淺談第五代藍牙版本特點

藍牙(Bluetooth)由藍牙技術聯盟(SIG)主導技術標準,以2.4至2.485 GHz的ISM頻段來進行通訊,主攻個人區域網路(PAN),下面簡單介紹第五代藍芽版本特點

 

藍芽5.0:

LE 2M PHY  : 能有更快速的速度,傳輸速度為2Mbps,是之前4.2 LE(低功耗）版本的兩倍。

LE Coded PHY: 能有更遠的有效距離,有效距離是前4.2LE版本的4倍,理論上藍牙發射和接收設備之間的有效工作距離可達300公尺。

Extended Advertising: 更多的傳輸功能,增加廣播訊息負載量,支援高達255字節的數據封包,能夠增加更多的數據傳輸功能,在數據傳遞容量提升方面更是達到8倍

Slot Availability Mask(SAM) : 標記設備的收發時間,讓其他藍芽設備獲取該訊息,即可以避免在該設備忙碌時爭搶頻道資源,有利於在頻道資源有限下維持多設備同時工作.

Improved Frequency Hopping: 跳頻序列現在是偽隨機,可以產生的不同序列的數量非常大,可用於面向連線的通道隨機選擇,可減少資料包衝突的機率.

 

藍牙5.1：

Direction Finding : 最顯著的功能之一是引入了訊號追蹤功能,這兩種方法稱為到達角(AoA)和出發角(AoD),允許設備確定訊號來自的方向,

                                  從而提高設備追蹤和定位能力,讓設備高精度地確定彼此的相對位置,讓室內導航,資產追蹤和室內定位等應用程式打開了大門.

GATT Caching Enhancements : 定義屬性快取策略,旨在允許客戶端在沒有任何內容改變時,跳過服務,減少GATT服務發現的需要,更快更低的功耗連接.

Advertising Enhancement 1: Randomized Advertising Channel Indexing: 隨機化廣播資料包衝突,減少資料包衝突次數並提高PER,減少繁忙射頻環境的干擾.

Advertising Enhancement 2: Periodic Advertising Sync Transfer : 在裝置之間傳輸定期同步廣播

Minor Enhancements:  其他地方的小改進.

 

藍牙5.2:

Enhanced Attribute Protocol : 屬性協定(ATT)的改進版本,稱為增強屬性協定,總的來說這些變化可以提供更好的使用者體驗,可以減少一個或多個應用程式的端到端延遲,
                                                     並且提高使用者的回應能力體驗,定義了新的 L2CAP 模式,新模式稱為L2CAP,EATT 比未增強的ATT具有安全優勢,因為它只能用在加密連線.

LE Power Control : 透過動態電源管理降低整體功耗,在連接的設備之間進行並透過主動維護接收器提高可靠性,訊號強度,與其他無線設備共存相關的改進

LE Isochronous Channels : 透過BLE實現音訊和高資料吞吐量,將音訊廣播到多個設備,將有時限的資料分發到一台或多台設備,其中同步連接組 1 個,至多包含同步連接串流31個,
                                               連接更可靠,功耗更低,共存性更好

藍芽 5.3:

AdvDataInfo in Periodic Advertising : 通常情況下,藍牙傳輸設備會多次發送相同的數據以確保其被接收,但這項創新意味著接收到的數據只需要檢查一次,重複的數據就會
                                                                  立即消失,即使是接收設備也可以從這種節能效率中受益,這樣可以更好地發現和跟踪,特別是在商場等擁擠的環境中,
                                                                  其中有許多藍牙低功耗 (BLE) 設備同時運行.

Encryption Key Size Control Enhancements : 現在可以指定是否希望裝置使用更長的金鑰或更快的加密演算法,傳輸資料時,藍牙裝置經常對其進行加密以保護資料,
                                                                              這種加密的安全性部分取決於金鑰的長度,主機指定最小密鑰大小的能力減少了發送器和接收器之間在此問題上的來回通訊量.

LE Enhanced Connection Update : 此功能可在低負荷和重負荷循環之間快速切換,從而改善使用者體驗,例如藍牙助聽器使用者通常會將裝置置於低佔空比,但當他們
                                                            接到電話或從智慧型手機播放音樂時,裝置切換到高佔空比的速度越快,使用者體驗就會越好.

LE Channel Classification : 當資料包通過多個頻率傳輸時,這項改進可以對外圍藍牙設備進行通道分類,以前這只能透過中央設備實現,但新方法將減少資料包衝突的可能性
                                              並提高吞吐量.

 

藍牙 5.4：

Periodic Advertising with Responses (PAwR)：PAwR是一種新型藍牙低功耗(LE)邏輯傳輸,提供了一種在大規模一對多拓撲中執行節能,雙向通訊的方法,這項新功能稱為
                                                                                 有回應的定期廣播,它將表示裝置連線可用性的資料建置為定期發送的資料包,以提供更高的連線可靠性。

Encrypted Advertising Data(EAD) : EAD 新增了加密廣告數據的能力,加密的廣告數據可以由任何裝置接收,但只能由先前已共享會話密鑰的裝置解密和認證,
                                                             此功能的顯著好處在於它允許對通過響應式週期性廣播共享的數據進行加密.

LE GATT Security Levels Characteristic(SLC) : 當GATT 用戶端嘗試存取伺服器屬性特性,描述符時,將檢查屬性權限,如果權限不足,存取將被拒絕,所有 GATT 功能將無法
                                                                            正常運作,但透過SLC可以升級其安全等級以重新嘗試存取先前失敗的操作,SLC使設備能夠識別其所有 GATT功能的安全模式和等級.

Advertising Coding Selection : 對於 LE 編碼 PHY，使用前向糾錯 (FEC) 演算法,從而顯著延長傳輸距離,該功能賦予主設備再向控制器傳輸廣播數據時選擇使用的編碼
                                                      系統能力,這一增強功能可以更靈活的平衡數據傳輸率和通訊範圍,從而根據具體通訊需求來優化性能.