いまさら聞けないBluetoothとその認証プロセス：技術＆認証プロセス解説（1/3 ページ）
マウスやスマホ、ハンズフリーセットなどで身近な「Bluetooth」のことをどれだけ知っているだろうか。技術の基礎とBluetooth製品を世に出すために必要な認証プロセスについて解説する。
Bluetoothの仕様
「Bluetooth」という商標名の短距離無線接続技術は1998年4月に発表され、翌1999年7月に仕様が一般公開された（*1）。その後仕様が更新され、2010年6月にはこれまでのBluetooth（以下、BR/EDR Bluetoothと記す）に加えて、少量のデータで済む用途に向けた低消費電力モード（以下、BLE Bluetoothと記す）が「v4.0」として追加制定された（*2）。その後も機能追加が続けられ仕様はv4.1、v4.2と更新され、現在に至っている。
*1 Bluetooth SIG： Bluetooth Specification v1.0b, [1999,7]
*2 Bluetooth SIG： Bluetooth Specification v4.0, [2010,6]
「BR/EDR Bluetooth」と「BLE Bluetooth」の主要緒元を表1に示す。BR/EDR BluetoothとBLE Bluetooth はどちらも2.4GHz帯（2.400MHz帯）で稼働し、この帯域は産業科学医療用周波数帯（ISM band: Industrial, Scientific and Medical band）として電子レンジや医療用機器、工業用機器といった機器へ国際的に割り当てられている。また、この周波数帯を利用する主な無線局・特定無線設備は、Bluetoothの他、小電力データ通信システム、無線LAN、移動体識別システム、アマチュア無線である。
表を見ても分かるように、BR/EDR BluetoothとBLE Bluetoothはチャンネル割り当てと変調方式が異なるため、直接はデータ通信ができない。v4.0あるいはそれ以降のBluetooth機器であっても、BR/EDR Bluetoothモード間でのデータ通信とBLE Bluetooth間でのデータ通信で使われるのだ。ただし、スマートフォンに代表される、両モードをサポートする「デキュアルモード機器」を介して、間接的にBR/EDR Bluetooth機器とBLE Bluetooth機器とのデータ交換を行うことは可能である。
■表1 Bluetooth（BR/EDR BluetoothおよびBLE Bluetooth）の主要緒元
| 項目 | BR/EDR Bluetooth主要緒元 | BLE Bluetooth主要緒元 |
|---|---|---|
| 使用周波数 | 2.402MHz〜2.480MHz（1MHz間隔、79チャンネル） | 2.402MHz〜2.480MHz（2MHz間隔40チャンネル） |
| 変調方式 | 周波数ホッピングスペクトラム拡散（GFSK / DQPSK / 8PSK） | GFSK |
| 伝送速度 | 1Mbps, 2Mbps, 3Mbps | 1Mbps |
| 空中線電力 | Class 1: 100mW（Max）、Class 2: 4mW〜0.25mW、Class 3: 1mW（Max） | 10mW（Max） |
| 固体識別符号長 | 48ビット（MACアドレスを使用） | 同左 |
BR/EDR Bluetoothの無線部は2.402GHzから2.480GHzまで、1MHzステップの79チャンネルを用いるFH（Frequency Hopping: 周波数ホッピング）型のSS（Spectrum Spread:スペクトラム拡散）方式が採用されている。そしてGFSK、DQPSK、8PSKと3種類の一次変調モードによって伝送速度は1Mbps（最大実効速度：約0.7Mbps）、2Mbps（同：約1.4Mbps）, 3Mbps（同：約2.1Mbps）を実現している。
一方、BLE Bluetoothの無線部は2.402GHzから2.480GHzまで、2MHzステップの40チャンネルを切り替え、単一搬送波でデータ通信する方式を採用している。変調方式はGFSKで伝送速度は1Mbps（最大実効速度：約270Kbps）である。このように、BR/EDR BluetoothとBLE Bluetoothではチャンネル割り当てと変調の方式が違うため、直接データ通信ができないのだ。
以下の図1では、GPSKによるBR/EDR Bluetoothの単一チャンネルおよびBLE Bluetoothの出力のスペクトルアナライザー波形を、図2ではBR/EDR Bluetooth のホッピングした帯域全体のスペクトルアナライザー波形を示す。
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