最新动态
Latest News

蓝牙核心规格v5.3来了!

2021-08-10 10:16 阅读:

蓝牙技术之所以能够成为推动物联网发展的全球无线标准,其关键原因之一是它的发展速度。蓝牙技术联盟(SIG)会员公司的辛勤付出和协作推动蓝牙技术不断创新,使蓝牙技术在20多年的时间里满足了无数用例对无线通信不断增长的需求。

2021年7月13日,蓝牙技术联盟发布了蓝牙核心规格v5.3。《蓝牙核心规格v5.3功能增强》对该规格进行了总结并解释了每一项变化。

 


背景介绍:什么是蓝牙核心规格?

蓝牙核心规格是定义该技术并使具有互操作性的蓝牙设备生态系统蓬勃发展的关键基础之一。如同所有其他蓝牙规格,为了满足不断发展的技术和市场需求,蓝牙技术联盟核心工作组会定期更新和改进核心规格。蓝牙核心规格更新涵盖了从现有功能增强到主要新功能的引入等代表这项技术重大进步并为无线创新开辟新可能性的各个方面。使蓝牙技术继续扩展其功能并重新定义无线通信可能性的主要新功能和增强功能,包括低功耗蓝牙(LE)无线电的发布、远距离LE编码物理层(PHY)的引入以及最近发布的蓝牙寻向功能。

内容提要:最新核心规格“新”在哪?

最新版本增加了一些功能增强,包括对周期性广播、加密密钥大小控制和信道分类的增强。最新版本还加入了一个新的低速率连接(Connection Subrating)功能并删除了备用MAC和PHY(AMP)扩展。这些更新可能会改进许多蓝牙产品的可靠性、能效和用户体验。

 


1、周期性广播增强

新增加的一项功能增强是周期性广播数据包现在可以加入AdvDataInfo字段,使多余的数据得到更有效的处理。任何利用周期性广播进行广播数据通信的低功耗蓝牙(LE)产品以及传输冗余数据以提高可靠性的技术现在都可以为接收设备带来节能效益。

自动传输包含相同数据的多个数据包可以有效提高无线广播通信的可靠性。蓝牙广播设备常常会快速、连续地传输同一数据的多个副本以增加数据被接收的概率。但这种做法意味着接收设备经常会收到它已经成功接收和处理过的数据。通过允许发送设备在周期性广播发送的数据包中加入AdvDataInfo字段,接收设备现在可以识别出它们所收到的数据包是否包含它们已成功处理过的数据并选择在控制器中立即丢弃这些数据,而不是将它们发送给主机。接收设备越早识别和丢弃含有冗余数据的数据包,花在处理这些数据包上的电能就越少,这样就可以有更多的时间来扫描其他信道。换言之,不处理整个含有冗余数据的数据包不仅具有节能效果,而且还可以增加其他信道的接收器占空比。

2、加密密钥大小控制增强

新的和增强的HCI使主机能够更高效地确保使用最小可接受密钥长度来加密经典蓝牙(BR/EDR)设备间的连接。由于所有蓝牙BR/EDR连接强制使用加密或强烈建议使用加密,因此这些HCI增强功能可以提高许多经典蓝牙产品的信号收发效率。

蓝牙无线设备通常使用加密技术以确保未经授权的第三方无法访问两个连接设备之间传输的数据。决定所需保护强度的关键因素之一是用于加密数据的密钥大小或长度。在经典蓝牙(BR/EDR)中,用于加密数据的密钥大小是由两个控制器在建立连接时协商确定的。主机随后会查询其控制器,以确保选择了一个最小可接受长度密钥。如果没有该密钥,主机可以选择不通过连接发送数据。虽然这种方法可以确保只在主机认为具有适当保护的连接上传输数据,但它并不是最有效的方法。

为了改善这种情况,蓝牙核心规格v5.3引入了一个新的可选HCI(Set Min Encryption Key Size),使主机能够指定控制器在与另一设备建立连接时可以接受的最小密钥大小。此外,控制器用来通知主机现有连接加密设置发生更改的HCI(加密更改事件)命令经过增强后,加入了更改后的连接的密钥大小,通过使主机随后无需为了探索该信息而查询控制器来提高信号收发效率。

3、低速率连接

新的低速率连接功能使已建立的LE ACL连接能够在低占空比和高占空比之间快速切换,从而改进部分用例的用户体验。

低占空比连接的耗电量很小,而高占空比连接将消耗更多的电力,但能够提供更高的带宽。一些类型的蓝牙设备在执行其主要功能时保持低占空比以节省耗电量,但它们同时也支持需要更高占空比的其他用例。例如蓝牙助听器在放大声音时,大部分时间都处于低占空比状态,但如果用户接到电话或在智能手机上播放音乐,它就必须迅速切换到更高的占空比。

占空比的切换可能需要一些时间,而更新连接所需的时间往往会牺牲用户体验。低速率连接以一种不同的方式实现节能的低占空比并且能比非低速率连接更快切换到高占空比。低速率连接还能够更高效地处理变化的数据包速率或突发流量。而能够在需要时从低占空比连接快速切换至高占空比连接将为一些重要产品类型提供更好的用户体验。

  预计将受益于低速率连接的用例包括低功耗蓝牙音频产品,如助听器和使用传感器的蓝牙监测系统等。

4、信道分类增强

低功耗蓝牙(LE)外围设备现在可以执行信道分类并影响用于自适应跳频的信道图,在一些情况下还能增加连接的可靠性。

 

通过启用低功耗蓝牙外围设备来影响自适应跳频(AFH)信道图,可以提高距离不近的中心设备和外围设备的吞吐量和连接的可靠性。

两个蓝牙设备在连接时会使用一种被称为自适应跳频(AFH)的扩频技术。蓝牙技术将2.4GHz(ISM)频段划分为更小的信道,并在传输数据包时在这些信道之间快速跳转。而信道的选择依据信道选择算法和一个被称为信道图的数据表。该表将每个信道分类为可使用(适合使用)或不可使用(不适合使用)。

在核心规格v5.3之前,低功耗蓝牙信道分类仅由中央设备执行。但如果两个连接的设备之间的距离不近,外围设备的无线电条件可能与中央设备不同。因此如果仅由中央设备执行信道分类,信道图可能会包含被分类为“可使用”,但事实上对远程外围设备而言不可行的信道。这可能会增加数据包冲突的几率并有可能降低吞吐量。

现在,低功耗蓝牙中的外围设备和中心设备都可以执行信道分类。外围设备可以向中央设备报告信道分类,以便在更新中央设备信道图时也能考虑它们的情况。信道分类增强使两个设备都能确定哪些信道性能良好并且适合使用,这减少了数据包冲突的可能性、提高了吞吐量和可靠性。

由于外围设备现在可以执行信道分类并影响AFH信道图,因此所有与低功耗蓝牙(LE)连接的设备都可以从中受益。

5、删除备用MAC和PHY(AMP)扩展件

备用媒体访问控制和物理层扩展件(AMP)允许蓝牙系统在主蓝牙BR/EDR控制器之外再增加一个或多个副控制器。副控制器允许使用IEEE 802.11 MAC和PHY协议,而不是主控制器中的标准蓝牙层。

AMP在合格蓝牙产品中的使用频率很低,并且蓝牙技术联盟(SIG)已决定从蓝牙核心规格v5.3中删除这一功能。在收到进一步的通知之前,会员仍可根据早期版本的蓝牙核心规格对使用AMP的产品进行鉴定。

 

下一篇:暂时没有了
  • 联系方式
  • Email:info@abluetech.com
  • 地址:深圳市南山区南海大道1031号蛇口网谷
我的二维码

微信商城