快讯:蓝牙5.0发布(新特性速览)

作者:wowo 发布于:2016-12-8 11:05 分类:蓝牙

1. 前言

2016年12月6日,蓝牙SIG发布了5.0版本的核心规范,该规范从距离、速度等多个方面,对BLE进行了增强,蓝牙官网的总结如下[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.

相比蓝牙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

下面对一些比较有意思的做个简单的介绍(后续有时间会做比较细致的分析)。

2. 2 Msym/s PHY for LE

在蓝牙4.2 1M符号速率(symbol rate)的PHY(称作LE 1M PHY)基础上,增加2M符号速率的PHY(称作LE 2M PHY),二者的区别为:

1)LE 1M PHY的符号速率为1Msym/s,为必选PHY(每个LE设备必须支持),支持ECC(error correction coding,可选),根据不同的编码方式,支持3种bit速率:1Mb/s(LE 1M)、500Bb/s(LE Coded)和125Kb/s(LE Coded)。

2)LE 2M PHY的符号速率为2Msym/s,为可选PHY,不支持ECC(error correction coding),bit速率为2Mb/s(LE 2M,uncoded)。

3. LE Long Range

将最大的发送功率,从4.0/4.1/4.2中的10mW增大到5.0的100mW(够粗暴,哈哈)。

关于BLE的发射功率,spec中有张表,贴过来供大家参考:

ble_tx_power

4. High Duty Cycle Non-Connectable Advertising

蓝牙4.0将Scannable Undirected和Non-connectable Undirected两种Advertising Event的advInterval的最小值限制为100ms,这就限制了BLE广播的最高速率(2.48kbps,参考[4])。而蓝牙5.0不再区别对待,将最小值统一限制为20ms,从理论上讲,最高的广播速率就可以提高5倍(12.4kbps)。

5. LE Advertising Extensions

这个扩展比较好玩。

蓝牙4.0/4.1/4.2的广播通道(可参考[4]),比较简单、直接,预留3个(可以更少)Physical Channel,用于传输Advertising Event。可传输的数据长度为6~37 octets(加上了协议开销)。

而蓝牙5.0,则搞出了新花样(实用性大增,从此之后就没有连接的必要了啊!),总结为:

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

2)primary advertising channel就是蓝牙4.2及以前的、预留出的、用于传输Advertising Event。

3)而secondary advertising channel,则直接复用了剩余的37个data channel,用于传输扩展的Advertising Event(称作Extended Advertising Event)。此时可传输的数据长度为0 ~ 255 octets,相比之前的37,暴增了很多倍,好爽啊!!

4)因此,在原有的用于传输广播数据的PDU(ADV_IND、ADV_DIRECT_IND、ADV_NONCONN_IND以及ADV_SCAN_IND,称作legacy PDUs)的基础上,增加了扩展的PDU(ADV_EXT_IND、AUX_ADV_IND、AUX_SYNC_IND以及AUX_CHAIN_IND,称作extended advertising PDUs)。

5)相应的,Advertising Event也分为Legacy Advertising Event和Extenteded Advertising Event。

6. 参考文档

[1] https://www.bluetooth.com/specifications/bluetooth-core-specification/bluetooth5

[2] https://www.bluetooth.com/specifications/adopted-specifications

[3] https://www.bluetooth.org/DocMan/handlers/DownloadDoc.ashx?doc_id=421043

[4] 蓝牙协议分析(5)_BLE广播通信相关的技术分析

 

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标签: 蓝牙 Bluetooth 5.0 2M Extensions

评论:

huanjl
2017-01-22 14:34
蓝牙现在在学术、理论上还有研究的必要么?基本都是实际应用吧,感觉现在关于蓝牙的论文太少了
wowo
约 23 小时前
@huanjl:理论在任何时候都是有需要的,只不过搞工程的人比较关心实际应用吧。
xiaolongba
2016-12-26 11:30
BLE 5.0也是支持3种符号速率吧,其中的125Kb/s符号速率下,距离是BLE 4.2的4倍,500Kb/s符号速率下时,距离是BLE 4.2的两倍,如果是保持2Mb/s符号速率则距离会比BLE 4.2的还要近,网上说的那些蓝牙5.0的音箱可以几百米内还保持连接状态并实时传输音乐码流的,那都是扯蛋的吧。
wowo
2016-12-27 08:45
@xiaolongba:是啊,LE 2M PHY是新增的,旧的1M PHY是强制的,2M PHY是可选的(蓝牙协议很喜欢搞这一套,例如之前的AMP)。
至于距离,我没有细看,不过发射功率提高了这么多倍,传输距离应该可以提高很多。
xiaolongba
2016-12-27 10:20
@wowo:明白,感谢大神
过热
2016-12-17 06:44
不过现在最新的iphone也只支持到蓝牙4.1哦。这些新功能应该还没法用。
不过Bluetooth5毕竟大版本换了,也有很强的宣传效果。明年年底的各类手机上应该都会有了吧。
wowo
2016-12-17 22:21
@过热:新功能应该很快就有人用了。5.0确实很诱人,高速、长距离、大数据量的广播(在为mesh做铺垫)……
chen_chuang
2016-12-20 16:32
@wowo:@wowo,物联网方面,你看好蓝牙还是看好ZigBee,还是其他
wowo
2016-12-21 09:31
@chen_chuang:说实话,这不好说啊,其实最大的可能是共存(大家都通过各自的适配层,接入到IPv6的网络,就抹平了技术的差异,剩下的只是利益分配的问题了)。
从市场的角度看,我个人的感觉,我们熟悉的这几种里面,WIFI>BLE>Zigbee.

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