汇集蓝牙5常见问题与解惑,让你拨开云雾见未来

发布日期:2017.10.20     浏览次数:205

随着物联网市场逐渐成熟,作为承载“万物互联”的蓝牙、Wi-Fi、蜂窝网络等主流的无线传输技术也在加速更迭,并给细分市场带来更大的应用空间,然而这些技术对同时支持低功耗、低比特率和高组网等高度集成化的缺失,正抑制了整个市场的腾飞。不过蓝牙5标准的到来,这种局面或将发生改变,并有望给物联网尤其是智能家居市场应用带来拐点。但是,对蓝牙5了解不深的朋友很容易产生疑惑,所以我们为大家汇集了一些常见的问题与答案,以帮助开发人员了解并使用蓝牙5 开发。


蓝牙5反向兼容现有的蓝牙4.x设备吗?


兼容!对于蓝牙4.14.25中添加的所有功能,它们在BLE连接期间都是可以协商选择的,这一点确保了蓝牙5设备能够可靠地连接到旧版蓝牙4.x设备,并与其进行交互。除了反向兼容性之外,蓝牙4.14.2中的可选功能同样适用于蓝牙。因此,除了2 Mbps功能之外,蓝牙5设备还可支持蓝牙4.2的数据长度扩展功能。TI BLE5-Stack结合了蓝牙4.14.2协议栈现有的所有功能,包括增强的隐私性和安全连接配对。



如何在应用程序中启用蓝牙5高速模式?


只需在应用程序中调用一个新的API来请求BLE连接使用2 Mbps PHY就可以了,这个API是:HCI_LE_SetDefaultPhyCmd()。调用该API会操作控制器(链路层)启动PHY更新过程,如图所示。

该图显示了对等设备执行协商更改链路速度的步骤。若连接中的两个设备都支持且更优选2 Mbps PHY,那么,与默认的1 Mbps链路速度相比,连接将在一半时间内传输的数据包将切换到2Mbps的链路速度。若对等设备不支持2 Mbps功能,或者不希望启用,则连接将保持BLE默认1 Mbps链路速度。用于交换数据的所有API(例如GATT)在蓝牙中保持不变。


此外,TIBLE吞吐量测试中增加了对蓝牙高速和长距离模式的支持。该示例在两个CC2640R2 LaunchPads上运行,用户可以通过LaunchPad上的两个按键在支持的PHY之间切换,同时在串口调试工具上记录有效载荷吞吐量和RSSI



蓝牙5高速模式下的连接范围如何?


不知大家知不知道2 Mbps的连接比1 Mbps的连接具有“较短的范围”。确实与在默认1 Mbps模式下运行的PHY相比,任何以2Mbps模式工作的PHY(无线电)的灵敏度都将降低5dB。虽然听起来像是性能上遭受巨大损失,但值得一提的是,CC2640R2F的无线电架构本身进行了改进,使其具有了一流的射频性能,完全能够确保蓝牙高性能模式在个人连接/室内操作环境中正常运行使用。这意味着作为在默认的LE 1 Mbps下蓝牙4.0设备距离相当的条件下,高速模式下的蓝牙5设备可以有更大传输速度。

 

不能忽视的一点是,蓝牙5信道选择算法2CSA2),它改进了BLE的跳频算法。这个功能可以每个连接事件与先前的连接事件相比发生在最小频率偏移,从而减少共享的2.4 GHz频谱中其它设备的“突发”干扰的影响。减少因为干扰带来的丢包重发,从而降低整体功耗以及提高有效吞吐量。有一点需要注意,“Slot Availability Mask功能仅适用于经典蓝牙设备,CC2640R2F不支持


如何评估蓝牙5的远程模式?


除了支持2 Mbps高速模式之外,BLE5-Stack还支持用于相同发射功率下实现更长距离连接的LE编码PHY。通过使用前向纠错(FEC)来提高接收机灵敏度,以实现更长的连接范围。


要启用SDKLE编码PHY的功能,需要启用协议栈的build_config.opt文件中的功能。连接首先以默认的1Mbps链路速度建立(与蓝牙4.x相同),然后可以通过PHY更新过程切换到LE编码PHY。在GitHub上的吞吐量演示中也演示了LE编码PHY的使用。评估LE编码PHY将有助于您测量设备在远距离配置中将实现的实际性能。


Mesh功能如何?


Mesh是一种新型的无线网络架构,网络中的每个节点都可以作为接入点或路由器,进行一对一和一对多的连接,每个节点都可以发送和接收数据。Mesh是一种可以不断扩展的网络,任意的两个设备均可以保持无线互联,可以说像蜘蛛网一样,具有四通八达的功能。


目前,蓝牙已全面支持Mesh网络,蓝牙Mesh功能提供多对多设备传输功能,提高了网络覆盖的效能,可以用于上千甚至数万个设备,在可靠、安全的环境下传输的物联网解决方案。




随着物联网的快速发展,设备连网需求越来越大。蓝牙Mesh的低成本、灵活的组网方式等优点,将能进一步推动物联网产业的发展。