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BlueTooth 藍芽與藍芽4 0技術細節

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藍芽

  藍芽是一種支援裝置短距離通訊(一般10m內)的無線電技術。能在包括行動電話、PDA、無線耳機、膝上型電腦、相關外設等眾多裝置之間進行無線資訊交換。利用“藍芽”技術,能夠有效地簡化行動通訊終端裝置之間的通訊,也能夠成功地簡化裝置與因特網Internet之間的通訊,從而資料傳輸變得更加迅速高效,為無線通訊拓寬道路。藍芽採用分散式網路結構

以及快跳頻和短包技術,支援點對點點對多點通訊,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工業、科學、醫學)頻段。其資料速率為1Mbps。採用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。

前言
  資訊時代最大的特點便是更加方便快速的資訊傳播,正是基於這一點技術人員也在努力開發更加出色的資訊資料傳輸方式。藍芽,對於手機乃至整個 IT業而言已經不僅僅是一項簡藍芽介面卡的技術,而是一種概念。當藍芽聯盟信誓旦旦地對未來前景作著美好的憧憬時,整個業界都為之震動。拋開傳統連線的束縛,徹底地享受無拘無束的樂趣,藍芽給予我們的承諾足以讓人精神振奮。
藍芽的起源
  藍芽這個名稱來自於第十世紀的一位丹麥國王 Harald Blatand , Blatand 在英文裡的意思可以被解釋為 Bluetooth( 藍芽 )因為國王喜歡吃藍梅,牙齦每天都是藍色的所以叫藍芽。在行業協會籌備階段,需要一個極具有表現力的名字來命名這項高新技術。行業組織人員,在經過一夜關於歐洲歷史和未來無限技術發展的討論後,有些人認為用Blatand國王的名字命名再合適不過了。Blatand國王將現在的挪威,瑞典和丹麥統一起來;他的口齒伶俐,善於交際,就如同這項即將面世的技術,技術將被定義為允許不同工業領域之間的協調工作,保持著個各系統領域之間的良好交流,例如計算,手機和汽車行業之間的工作。名字於是就這麼定下來了。

  藍芽的創始人是瑞典愛立信公司,愛立信早在1994年就已進行研發。1997年,愛立信與其他裝置生產商聯絡,並激發了他們對該項技術的濃厚興趣。 1998年2月,5個跨國大公司,包括愛立信、諾基亞、IBM、東芝及Intel組成了一個特殊興趣小組(SIG),他們共同的目標是建立一個全球性的小範圍無線通訊技術,即現在的藍芽。

關於Bluetooth SIG
  Bluetooth SIG(Bluetooth Special Interest Group藍芽技術聯盟)是一家貿易協會,由電信、計算機、汽車製造、工業自動化和網路行業的領先廠商組成。該小組致力於推動藍芽無線技術的發展,為短距離連線移動裝置制定低成本的無線規範,並將其推向市場。


  Bluetooth SIG在全球設立的辦事處的包括:美國西雅圖(全球總部);美國堪薩斯市(美國總部);瑞典馬爾默市(歐洲、中東和非洲地區(EMEA)總部);中國香港特別行政區(亞太區總部)。
  Bluetooth SIG的全體職員包括執行董事麥弗利博士,營銷總監Anders Edlund,以及銷售人員、工程專家和運營專家等。除了Bluetooth SIG(藍芽技術聯盟)的支援,成員公司的志願者在經營Bluetooth SIG的過程中也發揮了重要作用。
  Bluetooth SIG的發起公司是Agere、愛立信、IBM、英特爾、微軟、摩托羅拉、諾基亞和東芝。2006年10月13日,Bluetooth SIG(藍芽技術聯盟)宣佈聯想公司取代IBM在該組織中的創始成員位置,並立即生效。通過成為創始成員,聯想將與其他業界領導廠商傑爾系統公司、愛立信公司、英特爾公司、微軟公司、摩托羅拉公司、諾基亞公司和東芝公司一樣擁有藍芽技術聯盟董事會中的一席,並積極推動藍芽標準的發展。除了創始成員以外,Bluetooth SIG還包括200多家聯盟成員公司以及約6000家應用成員企業。
藍芽技術優勢
  全球可用
  Bluetooth 無線技術規格供我們全球的成員公司免費使用。許多行業的製造商都積極地在其產品中實施此技術,以減少使用零亂的電線,實現無縫連線、流傳輸立體聲,傳輸資料或進行語音通訊。Bluetooth 技術在 2.4 GHz 波段執行,該波段是一種無需申請許可證的工業、科技、醫學 (ISM) 無線電波段。正因如此,使用 Bluetooth 技術不需要支付任何費用。但您必須向手機提供商註冊使用 GSM 或 CDMA,除了裝置費用外,您不需要為使用 Bluetooth 技術再支付任何費用。
  裝置範圍
  Bluetooth 技術得到了空前廣泛的應用,整合該技術的產品從手機、汽車到醫療裝置,使用該技術的使用者從消費者、工業市場到企業等等,不一而足。低功耗,小體積以及低成本的晶片解決方案使得 Bluetooth 技術甚至可以應用於極微小的裝置中。請在 Bluetooth 產品目錄和元件產品列表中檢視我們的成員提供的各類產品大全。
  易於使用
  Bluetooth 技術是一項即時技術,它不要求固定的基礎設施,且易於安裝和設定。您不需要電纜即可實現連線。新使用者使用亦不費力 – 您只需擁有 Bluetooth 品牌產品,檢查可用的配置檔案,將其連線至使用同一配置檔案的另一 Bluetooth 裝置即可。後續的 PIN 碼流程就如同您在 ATM 機器上操作一樣簡單。外出時,您可以隨身帶上您的個人區域網 (PAN),甚至可以與其它網路連線。
  全球通用的規格
  Bluetooth 無線技術是當今市場上支援範圍最廣泛,功能最豐富且安全的無線標準。全球範圍內的資格認證程式可以測試成員的產品是否符合標準。自 1999 年釋出 Bluetooth 規格以來,總共有超過 4000 家公司成為 Bluetooth 特別興趣小組 (SIG) 的成員。同時,市場上 Bluetooth 產品的數量也成倍的迅速增長。產品數量已連續四年成倍增長,安裝的基站數量在 2005 年底也可能達到 5 億個。
  藍芽技術版本
  1)截止2009年4月,藍芽共有五個版本 V1.1/1.2/2.0/2.1/3.0。
  2)以通訊距離來在不同版本可再分為 Class A(1)/Class B(2)
  3)版本的區別
  1.1 為最早期版本,傳輸率約在748~810kb/s,因是早期設計,容易受到同頻率之產品所幹擾下影響通訊質量。
  1.2 同樣是只有 748~810kb/s 的傳輸率,但在加上了(改善 Software)抗干擾跳頻功能。(太深入之技術理論不再詳述!)。
  4)通訊距離版本
  a)Class A 是用在大功率/遠距離的藍芽產品上,但因成本高和耗電量大,不適合作個人通訊產品之用(手機/藍芽耳機/藍芽 Dongle 等等),故多用在部份商業特殊用途上,通訊距離大約在 80~100M 距離之間。
  b)ClASS B 是目前最流行的制式,通訊距離大約在 8~30M 之間,似乎產品的設計而定,多用於手機內/藍芽耳機/藍芽 Dongle 的個人通訊產品上,耗電量和體積較細,方便攜帶
  5)無論 1.1/1.2 版本的藍芽產品,本身基本是可以支援 Stereo 音效的傳輸要求,但只能夠作(單工)方式工作,加上音帶頻率響應不太足夠,並未算是最好之 Stereo 傳輸工具。
  6)版本 2.0 是 1.2 的改良提升版,傳輸率約在 1.8M/s~2.1M/s,可以有(雙工)的工作方式。即一面作語音通訊,同時亦可以傳輸檔案/高質素圖片,臺灣有部份藍芽 Dongle 已經有在市面發售,但在手機內有支援藍芽 2.0 版本則是很少。藍芽耳機能夠真正使用的亦不多,部份藍芽產品自稱是 2.0 版本,但仍然要利用外加配件才能達到。故相信最快也要到今年 9~11 月底才成氣候,2.0 版本當然也支援 Stereo 運作。
  7)稍後藍芽 2.0 版本的晶片,是有機會加入了 Stereo 譯碼晶片,則連 A2DP(Advanced Audio Distribution Profile)也可以不需要了。
  8) 2009年4月21日,藍芽技術聯盟(Bluetooth SIG)正式頒佈了新一代標準規範"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed"(藍芽核心規範3.0版 高速)。
  藍芽技術新標準 Bluetooth 2.1+EDR解讀
  目前應用最為廣泛的是Bluetooth 2.0+EDR標準,該標準在2004年已經推出,支援Bluetooth 2.0+EDR標準的產品也於2006年大量出現。雖然Bluetooth 2.0+EDR標準在技術上作了大量的改進,但從1.X標準延續下來的配置流程複雜和裝置功耗較大的問題依然存在。
  為了改善藍芽技術目前存在的問題,藍芽SIG組織(Special Interest Group)推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的藍芽技術。
  1. 改善裝置配對流程:由於有許多使用者在進行硬體之間的藍芽配對時,會遭遇到許多問題,不管是單次配對,或者是永久配對,在配對的過程與必要操作過於繁雜,以往在連線過程中,需要利用個人識別碼來確保連線的安全性,而改進過後的連線方式則是會自動使用數字密碼來進行配對與連線,舉例來說,只要在手機選項中選擇連線特定裝置,在確定之後,手機會自動列出目前環境中可使用的裝置,並且自動進行連結。
  而短距離的配對方面,也具備了在兩個支援藍芽的手機之間互相進行配對與通訊傳輸的NFC(Near Field CoMMunication)機制。NFC是短距離的無線RFID技術,在針對1~2公尺的短距離聯機應用上,以電磁波為基礎,取代傳統無線電傳輸。由於NFC機制掌控了配對的起始偵測,當範圍內的2臺裝置要進行配對傳輸時,只要簡單的在手機螢幕上點選是否接受聯機即可。不過要應用NFC功能,系統必須要內建NFC晶片或者是具備相關硬體功能。
  2. 更佳的省電效果:藍芽2.1版加入了SniFF Subrating的功能,透過設定在2個裝置之間互相確認訊號的傳送間隔來達到節省功耗的目的。一般來說,當2個進行連結的藍芽裝置進入待機狀態之後,藍芽裝置之間仍需要透過相互的呼叫來確定彼此是否仍在聯機狀態,當然,也因為這樣,藍芽晶片就必須隨時保持在工作狀態,即使手機的其它元件都已經進入休眠模式。為了改善了這樣這樣的狀況,藍芽2.1將裝置之間相互確認的訊號傳送時間間隔從舊版的0.1秒延長到0.5秒左右,如此可以讓藍芽晶片的工作負載大幅降低,也可讓藍芽可以有更多的時間可以徹底休眠。根據官方的報告,採用此技術之後,藍芽裝置在開啟藍芽聯機之後的待機時間可以有效延長5倍以上。
  藍芽3.0技術規範簡介(2009年4月21日)
  2009年4月21日,藍芽技術聯盟(Bluetooth SIG)正式頒佈了新一代標準規範"Bluetooth Core SpeCiFication Version 3.0 High Speed"(藍芽核心規範3.0版 高速),藍芽3.0的核心是"Generic AlternATe MAC/PHY"(AMP),這是一種全新的交替射頻技術,允許藍芽協議棧針對任一任務動態地選擇正確射頻。最初被期望用於新規範的技術包括802.11以及UMB,但是新規範中取消了UMB的應用。
  作為新版規範,藍芽3.0的傳輸速度自然會更高,而祕密就在802.11無線協議上。通過整合"802.11 PAL"(協議適應層),藍芽3.0的資料傳輸率提高到了大約24Mbps(即可在需要的時候呼叫802.11 WI-FI用於實現高速資料傳輸)。,是藍芽2.0的八倍,可以輕鬆用於錄影機至高清電視、PC至PMP、UMPC至印表機之間的資料傳輸。
  功耗方面,通過藍芽3.0高速傳送大量資料自然會消耗更多能量,但由於引入了增強電源控制(EPC)機制,再輔以802.11,實際空閒功耗會明顯降低,藍芽裝置的待機耗電問題有望得到初步解決。事實上,藍芽聯盟也正在著手製定新規範的低功耗版本。
  此外,新的規範還具備通用測試方法(GTM)單向廣播無連線資料(UCD)兩項技術,並且包括了一組HCI指令以獲取金鑰長度
  據稱,配備了藍芽2.1模組的PC理論上可以通過升級韌體讓藍芽2.1裝置也支援藍芽3.0。聯盟成員已經開始為裝置製造商研發藍芽3.0解決方案。

藍芽4.0技術細節

  雖然藍芽(Bluetooth)3.0都還尚未完全普及,Bluetooth SIG(藍芽技術聯盟,Bluetooth Special InterestGroup,後文簡稱BluetoothSIG)卻又再次推出了藍芽4.0規範,並表示這又是藍芽發展史上一次重大的革新。值藍芽4.0推出之時,我們特地採訪了BluetoothSIG的相關技術工程師,並請他們就藍芽4.0的技術特性做了較為詳細的講解。 

  本文中,我們將一面體會低功耗藍芽帶來的全新應用模式,一面再次回顧Bluetooth的發展歷程,你會發現藍芽技術在曾經的一度迷失之後,再次找回了自己的位置和尊嚴。 

  當前的家庭客廳系統,點對點架構已經帶來糾纏不清的線纜和混亂,如果我們還想把遊戲機、數碼相機、DV、耳機、麥克風還有行動電話都連線起來,可能還得考慮增加USB、1394、SPDIF以及各種充電器和電源插座線纜。 

  有沒有一種通用的、不需要使用者干預的簡便方法把各種電子裝置連線在一起,而又不至於被線纜淹沒呢?在Wi-Fi之外,大家現在已經比較熟悉的“藍芽”正是這樣一種連線技術,它被設計為面向個人和家庭的無線式自動連線,其三大核心特點便是無線、低成本和自動化。你是通過什麼途徑來了解並熟悉藍芽技術的?我想對於絕大部分使用者而言,無非是兩個途徑—藍芽耳機或者手機的藍芽功能。也許你知道如何用藍芽功能,但是你瞭解藍芽技術嗎?未必!尤其是在洗盡浮華而轉重視實用層面的藍芽4.0技術釋出之後,藍芽的應用面又得到了極大的擴充套件。從1.0的失敗到4.0的革新變遷,藍芽技術經歷了哪些改變和進化?藍芽技術的基本原理是什麼?當然還有大家最關心的藍芽4.0到底能給我們帶來什麼?我們即將為您一一解答。 

  Bluetooth 4.0,協議組成和當前主流的B l u e t o o t h2.x+EDR、還未普及的Blue toot h3.0+HS不同,Bl u e t o o t h 4.0是Bluetooth從誕生至今唯一的一個綜合協議規範,還提出了低功耗藍芽、經典藍芽和高速藍芽三種模式。其中高速藍芽主攻資料交換與傳輸,經典藍芽則以資訊溝通、裝置連線為重點,藍芽低功耗顧名思義,以不需佔用太多頻寬的裝置連線為主。這三種協議規範還能夠互相組合搭配、從而實現更廣泛的應用模式,此外,Bluetooth 4.0還把藍芽的傳輸距離提升到100米以上(低功耗模式條件下)。 

  Bluetooth SIG表示,正式推出Bluetooth 4.0的用意就是希望能夠通過單一的介面,讓應用系統自己挑選技術使用,而不是讓消費者進行裝置互連時,還要手動選擇各項裝置的連線模式,這一人性化的功能取向顯然沿襲了藍芽關注可用性和實際體驗的設計思路,三種應用模式中,因為經典藍芽和高速藍芽都只是對舊有藍芽版本的延續和強化,下面我們將重點闡述將全新的低功耗藍芽技術。 

  Bluetooth 4.0,低耗電模式在應用模式上的改變和提升低功耗藍芽的前身其實是NOKIA開發的Wibree技術,本是作為一項專為移動裝置開發的極低功耗的移動無線通訊技術,在被SIG接納並規範化之後重新命名為Bluetooth Low Energy(後簡稱低功耗藍芽)。由於該技術專為極低電池量的裝置而設計,僅通過普通鈕釦電池供電便可確保長達一年的正常使用,因此在包括醫療、工業控制、無線鍵盤、滑鼠、甚至單音耳機、無線遙控器等裝置領域都可得到廣泛應用。譬如裝有記步器的運動鞋、裝有脈搏量測的運動手環等,就可以通過低功耗藍芽低功耗技術將監控資訊傳送到記錄器(能是手錶或是PDA)上,而不需像標準藍芽裝置一般需要常常充電。它易於與其它藍芽技術整合,既可補足藍芽技術在無線個人區域網路(PAN)的應用,也能加強該技術為小型裝置提供無線連線的能力。 

  如果說Wibree的超低功耗奠定了一個技術上的基礎,那麼該協議被更名為Bluetooth Low Energy並納入Bluetooth 4.0之後,便拓展成為一種全新的應用模式,如圖6。因為低功耗藍芽提供了持久的無線連線且有效擴大相關應用產品的射程,在各種感測器和終端裝置上採集到的資訊被通過低功耗藍芽採集到電腦、手錶、行動電話等具備計算和處理能力的主機裝置中,再通過GPRS、3G、經典/高速模式藍芽或WLAN等傳統無線網路應用與相應的Web服務關聯,從而從根本上解決當前傳統網路應用在模式上的侷限性和互動手段匱乏、資料來源少、實時性差等問題,真正讓網路步入生活。 

  必須指出,因為低功耗藍芽在應用模式上的革命性提升,將催生的應用模式完全無法進行預估,因此它將拓展出的應用市場絕不會是一個成熟的利基市場,而將是一片真正意義上的新領域,只要有對應用的準確把握和合理的理念,誰都可能在這個領域裡掘得第一桶金。 

  Bluetooth 4.0,雙模式組合應用 

  根據Bluetooth SIG釋出的Bluetooth 4.0核心規範白皮書,Bluetooth 4.0低耗電模式有雙模式和單模式兩種應用。低功耗藍芽的單模式藍芽的技術特點技術綜述藍芽(Bluetooth)通過低功率無線電波傳輸資料,其本質是一種支援裝置短距離通訊(一般是10m之內)的無線電技術。其標準是IEEE 802.15,工作在2.402~2.480GHz頻率帶之間,基礎頻寬為1Mb/s。和Wi-Fi、WiMAX等用於局域、城域的無線網路規範不同的是,Bluetooth所定義的應用範圍更小一些,它將應用鎖定在一個以個人為單位的人域網(PAN)領域,也就是個人起居活動範圍的方圓10米之內,卻容納了包括音訊、網際網路、行動通訊、檔案傳輸等在內的非常多樣化的應用取向,加上強調自動化和易操作性,因此在這一領域裡很快就得到了普及,雖然在藍芽的發展過程中一度曾偏離了這一主旨,但Bluetooth 4.0的出現無疑揭示了Bluetooth對自身核心價值的反思和迴歸。 

  調節性跳頻與微微網(Piconet)的原理 

  因為藍芽所用的頻帶仍處於應用繁多的2.4G無線電頻率範圍附近,為達到最大限度地避免裝置間的相互干擾的目的,藍芽從實際的應用出發,將訊號功率設計得非常微弱,僅為手機訊號的數千分之一,這樣裝置間的距離就只能保持在約10米範圍內,從而避免了和行動電話、電視機等裝置間的相互干擾。 

  藍芽協議被設計為同時允許最多八個藍芽裝置互連,因此協議需要解決的另一個問題就是如何處理同在有效傳輸範圍內的這些藍芽裝置之間的相互干擾,這一問題的解決催生了藍芽協議最具獨創性的通訊方式—調節性跳頻技術。它定義了79個獨立且可隨機選擇的有效通訊頻率,每個藍芽裝置都能使用其中任何一個頻率,且能有規律地隨時跳往另一個頻率,按協議規範,這樣的頻率跳轉每秒鐘會發生1600次,因此不太可能出現兩個發射器使用相同頻率的情況,即使在特定頻率下有任何干擾,其持續時間也僅不到千分之一秒,因此該技術同時還將外界干擾對藍芽裝置間通訊的影響降低到最小。 

  讓我們設想一下兩個藍芽裝置間通訊的過程,當兩個藍芽裝置互相靠近時,它們之間會發生電子會話以交流需求,這一會話過程無需使用者參與,而一旦需求確認,裝置間便會自動確認地址並組成一個被稱為微微網(Piconet)的微型網路,此網路一旦形成,組成網路的裝置便可協商好和諧地隨機跳頻,以確保彼此間的聯絡,但又不會對其它訊號構成干擾,於是藍芽—雜技演員手裡的一個鋼球就這樣形成了。 

  藍芽的協議組成 

  藍芽標準從制定之初便定義成為個人區域內的無線通訊制定的協議,它包括兩部分:第一部分為協議核心(Core)部分,用來規定諸如射頻、基帶、鏈路管理、服務發現、傳輸層以及與其他通訊協議間的互用、互操作性等基本元件及方法;第二部分為協議子集(Profile)部分,用來以規定不同藍芽應用(也稱使用模式)所需的協議和過程。 

  如圖11,藍芽標準的設計仍採用從下至上的分層式結構,以人機介面(Host Controller Interface,HCI)為界分為低層和高層協議,其中底層的基帶(Baseband)、射頻(BluetoothRadio)和鏈路管理層(LMP)協議定義了完成資料流的過濾和功能元件是一個高度整合的裝置,具備輕量的鏈路層(Link Layer),能在最低成本的前提下,支援低功耗的待機模式、簡易的裝置發現、可靠的點對多點的資料傳輸、安全的加密連結等;位於上述控制器中的鏈路層,適用於網路連線感測器,並確保在無線傳輸中,都能通過低功耗藍芽傳輸。 

  在雙模式應用中,藍芽低功耗的功能會整合至現有的傳統藍芽控制器中,共享傳統藍芽技術已有的射頻和功能,相較於傳統的藍芽技術,增加的成本更小;除此之外,製造商可利用升級版藍芽低功耗技術的功能模組,整合目前的藍芽3.0高速版本、或2.1+EDR等傳統藍芽功能元件,從而改善傳統藍芽裝置的資料傳輸效能。圖8即為藍芽低功耗技術的雙模式應用功能邏輯拓撲圖,圖8右邊所示即為通過整合原有藍芽技術的射頻降低了升級成本。 

  Bluetooth 4.0,低功耗的祕密 

  低功耗藍芽為何如此省電?根據SIG官方釋出會的資料,它和經典藍芽技術相比,主要的改變集中體現在待機功耗的減少、高速連線的實現和峰值功率的降低三個方面。 

  待機功耗的下降 

  傳統藍芽裝置的待機耗電量大一直是為人所詬病的缺陷之一,這與傳統藍芽技術動輒採用16~32個頻道進行廣播不無關係,而低功耗藍芽僅使用了3個廣播通道,且每次廣播時射頻的開啟時間也由傳統的22.5ms減少到0.6~1.2ms,這兩個協議規範上的改變顯然大大降低了因為廣播資料導致的待機功耗;此外低功耗藍芽設計了用深度睡眠狀態來替換傳統藍芽的空閒狀態,在深度睡眠狀態下,主機長時間處於超低的負載迴圈(DutyCycle)狀態,只在需要運作時由控制器來啟動,因主機較控制器消耗更多的能源,因此這樣的設計也節省了最多的能源;在深度睡眠狀態下,協議也針對此通訊模式進行了優化,資料傳送間隔時間也增加到0.5~4s,感測器類應用程式傳送的資料量較平常要少很多,而且所有連線均採用先進的嗅探性次額定(Sn i f f-Subrating)功能模式,因此此時的射頻能耗幾乎可以忽略不計,綜合以上因素,低功耗藍芽的待機功耗較傳統藍芽大大減少。 

  高速連線的實現 

  要明白這一過程,我們必須先介紹一下藍芽裝置和主機裝置的連線步驟。 

  第一步:通過掃描,試圖發現新裝置 

  第二步:確認發現的裝置沒有而已軟體,也沒有處於鎖定狀況 

  第三步:傳送IP地址 

  第四步:收到並解讀待配對裝置傳送過來的資料 

  第五步:建立並儲存連線 

  按照傳統的藍芽協議的規範,若某一藍芽裝置正在進行廣播,則它不會響應當前正在進行的裝置掃描,而低功耗藍芽協議規範允許正在進行廣播的裝置連線到正在掃描的裝置上,這就有效避免了重複掃描,而通過對連線機制的改善,低功耗藍芽下的裝置連線建立過程已可控制在3ms內完成,同時能以應用程式迅速啟動連結器,並以數毫秒的傳輸速度完成經認可的資料傳遞後並立即關閉連結,而傳統藍芽協議下即使只是建立鏈路層連線都需要花費100ms,建立L2CAP(邏輯鏈路控制與適應協議)層的連線建立時間則更長。 

  藍芽低功耗協議還對拓撲結構進行了優化,通過在每個從裝置及每個資料包上使用32位的存取地址,能夠讓數十億個裝置能被同時連線。此技術不但將傳統藍芽一對一的連結優化,同時也利用星狀拓撲來完成一對多點的連結。在連線和斷線切換迅速的應用場景下,資料能夠在網狀拓撲之間移動,但不至於為了維持此網路而顯得過於複雜,這也有效減輕了連線複雜性,減少了連線建立時間。 

  降低峰值功率 

  低功耗藍芽對資料包長度進行了更加嚴格的定義,支援超短(8~27Byte)資料封包,並使用了隨機射頻引數和增加了GSFK調製索引,這些措施最大限度地減少了資料收發的複雜性;此外低功耗藍芽還通過增加調變指數,並採用24位的CRC(迴圈冗餘檢查)確保封包在受干擾時具有更大的穩定度,低功耗藍芽的射程增加至100m以上,以上措施結合藍芽傳統的跳頻原理,有效降低了峰值功率。 

  總結與展望

    筆者認為Bluetooth的靈魂在於應用而非速度,如何讓應用的門檻更低,讓上手更容易,讓裝置自動化程度更高,需要使用者介入的過程越少,使用者的感受越好,資料的可靠程度越高,移動的便利性越強,那麼它就是Bluetooth該努力的方向,讓我們一起祝福Bluetooth有一個更好的將來吧。

           

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