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藍芽|藍芽5.0新特性

原文:http://www.wowotech.net/bluetooth/bluetooth_5_0_overview.html

快訊:藍芽5.0釋出(新特性速覽)

作者:wowo 釋出於:2016-12-8 11:05 分類:藍芽

1. 前言

2016年12月6日,藍芽SIG釋出了5.0版本的核心規範,該規範從距離、速度等多個方面,對BLE進行了增強,藍芽官網的總結如下[1]

With the launch of Bluetooth 5, Bluetooth® technology continues to evolve to meet the needs of the industry as the global wireless standard for simple, secure connectivity. With 4x range

2x speed and 8x broadcasting message capacity, the enhancements of Bluetooth 5 focus on increasing the functionality of Bluetooth for the IoT. These features, along with improved interoperability and coexistence with other wireless technologies, continue to advance the IoT experience by enabling simple and effortless interactions across the vast range of connected devices.

相比藍芽4.2,新增的特性包括[3]

Several new features are introduced in the Bluetooth Core Specification 5.0  Release. The major areas of improvement are:  • Slot Availability Mask (SAM)  • 2 Msym/s PHY for LE  • LE Long Range  • High Duty Cycle Non-Connectable Advertising  • LE Advertising Extensions  • LE Channel Selection Algorithm #2

下面對一些比較有意思的做個簡單的介紹(後續有時間會做比較細緻的分析)。

2. 2 Msym/s PHY for LE

在藍芽4.2 1M符號速率(symbol rate)的PHY(稱作LE 1M PHY)基礎上,增加2M符號速率的PHY(稱作LE 2M PHY),二者的區別為:

1)LE 1M PHY的符號速率為1Msym/s,為必選PHY(每個LE裝置必須支援),支援ECC(error correction coding,可選),根據不同的編碼方式,支援3種bit速率:1Mb/s(LE 1M)、500Bb/s(LE Coded)和125Kb/s(LE Coded)。

2)LE 2M PHY的符號速率為2Msym/s,為可選PHY,不支援ECC(error correction coding),bit速率為2Mb/s(LE 2M,uncoded)。

3. LE Long Range

將最大的傳送功率,從4.0/4.1/4.2中的10mW增大到5.0的100mW(夠粗暴,哈哈)。

關於BLE的發射功率,spec中有張表,貼過來供大家參考:

ble_tx_power

4. High Duty Cycle Non-Connectable Advertising

藍芽4.0將Scannable Undirected和Non-connectable Undirected兩種Advertising Event的advInterval的最小值限制為100ms,這就限制了BLE廣播的最高速率(2.48kbps,參考[4])。而藍芽5.0不再區別對待,將最小值統一限制為20ms,從理論上講,最高的廣播速率就可以提高5倍(12.4kbps)。

5. LE Advertising Extensions

這個擴充套件比較好玩。

藍芽4.0/4.1/4.2的廣播通道(可參考[4]),比較簡單、直接,預留3個(可以更少)Physical Channel,用於傳輸Advertising Event。可傳輸的資料長度為6~37 octets(加上了協議開銷)。

而藍芽5.0,則搞出了新花樣(實用性大增,從此之後就沒有連線的必要了啊!),總結為:

1)抽象出primary advertising channel和secondary advertising channel的概念。

2)primary advertising channel就是藍芽4.2及以前的、預留出的、用於傳輸Advertising Event。

3)而secondary advertising channel,則直接複用了剩餘的37個data channel,用於傳輸擴充套件的Advertising Event(稱作Extended Advertising Event)。此時可傳輸的資料長度為0 ~ 255 octets,相比之前的37,暴增了很多倍,好爽啊!!

4)因此,在原有的用於傳輸廣播資料的PDU(ADV_IND、ADV_DIRECT_IND、ADV_NONCONN_IND以及ADV_SCAN_IND,稱作legacy PDUs)的基礎上,增加了擴充套件的PDU(ADV_EXT_IND、AUX_ADV_IND、AUX_SYNC_IND以及AUX_CHAIN_IND,稱作extended advertising PDUs)。

5)相應的,Advertising Event也分為Legacy Advertising Event和Extenteded Advertising Event。

6. 參考文件