藍(lán)牙之所以能夠成為當(dāng)前最普及的無(wú)線連接技術(shù)之一，不僅取決于其低功耗低成本的硬件優(yōu)勢(shì)，也取決于其不斷推陳出新的標(biāo)準(zhǔn)。然而在當(dāng)前藍(lán)牙5.2還未普及的情況下，藍(lán)牙SIG就在7月13日發(fā)布了藍(lán)牙5.3核心規(guī)范。

藍(lán)牙5.3主要引入了4大功能更新，定期廣告增強(qiáng)、加密密鑰大小的控制增強(qiáng)、連接替換和信道分類增強(qiáng)，除此之外，5.3版本還刪除了備用MAC和PHY（AMP）擴(kuò)展。

定期廣告增強(qiáng)

在藍(lán)牙5.2的核心規(guī)范中，一旦控制器收到定期廣告包，就必須通知并喚醒主機(jī)，傳輸廣告包數(shù)據(jù)。但由于控制器并不能識(shí)別定期廣告包內(nèi)是否含有相同的數(shù)據(jù)，所以主機(jī)可能會(huì)收到多余的數(shù)據(jù)。

而藍(lán)牙5.3中，定期廣告引入了AdvDataInfo（ADI）字段。如此一來(lái)，主機(jī)可以向控制器發(fā)出指示，讓其過(guò)濾掉已經(jīng)接受過(guò)的相同數(shù)據(jù)。此舉減少了主機(jī)收到數(shù)據(jù)包的數(shù)量，從而提高了能耗，還改善了信道RX占空比。

加密密鑰大小的控制增強(qiáng)

藍(lán)牙5.2中確定密鑰大小的過(guò)程 / 藍(lán)牙SIG

在5.2及之前的版本中，在協(xié)商新連接的密鑰大小時(shí)，主機(jī)是無(wú)法設(shè)下控制器使用的最小密鑰大小的。主機(jī)只能在收到控制器發(fā)送的“加密改變”事件后，通過(guò)發(fā)送一個(gè)“HCI讀取加密密鑰大小”指令來(lái)確定控制器同意的密鑰大小，這樣就多出了不必要的傳輸。

藍(lán)牙5.3引入了一條加強(qiáng)的和一條全新的HCI指令，BR/EDR控制器可以在通知主機(jī)啟用加密的同時(shí)，告知主機(jī)協(xié)商好的密鑰大小。這樣以來(lái)就消除了一次額外的主機(jī)和控制器通信，節(jié)省了處理的時(shí)間和所需能量，同時(shí)避免了短期內(nèi)使用不可接受的密鑰大小。

連接替換

不少設(shè)備可能需要在不同的占空比下循環(huán)工作，在平時(shí)維持低功耗，需要傳輸大量數(shù)據(jù)時(shí)再轉(zhuǎn)換至高占空比模式，但這個(gè)連接更新的過(guò)程很可能會(huì)花上不少時(shí)間，因此在實(shí)際使用中出現(xiàn)較高的延遲。

藍(lán)牙5.3引入的連接替換功能采用了全新的過(guò)渡模式，可以在高低占空比模式之間更快切換，設(shè)備在處理不同包傳輸速率和突發(fā)式的工作中效率更高。這一特性可以進(jìn)一步完善LE音頻中的助聽(tīng)功能，同樣受益的還有一些使用傳感器的智能監(jiān)控系統(tǒng)，比如血糖儀等。

信道分類增強(qiáng)

抗干擾是往往是無(wú)線連接最頭疼的問(wèn)題之一，藍(lán)牙也不可避免。藍(lán)牙的BR/EDR將ISM頻段分為80個(gè)信道，BLE將該頻段分為40個(gè)信道，使用同一信道的其他設(shè)備往往會(huì)產(chǎn)生一定的干擾。

BLE信道和中心頻率 / 藍(lán)牙SIG

而5.2版本之前的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)中，BLE信道的分類往往是由中央設(shè)備決定的，中央設(shè)備的控制器根據(jù)本地測(cè)得的信道性能表現(xiàn)或主機(jī)提供的信息來(lái)確定信道分類，從而完成自適應(yīng)跳頻（AFH）。但中央設(shè)備和外圍設(shè)備的相對(duì)距離不一定很近，所以兩者的信道性能表現(xiàn)可能會(huì)存在差異，從而選取了不佳的信道，導(dǎo)致周圍設(shè)備出現(xiàn)封包碰撞或吞吐量降低等情況。

藍(lán)牙5.3版本中的信道分類增強(qiáng)功能使得外圍設(shè)備可以根據(jù)其經(jīng)歷的射頻條件，將所需的信道圖發(fā)給中央設(shè)備，交由中央設(shè)備做出決定來(lái)獲取最理想的信道圖。信道分類增強(qiáng)可以提升整體的無(wú)線連接表現(xiàn)，改善藍(lán)牙抗干擾的性能。

刪除備用MAC和PHY（AMP）擴(kuò)展

AMP是藍(lán)牙3.0引入的一個(gè)功能，由于AMP的存在，藍(lán)牙系統(tǒng)可以在主要藍(lán)牙BR/EDR控制器的基礎(chǔ)上加入一個(gè)或多個(gè)次級(jí)控制器。次級(jí)控制器可以使用IEEE 802.11的MAC和PHY協(xié)議，而不是主控器中的標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙層。

這種交替射頻技術(shù)在引入Wi-Fi后，可以做到更快的數(shù)據(jù)傳輸。其實(shí)這項(xiàng)功能最開(kāi)始是引入U(xiǎn)WB技術(shù)的，不過(guò)在WiMedia聯(lián)盟解散后，相關(guān)的開(kāi)發(fā)就沒(méi)有延續(xù)下去，最終的標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有引入U(xiǎn)WB。

然而AMP用于通過(guò)認(rèn)證的藍(lán)牙產(chǎn)品中的頻率并不高，因此藍(lán)牙SIG決定在藍(lán)牙5.3中刪除這一擴(kuò)展。在后續(xù)進(jìn)一步通知前，藍(lán)牙SIG成員依然可以用之前的版本來(lái)認(rèn)證使用AMP的產(chǎn)品。

結(jié)語(yǔ)

藍(lán)牙5.3并沒(méi)有引入什么新的突破功能，卻對(duì)連接性和效率進(jìn)行了完善，為這個(gè)最常見(jiàn)的無(wú)線連接方式提供了更高的可靠性。根據(jù)藍(lán)牙SIG的官方數(shù)據(jù)庫(kù)，目前已經(jīng)有不少?gòu)S商開(kāi)始了藍(lán)牙5.3的測(cè)試驗(yàn)證工作，比如NXP、杰理科技和炬芯科技等，CEVA也發(fā)布了RivieraWaves的藍(lán)牙5.3 IP，明年我們應(yīng)該就可以看到相關(guān)產(chǎn)品的面世。