-cn/bluetooth-resources/2020-bmu/

9. http://www.telecomtiger.com/fullstory.aspx?storyid=14611

10.https://www.epo.org/learning-events/european-inventor/finalists/2012/

haartsen.html

11. https://www.invent.org/inductees/jaap-c-haartsen

12. https://blog.csdn.net/xubin341719/article/details/38303881

13. 《接入网络技术》，孙青华，人民邮电出版，2014年9月。

14. https://www.edn.com/bluetooth-and-how-it-almost-didnt-happen/

15. https://www.sohu.com/a/338065231_404276