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藍(lán)牙低能耗技術(shù)簡介藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)是低成本、短距離、可互操作的魯棒性無線技術(shù)，工作在免許可的2.4GHz ISM射頻頻段。
藍(lán)牙低能耗技術(shù)簡介藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)是低成本、短距離、可互操作的魯棒性無線技術(shù)，工作在免許可的2.4GHz ISM射頻頻段。它從一開始就設(shè)計(jì)為超低功耗（ULP）無線技術(shù)。它利用許多智能手段最大限度地降低功耗。藍(lán)牙低能耗技術(shù)采用可變連接時(shí)間間隔，這個(gè)間隔根據(jù)具體應(yīng)用可以設(shè)置為幾毫秒到幾秒不等。另外，因?yàn)锽LE技術(shù)采用非?？焖俚倪B接方式，因此平時(shí)可以處于“非連接”狀態(tài)（節(jié)省能源），此時(shí)鏈路兩端相互間只是知曉對方，只有在必要時(shí)才開啟鏈路，然后在盡可能短的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉鏈路。BLE技術(shù)的工作模式非常適合用于從微型無線傳感器（每半秒交換一次數(shù)據(jù)）或使用完全異步通信的遙控器等其它外設(shè)傳送數(shù)據(jù)。這些設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)量非常少（通常幾個(gè)字節(jié)），而且發(fā)送次數(shù)也很少（例如每秒幾次到每分鐘一次，甚至更少）。
藍(lán)牙低能耗技術(shù)簡介藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)是低成本、短距離、可互操作的魯棒性無線技術(shù)，工作在免許可的2.4GHz ISM射頻頻段。它從一開始就設(shè)計(jì)為超低功耗（ULP）無線技術(shù)。它利用許多智能手段最大限度地降低功耗。藍(lán)牙低能耗技術(shù)采用可變連接時(shí)間間隔，這個(gè)間隔根據(jù)具體應(yīng)用可以設(shè)置為幾毫秒到幾秒不等。另外，因?yàn)锽LE技術(shù)采用非?？焖俚倪B接方式，因此平時(shí)可以處于“非連接”狀態(tài)（節(jié)省能源），此時(shí)鏈路兩端相互間只是知曉對方，只有在必要時(shí)才開啟鏈路，然后在盡可能短的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉鏈路。BLE技術(shù)的工作模式非常適合用于從微型無線傳感器（每半秒交換一次數(shù)據(jù)）或使用完全異步通信的遙控器等其它外設(shè)傳送數(shù)據(jù)。這些設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)量非常少（通常幾個(gè)字節(jié)），而且發(fā)送次數(shù)也很少（例如每秒幾次到每分鐘一次，甚至更少）。
超低功耗無線技術(shù)
藍(lán)牙低能耗技術(shù)的三大特性成就了ULP性能，這三大特性分別是最大化的待機(jī)時(shí)間、快速連接和低峰值的發(fā)送/接收功耗。
無線“開啟”的時(shí)間只要不是很短就會(huì)令電池壽命急劇降低，因此任何必需的發(fā)送或接收任務(wù)需要很快完成。被藍(lán)牙低能耗技術(shù)用來最小化無線開啟時(shí)間的第一個(gè)技巧是僅用3個(gè)“廣播”信道搜索其它設(shè)備，或向?qū)で蠼⑦B接的設(shè)備宣告自身存在。相比之下，標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙技術(shù)使用了32個(gè)信道。
這意味著藍(lán)牙低能耗技術(shù)掃描其它設(shè)備只需“開啟”0.6至1.2ms時(shí)間，而標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙技術(shù)需要22.5ms時(shí)間來掃描它的32個(gè)信道。結(jié)果藍(lán)牙低能耗技術(shù)定位其它無線設(shè)備所需的功耗要比標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙技術(shù)低10至20倍。
值得注意的是，使用3個(gè)廣告信道是某種程度上的妥協(xié)：這是在頻譜非常擁擠的部分對“開啟”時(shí)間（對應(yīng)于功耗）和魯棒性的一種折衷（廣告信道越少，另外一個(gè)無線設(shè)備在選用頻率上廣播的機(jī)會(huì)就越多，就越容易造成信號沖突）。不過該規(guī)范的設(shè)計(jì)師對于平衡這種妥協(xié)相當(dāng)有信心——比如，他們選擇的廣告信道不會(huì)與Wi-Fi默認(rèn)信道發(fā)生沖突。
一旦連接成功后，藍(lán)牙低能耗技術(shù)就會(huì)切換到37個(gè)數(shù)據(jù)信道之一。在短暫的數(shù)據(jù)傳送期間，無線信號將使用標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙技術(shù)倡導(dǎo)的自適應(yīng)跳頻（AFH）技術(shù)以偽隨機(jī)的方式在信道間切換（雖然標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙技術(shù)使用79個(gè)數(shù)據(jù)信道）。
要求藍(lán)牙低能耗技術(shù)無線開啟時(shí)間最短的另一個(gè)原因是它具有1Mbps的原始數(shù)據(jù)帶寬——更大的帶寬允許在更短的時(shí)間內(nèi)發(fā)送更多的信息。舉例來說，具有250kbps帶寬的另一種無線技術(shù)發(fā)送相同信息需要開啟的時(shí)間要長8倍（消耗更多電池能量）。
藍(lán)牙低能耗技術(shù)“完成”一次連接（即掃描其它設(shè)備、建立鏈路、發(fā)送數(shù)據(jù)、認(rèn)證和適當(dāng)?shù)亟Y(jié)束）只需3ms。而標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙技術(shù)完成相同的連接周期需要數(shù)百毫秒。再次提醒，無線開啟時(shí)間越長，消耗的電池能量就越多。
藍(lán)牙低能耗技術(shù)還能通過兩種其它方式限制峰值功耗：采用更加“寬松的”射頻參數(shù)以及發(fā)送很短的數(shù)據(jù)包。兩種技術(shù)都使用高斯頻移鍵控（GFSK）調(diào)制，但藍(lán)牙低能耗技術(shù)使用的調(diào)制指數(shù)是0.5，而標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙技術(shù)是0.35。0.5的指數(shù)接近高斯最小頻移鍵控（GMSK）方案，可以降低無線設(shè)備的功耗要求（這方面的原因比較復(fù)雜，本文暫不贅述）。更低調(diào)制指數(shù)還有兩個(gè)好處，即提高覆蓋范圍和增強(qiáng)魯棒性。
標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙技術(shù)使用的數(shù)據(jù)包長度較長。在發(fā)送這些較長的數(shù)據(jù)包時(shí)，無線設(shè)備必須在相對較高的功耗狀態(tài)保持更長的時(shí)間，從而容易使硅片發(fā)熱。這種發(fā)熱將改變材料的物理特性，進(jìn)而改變傳送頻率（中斷鏈路），除非頻繁地對無線設(shè)備進(jìn)行再次校準(zhǔn)。再次校準(zhǔn)將消耗更多的功率（并且要求閉環(huán)架構(gòu)，使得無線設(shè)備更加復(fù)雜，從而推高設(shè)備價(jià)格）。
相反，藍(lán)牙低能耗技術(shù)使用非常短的數(shù)據(jù)包——這能使硅片保持在低溫狀態(tài)。因此，藍(lán)牙低能耗收發(fā)器不需要較耗能的再次校準(zhǔn)和閉環(huán)架構(gòu)。
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藍(lán)牙TD5322A-AC6328A完整資料立即下載
類別：通信網(wǎng)絡(luò) 2025-03-06 標(biāo)簽：藍(lán)牙BLE數(shù)傳
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