二十世紀七十年代末，紅外線被創新性地用來控制消費類電子產品，解決了較昂貴的超聲波遙控裝置在可靠性、遙控范圍和復雜性方面的所有問題（這也是超聲波遙控器一直努力解決的問題）。實事證明，紅外遙控技術的確是如此之好，因為三十年之后，我們仍然使用紅外線來控制銷往世界各地的大部分消費電子產品。

但是紅外遙控的耐久性也是它日漸衰落的原因。在誕生初期，紅外線被設計用來實現了一些簡單的功能，例如調節音量或者切換電視頻道等。人們從來就沒有想過用它來應付現代消費電子產品需要的多媒體、多菜單、多功能。

消費者們已經可以使用數量龐大的數字內容，包括幾十個有線電視頻道、儲存在機頂盒硬盤上的視頻節目、存放在個人電腦中的音樂和照片，或者存放在遠程服務器上的視頻電影。將來，內容將通過互聯網、局域網或者數字生活網絡聯盟（DLNA）連接來傳送，而不是通過老式廣播網絡連接。為了迅速、方便地獲得數字內容，需要使用遙控器操作的先進導航接口，例如觸摸屏、觸摸墊、運動傳感器、跟蹤球或操縱桿。

只有通過射頻鏈路實現的功能，訪問這些內容方才實際可行。現在還沒有跡象說明紅外遙控器會很快消失──對于只需要簡單地“點和點擊”操作而言，價錢便宜的紅外遙控器仍然是最好的解決辦法。但是，消費者需要先進的導航功能，因而射頻技術是天生的紅外技術接替者。

有好幾種射頻技術（現在已經上市，或者即將投入市場）在射頻市場上競爭。這些技術分為兩類，一類是專有技術，例如Nordic半導體公司的產品；另一類是標準技術，例如藍牙低功耗和RF4CE（RF4CE是在IEEE802.15.4媒體存取控制/物理（MAC/PHY）層的基礎上發展起來的）。

射頻：多媒體時代的遙控技術

就遙控而言，射頻并不是新技術。例如，在1903年，Leonardo Torres Quevedo在巴黎科學院發表了他的“Telekino”，后來在法國、西班牙、英國和美國獲得專利權。Telekino包括一個遙控機器人，它執行通過無線電傳來的命令。

但是紅外線成了控制電視機的首選（后來也逐漸成了遙控大多數其他家用電器的首選），因為它簡單、低廉而且可靠性高。但是，隨著現代消費電子產品的功能增多，紅外遙控的弊端日益突出。其中最大的一個弊端也許就是刷新率（重復一個命令所用的時間）比較慢，例如，滾動電子節目指南（EPG）上的節目名單所需的時間較長。在最好的情況下，大約是75毫秒，但在特殊的情況下，如果存在光線干擾，會延長到110毫秒或者更長。

由于刷新速度慢，所以不能將遙控滾輪、跟蹤墊或者跟蹤球集成到紅外遙控器中（這就是紅外遙控器往往有很多按鈕的原因）。這導致消費電子產品制造商在產品的用戶界面（UI）沒有太多作為，也是它們仍然只有基本的功能且對用戶不是特別友好的原因。

相比之下，現代的2.4GHz短距離無線電信號收發器的刷新率大約是幾個毫秒。無線鼠標要求刷新率為8到16毫秒，是這項技術的一個很好例子，它利用低延遲的優勢對無線指令迅速、平穩地作出反應。

事實上，更近一步的分析顯示，遙控器需要的射頻技術，射頻在2.4GHz無線鼠標器和鍵盤中已經使用了多年。為了讓遙控器能夠支持先進的導航，需要低延遲無線連接（以便迅速地對用戶的輸入作出響應）、數據完整性（先進的協議保證這點）、低功耗（這樣的遙控器可能比傳統的遙控器更積極地得到使用），這些要求與無線臺式電腦的要求是一致的。

消費電子制造商利用準確無誤的導航可以從根本上改變產品的用戶界面（UI）。蘋果公司的iPod上的滾輪是平穩進行菜單導航和控制音頻和視頻文件的一個好例子，盡管這不是管理大量內容的唯一方法。利用射頻技術，遙控器制造商同樣能夠把有數十個按鍵的遙控器，變成一個具有漂亮界面的精巧控制器。

由于峰值電流不是很大，而且99.995%的時間是處在占空比低的閑置狀態（在每天按鍵大約五十次的使用狀況下），所以紅外遙控器消耗的功率很少，一對AA電池可以用上很多個月。

現代的2.4GHz收發器——不論是使用專有技術的收發器、藍牙低功耗技術的收發器，還是符合IEEE802.15.4標準的收發器——可以很容易提供這樣的電氣性能。這些收發器只在很短時間里發送數據，然后盡快回到超低功耗的睡眠模式。傳輸時的峰值電流為幾十毫安，持續時間只有幾百微秒，大部份時間處于消耗電流僅1微安的睡眠狀態，因此遙控器的平均電流在微安范圍內。這種方法非常省電，足以保證典型的射頻遙控器的電池壽命，和它們要取而代之的紅外線遙控器一樣（或者更好）。

射頻的其他優勢不是很明顯，但隨著消費電子產品的發展，會變得更加重要。舉例來說，今天的用戶一般是坐在電視機前面，這樣當他們想掃描電子節目指南時，可確保與電視機之間的視距遙控，并要求位于短距離范圍內。不難想象，在將來，有些方面會有改變。如果要從一個房間里的“媒體中心”把節目內容送往家里的不同的房間，用戶只需要在房間角落里操作一個遙控器（它的遙控范圍為數十米）。射頻技術就能夠做到這些。

對于現代多媒體應用，雖然射頻遙控器是更好的選擇，但是什么技術是最好的選擇，并不是那么一目了然。設計人員可以選擇專有解決方案，例如經過實際證明的Nordic公司的2.4GHz收發器，或者像藍牙低功耗或者RF4CE這些能互操作的解決方案。

專有的射頻解決方案

從簡單操作的空調機的射頻遙控器，到控制多媒體消費產品的射頻遙控器，專有收發器可以為之提供可靠且可縮短開發時間的的辦法。專有收發器僅僅是與它們自己通訊，可以把它們設計成專門滿足具體終端應用的要求（而基于標準的規范則必須設計成在一個廣泛的應用范圍里具有互操作性，這不可避免地帶來的種種折衷），因此專有解決方案已經進入了射頻遙控器領域。

此外，專有解決方案的更新比標準技術頻繁，標準技術往往“凍結”幾年都不會改變，直至更新版本正式被接受才得以改變。因此，在無線鏈路的關鍵參數方面，專有技術產品超過所有的標準方案。

例如，Nordic的nRF24LE1是2.4GHz的高斯頻移鍵控（GFSK）單片收發器，它在一個4mm×4mm芯片上，集成了一個收發器內核和一個含閃存的8位混合信號微控制器，是久經考驗的專有收發器硬件，適合用于射頻遙控器。（圖1所示的射頻遙控器參考設計采用了nRF24xxx）。

圖1：采用nRF24xxx的射頻遙控器參考設計。

但是，硬件只是實際可用的射頻遙控器的一部分。另一部分是嵌入式軟件協議，它負責管理無線電如何發送和接收數據，并管理各種環境因素的干擾，例如工作在附近的其它2.4GHz設備產生的干擾。

用遙控器來進行先進導航要求延遲小（以便對用戶輸入迅速作出響應）、數據完整性（先進的協議保證了這一點）、低功耗（因為這樣的遙控器可能比傳統遙控器使用得更頻繁）。

Nordic提供現成的經過優化的射頻遙控軟件，例如該公司的Gazell射頻堆棧（用于具有跳頻能力的雙向通信鏈路）。它需要的存儲空間最少，可設置為低延時模式（即使附近可能存在其他2.4GHz干擾源的情況下，平均延遲為3.5ms，足以實現上面討論的平穩導航），或者，如果鏈接的兩端都是電池供電，超低功耗模式能夠延長鏈路兩端的電池壽命。在這種模式下，可以增加延遲來減少主機（即被控制的設備）平均消耗電流。平均延遲時間可以延長到50毫秒──仍然低于典型紅外遙控器的75ms至125ms，從而延長電池壽命。

有趣的是，這些正是多年來對無線鼠標器、鍵盤、操縱桿這些無線桌面外設的要求。現代娛樂系統提出了同樣的要求。鑒于個人電腦作為家庭娛樂中心所起的作用日益明顯，而且使用電腦外圍設備而不是傳統的遙控器來控制消費類設備，也許這不是巧合。

值得注意的是，幾種技術正在爭奪消費電子產品（CE）設備這個巨大市場的一席之地。但是，目前只有一種技術真正滲透到個人電腦無線外設市場，這就是Nordic的2.4GHz技術。

自2002年以來，Nordic一直是電腦無線外設市場的供應商，每月為電腦外設制造商交付數百萬片芯片，它的2.4GHz技術正迅速地把低性能的27MHz技術淘汰掉。

滿足對互操作性的需要

專有解決方案的缺點，是它不能保證對不是設計成用它控制的產品進行控制，而且專有解決方案是一家供應商擁有的技術。相反，紅外遙控器可以做成用于不同廠家生產的設備的控制器（雖然常常需要消費者花時間用新的命令對遙控器進行“編程”，因而很少這樣使用）。

許多制造商并不關心互操作性，因為他們設想他們的遙控器只用于使用這種控制器的產品。這些制造商通常關心的是在某個價格下的最佳性能。這是專有解決方案的長處，因為可以針對特定的任務對它進行優化，所以專有解決方案將繼續在遙控器市場上成功地占據一席之地。

不過，一些消費電子產品制造商在尋找受到開放標準保證的具有互操作性并有多家廠商供貨的方案。

如果射頻遙控器遵守開放的標準，只要做一個簡單的操作，花費幾秒鐘時間，就能夠與許多不同的消費設備“配對”使用。每個配對是唯一的，因此“立即”（在30毫秒內）可以對電視機、DVD播放機、高保真音響或者游戲機進行遙控。這些都是用戶想要控制的設備。（它們不需要“可互操作”的紅外遙控器的那些繁瑣編程。）放在普通消費者客廳里小茶幾上的六、七個體積不小的遙控器，將被一個漂亮的遙控器取而代之。

藍牙SIG與RF4CE聯盟正在用各自的可互通低功耗射頻規范來回應市場的需要。任何芯片供應商（如果它加入相應的組織）都可以以它為基礎來設計射頻遙控器芯片。

2009年12月，人們采用藍牙低功耗標準作為藍牙核心規范4.0版本的一部分。Nordic半導體在這個規范的制定中發揮了重要作用，并且為這項規范的制定中獻出了大量的超低功耗無線設計知識。

目前的規范并不意味著芯片供應商就可以開始為客戶提供芯片，因為它只規定了底部三層的結構。然而，只要半導體公司的芯片滿足這個早期版本規范的要求，就可以選擇一些客戶，把樣品和開發工具交給他們，以便他們探索這項新技術可能做些什么。

藍牙低功耗技術是一種2.4GHz短距離無線技術（具有超低功耗和輕量級協議棧），有希望與藍牙無線技術進行無縫通信。（不過，重要的是要注意到藍牙低功耗技術不能與傳統的藍牙芯片通信，包括目前的藍牙2.1+EDR和藍牙3.0標準的芯片）。

在通信方面，現有的藍牙芯片需要加以修改，把藍牙4.0版中詳細介紹的“雙模式”電路和軟件加進去，確保與藍牙低功耗技術的兼容性。預計這個修改僅需增加很少設計工作量、成本以及很小的芯片面積。

雙模式藍牙低功耗芯片能夠與配備了“單模式”藍牙低功耗器件的任何產品通信。后者將在功耗和成本方面進行優化，以便提供尺寸小、成本低的超低功耗（ULP）收發器，并提供一個符合可互操作通用遙控器的消費產品行業要求的軟件堆棧規范（圖2）。其他早期的應用則包括用于人機接口設備（HID）的其他內容，以及用于類似手表和手提電話的產品。藍牙低功耗技術可以作為開放標準，鼓勵多家廠商制造這種芯片，確保有多個貨源。

圖2：藍牙低功耗無線技術有雙模式和單模式兩種實現方案。

藍牙SIG指出，這個標準可以允許遙控器被設計成為一個低成本、無智能的外設。目標接收器產品，例如電視機、DVD播放機、機頂盒，或者媒體播放器，都可以控制遙控器的操作，讓它學會與用戶購買的每個新設備一起工作。藍牙低功耗控制器與紅外遙控器不同，它采用了一個安全、快速的雙向鏈路與受控設備通信。

Nordic半導體公司是藍牙SIG的準成員。該公司計劃率先推出們滿足藍牙4.0版本的單模式藍牙低功耗芯片，并在最近發布了μBlue（MicroBlue）的產品樣品和原型開發工具（圖3給出了芯片堆棧的原理圖）。

圖3：NordicμBlue系列的nRF8001是適用于手表、傳感器和遙控器的單模式從芯片。

μBlue是單模式藍牙低功耗收發器，它用小型鈕扣電池供電時可以工作幾個月或幾年（取決于應用）。Nordic的μBlue系列的第一個產品包括nRF8001，它是一個單模式從芯片，適合手表、傳感器和遙控器使用。

ZigBee方案

松下、飛利浦、三星和索尼公司在2008年年中成立RF4CE聯盟，目的是“解決對不斷增強的先進功能的需要，而這些功能用紅外無線技術或其他專有無線技術還不能做到”。2009年3月，RF4CE與ZigBee聯盟合作（ZigBee聯盟是推動ZigBee無線技術發展的組織）。

RF4CE是建立在IEEE 802.15.4的2.4GHz無線傳輸技術（MAC/PHY）的基礎之上，它也是ZigBee標準的硬件基礎。RF4CE協議的上層是專門為遙控器而制定。有幾家芯片制造商已經制造出802.15.4無線電器件，這些器件能夠用作遙控器的硬件，平均電流為微安級，符合延長電池壽命的要求。

ZigBee聯盟計劃把RF4CE規范1.0版納入它的全球傳感器和控制網絡解決方案之中。這個規范是針對范圍很寬的產品而制定，包括家庭娛樂設備、車庫開門器和無鑰匙進入系統。第一個規范是為了雙向互動和控制家庭娛樂設備而制定，按IEEE802.15.4標準設計的器件采用直接序列擴頻（DSSS）技術來抗干擾。RF4CE協議可以從ZigBee聯盟的網站免費下載。

誰是最佳方案

射頻遙控比紅外遙控具有優勢，因此，毫無疑問所有的遙控器都會選擇射頻技術，除了最便宜的遙控器以外。但是，哪一種技術將最成功地取代紅外技術仍沒有答案。毫無疑問，專有解決方案將在性能和成本為首要需求而互操作性居次市場，開辟一片寬廣的天地。但在對互操作性有較高要求的領域，前景就不那么確定了。

理論上，藍牙SIG和RF4CE聯盟都有很棒的技術。RF4CE的硬件已經立足于現有的標準，也許在早期已經領先，而藍牙SIG藍牙SIG仍然在解決藍牙低功耗技術復雜性的問題。RF4CE還有一些有名消費電子產品供應商的支持，而且許多廠商在制造硬件。例如，索尼已經提供IEEE802.15.4遙控器（使用該公司自己的專有協議），用于它的高檔液晶電視。盡管如此，IEEE802.15.4技術一直在努力，以便達到預測的市場滲透水平。射頻市場是不是一場激戰，還要看一看。

相比之下，擁有13，000個會員的藍牙SIG也許不能最快地發布它的標準，然而它們在承諾互操作性方面確實有很好的聲譽。藍牙SIG以前的標準（藍牙1.0、2.0、2.1、2.1+EDR和3.0+HS版本）都被證明是可靠的無線連接產品，它們由數百家不同的制造廠生產（藍牙SIG組織的 “unplugfests”經過幾個月beta測試的結果）。沒有理由認為4.0版會有所不同。

不過，藍牙超過其競爭對手的主要優勢，可能是它令人羨慕的在用戶數量──這是ZigBee永遠沒有希望趕上的。用于移動電話、耳機和PC這些產品的藍牙無線電收發器芯片數量，在2006年超過10億，并很快會達到20億。

這意味著藍牙低功耗技術將能夠與幾十種產品通信，而這些產品有可能轉到使用雙模式藍牙芯片，不僅僅限于移動電話。而藍牙在其他便攜式產品，例如PDA和筆記本電腦的普及，為利用藍牙低功耗技術，把遙控器從專用設備變成現有便攜式產品非常有用的附加功能，提供了一個平臺。換句話說，它有望改變人們使用遙控器的方式（圖4）。

圖4：藍牙低功耗技術有望改變人們使用遙控器的方式。

例如，想象一下一部具備移動瀏覽功能的智能電話。這種智能電話將不可避免地由傳統的藍牙連接轉到使用雙模式芯片，這樣就能夠直接與單模式芯片溝通。不難想象，如果一個用戶在瀏覽網頁，同時趕著回去看他們最喜愛的電視節目，那么，當他用回到家里，只要按一個按鈕，移動電話中的藍牙雙模式芯片就會和機頂盒或者電視機中的單模式芯片進行無線連接，這星期收視的節目就將自動按計劃播放。如果用戶要修改他們的選擇，不必使用用放在沙發上的傳統遙控器，用戶只需要在移動電話上直接控制電子節目指南，就可以修改。

第二個例子考慮一個由一只CR2032型3V紐扣電池供電的運動手表（采用藍牙低功耗芯片的運動手表），除了能夠連接到一系列外圍設備上，例如心率監視器或者速度和距離顯示器，它也將可以作為遙控器使用，控制藍牙移動電話、MP3播放器、便攜式電腦或者消費電子產品。在日本，手表制造商對此感到非常興奮。

盡管如此，RF4CE聯盟可能還有一些大家還不知道的技術，因此，在現階段不可能預料哪一種技術將最終取勝。比較肯定的一點是，遙控器的未來是射頻遙控器，而紅外遙控器將會很快成為一個美好而暗淡的回憶，就像VHS視頻播放器、盒式錄音機和黑白電視機一樣。