Bluetooth определение мощности сигнала

Обновлено: 06.07.2024

Вполне возможно, что именно с этими словами средневекового датского короля Харальда II Синезубого (Harald II Bluetooth) связано его другое прозвище - "объединитель", через 1000 лет ставшее названием нового интерфейса беспроводной связи.

Что же такое Bluetooth? Это технология беспроводной связи, созданная в 1998 году группой компаний: Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba. В настоящее время разработки в области Bluetooth ведутся Bluetooth SIG (Special Interest Group), в которую входят также Lucent, Microsoft и многие другие.

Основное назначение Bluetooth - обеспечение экономичной (с точки зрения потребляемого тока) и дешевой радиосвязи между различными типами электронных устройств, причем немалое значение придается компактности электронных компонентов, что дает возможность применять Bluetooth в малогабаритных устройствах размером с наручные часы.

Интерфейс Bluetooth позволяет передавать как голос (со скоростью 64 Кбит/сек), так и данные. Для передачи данных могут быть использованы асимметричный (721 Кбит/сек в одном направлении и 57,6 Кбит/сек в другом) и симметричный методы (432,6 Кбит/сек в обоих направлениях). Работающий на частоте 2.4 ГГц приемопередатчик, коим является Bluetooth-чип, позволяет в зависимости от степени мощности устанавливать связь в пределах 10 или 100 метров. Разница в расстоянии, безусловно, большая, однако соединение в пределах 10 м позволяет сохранить низкое энергопотребление, компактный размер и достаточно невысокую стоимость компонентов. Так, маломощный передатчик потребляет всего 0.3 мА в режиме standby и в среднем 30 мА при обмене информацией.

Bluetooth работает по принципу FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum). Вкратце это можно объяснить так: передатчик разбивает данные на пакеты и передает их по псевдослучайному алгоритму скачкообразной перестройки частоты (1600 раз в секунду), или шаблону (pattern), составленному из 79 подчастот. "Понять" друг друга могут только те устройства, которые настроены на один и тот же шаблон передачи - для посторонних приборов переданная информация будет обычным шумом.

Основным структурным элементом сети Bluetooth является так называемая "пикосеть" (piconet) - совокупность от 2 до 8 устройств, работающих на одном и том же шаблоне. В каждой пикосети одно устройство работает как master, а остальные как slave. Master определяет шаблон, на котором будут работать все slave-устройства его пикосети, и синхронизирует ее работу. Стандарт Bluetooth предусматривает соединение независимых и даже не синхронизированных между собой пикосетей (до 10) в так называемую "scatternet" (я еще не встречал корректного русского перевода этого термина, но один из вариантов перевода глагола to scatter звучит как "рассеивать"). Для этого каждая пара пикосетей должна иметь как минимум одно общее устройство, которое будет master'ом в одной и slave'ом в другой. Таким образом, в пределах отдельной scatternet с интерфейсом Bluetooth может быть одновременно связано максимум 71 устройство, однако никто не ограничивает применение устройств-гейтов, использующих тот же Internet для более дальней связи.

Частотный диапазона Bluetooth в большинстве стран свободен от лицензирования, но во Франции, Испании и Японии из-за законодательных ограничений необходимо использовать отличные от указанных выше частоты.

Говоря о беспроводной связи, нельзя не затронуть вопрос безопасности такого соединения. Помимо фокуса с частотными шаблонами и необходимости синхронизации приемопередачи в стандарте Bluetooth предусмотрено шифрование передаваемых данных с ключом эффективной длины от 8 до 128 бит и возможностью выбора односторонней или двусторонней аутентификации (конечно, можно обойтись вообще без аутентификации), что позволяет устанавливать стойкость результирующего шифрования в соответствии с законодательством каждой отдельной страны (в некоторых странах запрещено использование сильной криптографии:). В дополнение к шифрованию на уровне протокола может быть применено шифрование на уровне приложений - здесь уже применение сколь угодно стойких алгоритмов никто не ограничивает.

Часто приходится сталкиваться с мнением, что находящиеся в пределах действия связи Bluetooth-устройства могут просто соединиться и начать обмениваться информацией, которая, возможно, не предназначена для сторонних ушей или глаз. На самом деле автоматический обмен информацией между Bluetooth-устройствами ведется лишь на уровне аппаратного обеспечения, т.е. исключительно для определения самого факта возможности соединения. А вот на уровне приложений пользователь сам решает, ввести или запретить автоматическую установку связи. Таким образом, использование Bluetooth становится не опаснее подключения к Интернету, в котором все узлы также соединены электрически, но это еще не означает получение безоговорочного доступа к любому ресурсу.

Стоит также заметить, что стандарт Bluetooth разрабатывался с расчетом на малую мощность, поэтому воздействие его на организм человека сведено к минимуму.

Основным направлением использования Bluetooth должно стать создание так называемых персональных сетей (PAN, или private area networks), включающих такие разноплановые устройства, как мобильные телефоны, PDA, МР3-плееры, компьютеры и даже микроволновые печи с холодильниками (вот уж что давно не подключали в сеть ). Возможность передачи голоса позволяет встраивать интерфейс Bluetooth в беспроводные телефоны или, например, беспроводные гарнитуры для сотовых телефонов. Возможности применения Bluetooth на практике безграничны: помимо синхронизации PDA с настольным компьютером или подсоединения относительно низкоскоростной периферии вроде клавиатур или мышей интерфейс позволяет очень просто и с небольшими затратами организовать домашнюю сеть. Причем узлами этой сети могут быть любые устройства, имеющие потребность в информации либо обладающие необходимой информацией.

Давайте сравним Bluetooth с другим не менее известным интерфейсом беспроводной связи - IEEE 802.11, тем более что оба решения уже доступны на широком рынке. Основные различия между ними можно свести к следующему:

IEEE 802.11	Bluetooth
1. Назначение	Беспроводные домашние/офисные сети	Замена кабельных соединений для компактных коммуникационных средств
2. Рабочая частота	2.4 ГГц	2.4 ГГц
3. Максимальная скорость передачи данных	11 Мбит/сек (IEEE 802.11b), 2Мбит/сек (IEEE 802.11)	721 Кбит/сек
4. Дальность действия	100 м	10 м или 100 м
5. Максимальное количество узлов	128 устройств на сеть	8 устройств на одну пикосеть, макс. 10 пикосетей, т.е. до 71 устройства на один scatternet
6. Голосовые каналы	Нет (опционально)	3 канала
7. Доступность	Сейчас	Сейчас
8. Цена	$100-$400 за узел	Около $5 за узел

Как легко заметить, интерфейс Bluetooth намного лучше приспособлен для использования в тех беспроводных устройствах связи, где требуется достаточно низкая цена, нет необходимости в высоких скоростях и желательно низкое энергопотребление. Однако, как уже отмечалось, возможно создание комбинированных сетей, тем более что IEEE 802.11 работает совершенно по другому принципу кодирования передаваемых данных, следовательно, находясь на одной и той же рабочей частоте, оба стандарта будут слышать друг друга физически, но чужие сигналы будут расценены каждым из них как посторонний шум.

Немаловажным аспектом в развитии Bluetooth является тот факт, что эта технология не подлежит лицензированию и ее использование не требует выплаты каких-либо лицензионных отчислений (хотя и требует подписания бесплатного соглашения). Такая политика позволила многим компаниям энергично включиться в процесс разработки устройств с интерфейсом Bluetooth, кои были в большом количестве продемонстрированы на выставке CeBIT 2001.

Наибольший интерес, естественно, вызывают устройства, обеспечивающие переход с уже существующих интерфейсов на Bluetooth. Одним из них стало Industrial Bluetooth Serial Port Adapter шведской компании connectBlue. Как видно из названия, это устройство предназначено для промышленного применения и позволяет подключать к Bluetooth любые приборы, оборудованные последовательным портом:

Типичным вариантом использования может стать, например, конфигурирование промышленных установок при помощи ноутбука.

дальность действия - до 10 м,
скорость передачи - 300-115200 Кбит,
напряжение питания - 9-30 Вольт.

Компания Belkin, знаменитая, в частности, своими продуктами для шины USB, представила целый набор устройств Bluetooth:

Эта карта формата PCMCIA Type II позволяет всем устройствам, имеющим подобный слот, получить Bluetooth интерфейс со скоростью до 721 Кбит/сек. Дальность действия - 10 м.

Здесь мы видим отличное USB решение для настольных (и не только) компьютеров: характеристики те же, что и в предыдущем случае, к тому же это устройство позволяет обмениваться данными по голосовым каналам.

Есть даже адаптер для Palm V: Palm просто кладется в него, как в стандартную кроватку, после чего можно синхронизироваться с настольным компьютером или выходить в Интернет при помощи мобильного телефона, также снабженного Bluetooth интерфейсом. Данный адаптер питается от батареи самого Palm'а.

На выставке можно было найти даже Bluetooth адаптер для Compact Flash:

Компания Troy XCD представила адаптер для подключения принтера с интерфейсом Centronics к Bluetooth:

Компания обещает выпустить его на рынок в начале лета, примерная стоимость - около 195$.

Не менее интересным вариантом применения технологии Bluetooth может стать организация беспроводного доступа в локальную сеть и/или Интернет для устройств в малом офисе или дома. Безусловным лидером в этой области стала компания Red-M , представившая свое решение - сервер Red-M 3000AS:

А вот фотография его прототипа в работе:

3000AS представляет собой Linux-сервер, который может также работать как шлюз в локальную сеть или Интернет. В отличие от большинства других Bluetooth-устройств 3000AS имеет мощный приемопередатчик, обеспечивающий связь в пределах 100 м, причем в комплект входит внешняя антенна, повышающая надежность связи при наличии внешних помех. Для подключения можно использовать ISDN (с выбором вариантов "постоянно онлайн" или "подключение по требованию"), 10/100 Мбит Ethernet, а также RS-232 для сервисного применения. Сервер может также быть запитан через UPS.

Для расширения доступа к серверу могут использоваться малогабаритные точки доступа Red-M 1000AP:

Сервер автоматически определяет и конфигурирует все точки доступа, находящиеся в пределах дальности его действия. Внешние устройства могут быть подсоединены к точке доступа через 10/100 Мбит Ethernet.

Схожую систему представил MiTAC: их Bluetooth Access Point несет на борту 750МГц процессор Transmeta Crusoe TM5400, встроенный NAT и DHCP сервер и, как и предыдущий образец, мощный приемопередатчик дальностью действия до 100 м:

Отличным дополнением к такой системе может стать устройство от Canon - Bluetooth модуль для цифрового фотоаппарата:

Только представьте себе - фотоаппарат сможет автоматически сбрасывать снимки через Bluetooth-гейт на вашу рабочую станцию, или тот же субноутбук, или даже через подключенный к Интернет сотовый телефон с поддержкой Bluetooth… в общем, возможности бесконечны.

Распространенным вариантом является подключение стандартных устройств ввода через Bluetooth, например, вот так:

Sony представила на CeBIT специальный модуль в формате Memory Stick под названием InfoStick:

Очень неплохая идея, особенно учитывая наличие аналогичного устройства для Compact Flash.

Остается только заметить, что лицензирование поддержки Bluetooth бесплатно и необходимо только для заключения соглашения об использовании торговых марок. Так что в скором будущем мы вполне можем ожидать появление Bluetooth в лампочках и утюгах :). А если серьезно, то технология Bluetooth может совершить настоящую революцию в мире персональных коммуникаций и вообще в жизни человека. А вот насколько нам нужна еще одна революция - это еще предстоит решить.

Технология Bluetooth позволяет создавать сети типа «точка-точка» и «точка-многоточка» без необходимости создания строгой беспроводной инфраструктуры. Два или более устройств разделяют один беспроводной канал и объединяются в специальную сеть или пикосеть. С одним устройством, функционирующим как «ведущий» (master), могут активно функционировать в пикосети до семи других устройств или «ведомых» (slave) [1]. Поскольку технология беспроводной передачи данных Bluetooth находит все большее применение в разнообразных потребительских устройствах, появляются приложения, требующие более высоких скоростей передачи данных, такие как потоковое аудио с CD-качеством и передача и печать цифровых изображений. Кроме того, запросы потребителей для устройств беспроводной связи на коротких дистанциях все время повышаются и постепенно приходят к потребности работать с множеством приложений одновременно внутри одной пикосети.

Чтобы удовлетворить запросы потребителей, технология беспроводной передачи данных Bluetooth продолжает развиваться, появляются новые улучшения, позволяющие обеспечить более высокие скорости передачи данных и более долгий срок работы от батарей, которые появились с введением режима EDR — Enhanced Data Rate. Режим Bluetooth EDR представляет собой дополнение физического уровня к основной спецификации ядра [2], которое обеспечивает увеличение эффективной скорости передачи данных от двух до трех раз по сравнению с более ранними версиями при сохранении обратной совместимости. Благодаря более высоким скоростям передачи данных в режиме EDR радиоинтерфейс работает с уменьшенным рабочим циклом, что обеспечивает снижение рассеиваемой мощности и, соответственно, увеличение времени работы от батарей. Режим EDR также позволяет множеству приложений более эффективно использовать доступную полосу пропускания и достигать более высокой суммарной производительности.

Развитие технологии Bluetooth

Системы Bluetooth, как первоначально определялось в версии 1.0 спецификации ядра, функционируют в нелицензируемом диапазоне частот ISM (ISM — Industrial-Scientific-Medical) 2,4 ГГц. Небольшая мощность передачи РЧ-сигнала обеспечивает соединение между устройствами на расстоянии до 10–100 м. Система использует метод FHSS (Frequency Hopped Spread Spectrum — скачкообразное изменение частоты с расширенным спектром). Интенсивность хопов составляет 1600 хопов/с (номинальное значение), давая таким образом, более 79 канальных частот в ISM-диапазоне.

Позднее спецификация ядра была модифицирована (версия 1.2) с введением AFH (Adaptive Frequency Hopping — адаптивное скачкообразное изменение частоты). Одной из причин для такого изменения были проблемы взаимной интерференции, возникающей между устройствами Bluetooth и 802.11b/g WLAN. Используя AFH, система Bluetooth способна измерять помехи и избегать тех частотных каналов, которые могут привести к снижению производительности системы. Система может корректировать число используемых каналов от 79 до 20, в зависимости от необходимости [3]. Реализованные в версии 1.2 улучшения функции опроса и страничной работы (paging operations) обеспечивают время подключения менее 0,5 с в сравнении с 4–5 с в устройствах, совместимых с версией 1.0. Дополнительные улучшения имеют место в качестве соединения, используя повторную передачу данных при возникновении ошибок и улучшенное управление потоком данных посредством введения новых типов пакетов, расширяющих функциональность устройств версии 1.2 при сохранении обратной совместимости со спецификацией 1.0.

Спецификация ядра была недавно обновлена для включения режимов более высоких скоростей передачи данных с введением EDR в версии 2.0 (v2.0+EDR) [2]. Эта последняя спецификация имеет все функциональные характеристики версии 1.2 с дополнением двух новых схем модуляции, введенных в секцию полезной нагрузки пакета. Эти типы пакетов EDR обеспечивают максимальные скорости передачи данных вплоть до 2 и 3 Мбит/с. Увеличение в пиковой скорости передачи данных выше базовой скорости 1 Мбит/с достигается применением DPSK (Differential Phase Shift Keying — относительная фазовая манипуляция), благодаря чему число передаваемых в символе бит увеличивается в два-три раза. Чтобы обеспечить обратную совместимость с версией 1.2 и одновременную работу радиоинтерфейса 1.2 и 2.0+EDR в одной пикосети, все устройства используют одинаковый код доступа, заголовок и схему скачкообразного изменения частоты.

Структура пакета и формат модуляции

Системы Bluetooth используют схему TDD (Time Division Duplexing — дуплексирование с временным разделением), где физический канал разделяется на временные слоты. Все пакеты содержат код доступа, заголовок и полезные данные. Код доступа используется для синхронизации, компенсации DC-смещения и идентификации пакетов в физическом канале. Коды доступа также используются в операциях разбиения на страницы, запросах и операциях паркинга в системах Bluetooth. Заголовок содержит управляющую соединением информацию, которая включает и тип пакета. Полезная нагрузка содержит голос и данные, а также может содержать управляющую информацию или сведения для коррекции ошибок (в зависимости от типа передаваемого пакета).

Чтобы обеспечить обратную совместимость с более ранними версиями спецификации ядра, код доступа и заголовочная информация модулируются на РЧ-несущую методом GFSK (Gaussian frequency shift keying — гауссовская частотная манипуляция). Схема модуляции GFSK обеспечивает максимальную скорость передачи данных 1 Мбит/с модуляцией одного бита на символ, что дает в результате символьную скорость 1*106 символов/с. Данные модулируются с помощью сдвига или девиации частоты несущей минимум на 115 кГц. Логическая 1 представляется как положительное отклонение частоты, а логический 0 представляется как отрицательное отклонение частоты. Вид модуляции в порции полезной нагрузки общего пакета — также GFSK. Общий пакет сейчас представляется как базовый пакет в v2.0+EDR, чтобы получить схему 1 Мбит/с GFSK из двух форматов пакетов EDR с более высокой скоростью передачи данных. Модулированный GFSK-сигнал использует гауссовское формирование импульсов, чтобы обеспечить спектральную плотность с поддержанием значения 20 дБ для всей ширины полосы пропускания 1 МГц.

Для режимов более высоких скоростей EDR, как указано в v2.0+EDR, данные полезной нагрузки модулируются по одной из двух схем модуляции DPSK. Пакет EDR для передачи 2 Мбит/с, обязательный для устройств EDR, использует полезную нагрузку, модулированную с π/4 относительной четвертной фазовой манипуляцией (π/4-DQPSK). Необязательные пакеты EDR со скоростью 3 Мбит/с используют модуляцию 8DPSK. Как пример, показывающий два различных формата модуляции пакетов EDR, рис. 1 иллюстрирует результаты измерения амплитуды в зависимости от времени для формы сигнала EDR с модуляцией GFSK во время следования кода доступа и заголовка, а также модуляцию 8DPSK во время следования полезной нагрузки. Для этой формы сигнала длина пакета примерно равна 450 мкс, которая содержится внутри указанного тайм-слота размером 650 мкс. Спектральная плотность пакета EDR достигается использованием специального формирования импульсов через порцию модулированных DPSK сигналов. Эта техника формирования импульсов дает в результате спектральную плотность ?20 дБ при полосе пропускания 1,5 МГц, которая больше, чем полоса пропускания для формата модуляции GFSK. Федеральная комиссия связи США (FCC — Federal Communication Commission) разрешила использование радиоинтерфейсов Bluetooth EDR в ISM-диапазоне 2,4 ГГц и ослабила требования к занятой ?20 дБ полосой пропускания с 1,0 МГц до 1,5 МГц.

Рис. 1. Зависимость мощности от времени для пакета EDR, показаны части модуляции пакета GFSK и 8DPSK

В результате изменения модуляции пакета EDR для синхронизации в новом формате модуляции требуются дополнительная временная и управляющая информация. Следующий заголовок в пакете EDR является кратковременным периодом, который дает устройству Bluetooth время, чтобы подготовиться к изменению формата модуляции на DPSK. Этот короткий промежуток времени или «защитный временной интервал» находится между 4,75 мкс и 5,2 мкс. Защитный интервал следует за синхронизирующей последовательностью, которая содержит один опорный символ и 10 символов DPSK. Эта последовательность требуется для синхронизации времени символа и фазы для одного из двух типов модуляции, использующихся в пакете EDR. Рис. 2 показывает измерение амплитуды в зависимости от времени для пакета EDR в течение времени, когда модуляция изменяется с GFSK на 8DPSK. Этот рисунок показывает защитное время 5 мкс и 11 синхронизирующих бит в начале полезной нагрузки EDR.

Рис. 2. Зависимость мощности сигнала от времени, показан переход между схемами модуляции GFSK и 8DPSK

Дифференциально декодированный фазомодулированный сигнал, используемый в режиме EDR, может быть демодулирован без оценки фазы несущей. В этом случае принятый сигнал сравнивается с фазой предыдущего символа [4]. Формат модуляции относительного кодирования, определенный для передачи 2 Мбит/с, является π/4-DQPSK. Созвездие π/4- DQPSK может быть представлено как суперпозиция двух QPSK-создвездий, смещенных на 45° друг относительно друга. Фазы символа попеременно выделяются из созвездия QPSK от одного к другому для каждого символьного периода. В результате, следующие символы имеют относительный сдвиг фаз, который равен одному из четырех углов:0; ±π/4; ±π/2; ±3π/4; π. Переход символа от одного созвездия к другому всегда гарантирует, что имеется изменение фазы между символами, упрощающее восстановление тактовой синхронизации [4]. На рис. 3 показано созвездие π/4-DQPSK для части пакета EDR. Этот рисунок показывает измерение большого числа символов, дающих в результате восемь желаемых точек созвездий. Отметим, что в течение периода любого одного символа доступны только четыре точки созвездия или переходов, что дает в результате передачу два бита на символ. Этот рисунок показывает комбинацию двух раздельных созвездий QPSK, сдвинутых на 45 градусов, помеченных как A, B, C и D для одного созвездия и 1, 2, 3 и 4 для другого.

Рис. 3. Измерение параметров созвездия для полезной нагрузки EDR при модуляции π/4-DQPSK

Второй формат модуляции EDR определен для передачи со скоростью 3 Мбит/с — это 8DPSK. Достигается дальнейшее увеличение скорости передачи данных через четыре точки созвездия для каждого символа. В сумме восемь точек созвездия позволяют делать передачу трех бит на символ, давая в результате улучшение в скорости передачи данных в три раза по сравнению со схемой модуляции GFSK. Этот тип модуляции имеет множество преимуществ, как π/4-DQPSK, включая использование некогерентных схем модуляции. Демодуляция 8DPSK происходит оценкой относительной разности фаз последующих символов, давая в результате углы 0, ±π/4, ±π/2, ±3π π/4 и π. Как все восемь точек созвездия или переходы, доступные между символами, могут быть переданы три бита данных на символ. Увеличение в скорости передачи данных приходит без неприятностей, так как модулированный 8DPSK сигнал является более чувствительным к шуму благодаря меньшему расстоянию между точками созвездия, в сравнении с сигналами π/4-DQPSK.

Технология измерения EDR и контрольный пример

С введением EDR в спецификацию ядра Bluetooth были добавлены дополнительные специфические для EDR тесты радиочастотного уровня, методики измерения и спецификация (TSS/TP) [5]. Новые тесты позволяют осуществлять предварительное измерение параметров устройств Bluetooth во время работы, что может быть весьма полезным во время начальных этапов разработки радиоинтерфейса. Специфические для интерфейса EDR измерения для передатчиков включают относительную мощность передачи, стабильность частоты несущей, точность модуляции и относительное фазовое кодирование. Специфические измерения EDR для Bluetooth-приемников включают чувствительность, частоту появления (коэффициент) ошибок (BER — Bit Error Rate) и максимальный входной уровень.

Пример EDR-передатчика

Измерение относительной мощности передачи EDR предназначено для проверки различия между средней мощностью передачи в течение модуляции GFSK и того, что средняя мощность передачи во время модуляции DPSK находится внутри указанного диапазона +4 дБ…–1 дБ. Относительная мощность вычисляется из разности среднего измерения мощности, полученного на 80 % порции GFSK пакета для среднего измерения мощности, полученного на 80 % порции DPSK. На рис. 4 показаны результаты относительного измерения мощности сигнала EDR при модуляции N π/4-DQPSK с радиочастотной несущей в средней частоте диапазона 2441 МГц. Как показано на рис. 4, измерение средней мощности для форм сигналов GFSK и N π/4-DQPSK равно –14,4 дБ и –16,22 дБ соответственно. Относительная мощность передачи рассчитана как +1,82 дБ и находится внутри указанного диапазона –1…+4 дБ.

Рис. 4. Измерение параметров пакета EDR с модуляцией π/4-DQPSK

Измерение стабильности несущей частоты EDR начинается с определения начальной ошибки центральной частоты в заголовке GFSK. Отклонения частоты в битах логической 1 и битах логического 0 измеряются и представляются как ωi (ωI = [Δω1+Δω2] / 2). Начальная ошибка частоты рассчитывается между ±75 кГц. Частотная ошибка в части EDR-пакета корректируется при использовании этой начальной частотной ошибки, ωi. Корректированная форма сигнала затем разделяется на 200 блоков по 50 символов длиной. Оставшаяся частотная ошибка в каждом блоке представляется как ω0. Наихудший блок частотной ошибки, ω0, задан в диапазоне между ±75 кГц. Это значение представляет максимальное отклонение (размах) ошибки частоты, которое включает начальную ошибку в коде доступа и уход частоты, который может происходить в измеряемых блоках. Рис. 4 показывает частотную стабильность формы сигнала EDR. Здесь стабильность начальной частоты измерена как –5,997 кГц, блок ошибки частоты – 0,857 кГц и объединенная частотная ошибка как –6,854 кГц. Все эти измеренные значения, как видно, находятся в пределах допустимых внутри требуемых спецификацией полей допуска.

Измерения точности модуляции EDR определяют качество дифференциальной модуляции и предназначены, чтобы обнаружить ошибки, которые могут вызывать проблемы в реальном дифференциальном приемнике. Точность модуляции проверяется измерением дифференциального амплитудного вектора (DEVM — Differential Error Vector Magnitude), которое аналогично традиционному измерению амплитуды вектора ошибки, применяемому в других телекоммуникационных системах [6]. DEVM определяется как амплитуда ошибки между двумя принятыми сигналами, одного пробельного символа отдельно по времени. Измерение DEVM передает синхронизирующую последовательность и полезную нагрузку 200 блоков по 50 символов в каждом блоке. Точность модуляции представляется как три значения, 99 % DEVM, среднеквадратическое DEVM (RMS DEVM) и пиковое DEVM (Peak DEVM) [1]. Рис. 4 показывает точность модуляции для измеренной формы сигнала EDR, используя модуляцию π/4-DQPSK. Значения 99 % DEVM, среднеквадратического DEVM и пикового DEVM для этого сигнала измерены, представлены в процентах и равны 10,24 %, 11,57 % и 5,5 % соответственно. Как показано на рисунке, все измеренные значения DEVM для этой формы сигнала находятся внутри требуемых спецификацией.

Тест кодирования дифференциальных фаз проверяет функционирование дифференциального модулятора PSK, используемого передатчиком. Для полезной нагрузки EDR модулятор требует корректного отображения потока бинарных данных в набор указанных фазовых углов в комплексной плоскости. Полезная нагрузка EDR модулируется последовательностью PRBS9, и измерение частоты появления ошибок осуществляется через 100 пакетов. Указано, что 99 % пакетов должны приниматься без битовых ошибок, или другими словами, этот коэффициент ошибок меньше, чем один процент. Рис. 4 показывает измеренный коэффициент ошибок для сигнала EDR, равный 0 % (то есть не было найдено никаких ошибок).

Примеры тестирования приемника EDR

Тестирование приемника Bluetooth EDR требует измерения производительности BER, используя тестовые сигналы, содержащие множество частотных и временных искажений. Все измерения параметров BER приемников рассчитываются для более 16 000 000 бит сравнением принятых данных с оригинальной последовательностью PRBS9, переданной тестовым источником или измерительным оборудованием.

Чувствительность EDR измеряется с помощью трех групп по 20 пакетов, искаженных различными временными ошибками и частотными смещениями (сдвигами) [5]. Первая группа пакетов не содержит искажений (ухудшений). Вторая группа пакетов содержит смещение несущей частоты +65 кГц и символьную временную ошибку +20 ppm. Третья группа пакетов содержит смещение несущей частоты –65 кГц и символьную временную ошибку –20 ppm. Качество приемника BER должно быть быть 10 –4 при таких условиях измерений.

Оценка EDR BER представляет собой измерение BER при уровне принимаемой мощности, равной –60 дБм. BER рассчитывается сравнением принятых данных с переданной последовательностью PRBS9. При таких условиях качество BER указывается как 10 –5 .

Измерения максимального входного уровня EDR показывают параметры BER приемника при условиях, когда уровень входного сигнала равен –20 дБм. Этот тест показывает качество приемника под действием возможных искажений во внешнем интерфейсе, когда имеют место большие уровни входной мощности. Параметр BER указан как 10 —3 при этом уровне входной мощности.

Выводы

Необходимость в более высоких скоростях передачи данных и улучшения рассеиваемой мощности, требуемые в портативных мультимедиа потребительских приложениях предполагают переход к технологии Bluetooth EDR. Развитие EDR будет обеспечивать множество сценариев, где многочисленные беспроводные устройства одновременно функционируют в одной пикосети. Кроме того, ожидаются новые портативные устройства, которые сочетают несколько беспроводных интерфейсов, такие как GPRS и WiFi с Bluetooth EDR для того, чтобы обеспечить одновременое и однородное соединение через множество типов сетей.

Беспроводная связь становится неотъемлемой частью электроники, так как все больше и больше потребителей требуют возможности отправлять и получать данные, не привязываясь к разъемам и кабелям. Одним из самых популярных протоколов беспроводной связи является Bluetooth, который имеет универсальность для поиска «родственников» в самых разных приложениях.

Среди многих других приложений Bluetooth встроен в автомобили, так что пользователи могут воспроизводить свою любимую музыку со смартфона на автомобильной стереосистеме. Новая область безопасности «умного дома» использует Bluetooth, чтобы позволить людям выполнять такие задачи, как запирание и отпирание входной двери с помощью телефона. Bluetooth также можно использовать для отправки файлов между планшетом и компьютером, отправки уведомлений с фитнес-трекера на компьютер или телефон и многое другое. На рисунке ниже изображены два распространенных устройства с поддержкой Bluetooth, смартфон и ноутбук.

Все эти различные приложения подпадают под общий термин «Bluetooth», но, что удивительно, не все из них используют одни и те же беспроводные протоколы. Некоторые используют Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), в то время как другие используют базовую скорость Bluetooth / повышенную скорость передачи данных (Bluetooth BR / EDR). Более новые приложения даже могут использовать Bluetooth 5.

История

Чтобы лучше понять, чем отличаются Bluetooth с базовой скоростью передачи данных (BR) / повышенную скорость передачи данных (EDR) и BLE, важно изучить историю этих беспроводных технологий. Каждый из них был разработан Специальной группой по интересам Bluetooth (Bluetooth SIG), которая управляет всеми протоколами Bluetooth. По мере разработки Bluetooth SIG выпускает новую спецификацию для внесения улучшений. Временная шкала на рисунке ниже показывает спецификации Bluetooth, которые были выпущены и где Bluetooth BR, Bluetooth EDR, BLE и Bluetooth 5 соответствуют этим спецификациям.

Bluetooth с базовой / повышенной скоростью передачи данных (BR/EDR)

Bluetooth BR был первым разработанным протоколом Bluetooth. В нем реализован уникальный метод использования гауссовой частотно-сдвиговой манипуляции (GFSK) для обмена данными в диапазоне ISM 2,4 ГГц. Эта полоса была выбрана потому, что, в отличие от большинства полос частот, для работы в ней не требуется лицензия, поэтому связь полностью бесплатна. Bluetooth BR быстро завоевал популярность, поскольку он предоставил недорогой и маломощный способ отправки и получения данных по беспроводной сети на короткие расстояния со скоростью передачи данных до 0,7 Мбит / с.

Когда BLE был впервые разработан, на самом деле это был даже не Bluetooth! Он был разработан Nokia как беспроводная технология под названием Wibree. Данный стандарт был разработан так, чтобы потреблять очень мало энергии (а также быть очень дешевым и простым в настройке), что делает его идеальным решением для устройств, работающих от батарей небольшой емкости.

Wibree включает в себя множество методов, аналогичных Bluetooth BR / EDR, включая работу в диапазоне ISM 2,4 ГГц, модуляцию GFSK, схему канала и скачкообразную перестройку частоты. Параллели между ними привели к тому, что Bluetooth SIG принял Wibree в свою спецификацию. Он был выпущен как новый беспроводной стандарт потребляющий мало энергии для работы под названием Bluetooth Low Energy (BLE). BLE впервые появился в спецификации Bluetooth 4.0.

Bluetooth 5.0

Bluetooth SIG делает все возможное, чтобы вносить улучшения, соответствующие эволюции технологий, и одним из ключевых достижений, которые, по-видимому, движут электроникой, является Интернет вещей (IoT). BLE сыграл большую роль в развитии IoT, но Bluetooth SIG хотел еще больше расширить возможности Bluetooth в приложениях IoT. Новые достижения в оригинальной технологии BLE были выпущены в Bluetooth 5.0, который называется Bluetooth 5.

Bluetooth BR/EDR vs. BLE

Схема канала

И Bluetooth BR / EDR, и BLE обмениваются данными в диапазоне ISM 2,4 ГГц, но различаются по количеству каналов, в которых они делят диапазон частот. Bluetooth BR / EDR делит полосу на 79 каналов, разнесенных на 1 МГц. BLE использует более простой передатчик и приемник, поэтому он разделяет полосу на 40 каналов, разнесенных на 2 МГц.

Одна вещь, с которой должны работать Bluetooth BR / EDR и BLE, независимо от количества используемых каналов, это помехи. Диапазон ISM 2,4 ГГц полон передатчиков, использующих все преимущества нелицензионного диапазона. Чтобы минимизировать помехи, как Bluetooth BR / EDR, так и BLE используют скачкообразную перестройку частоты, когда радиостанция работает на одном канале в течение короткого периода времени, прежде чем перейти на другой канал для продолжения связи.

BLE также добавляет еще один элемент в свою схему канала. BLE резервирует три канала для передатчика BLE, чтобы «заявить», что он доступен для подключения. Частота этих трех рекламных каналов была стратегически выбрана таким образом, чтобы они не мешали трем наиболее часто используемым каналам Wi-Fi, также работающим в диапазоне ISM 2,4 ГГц. После установления соединения радиостанции продолжат свою связь на одном из 37 других каналов. На рисунке ниже изображена схема канала для BLE и показано, где три рекламных канала расположены в полосе частот.

Мощность

Минимизация потребления энергии является ключевым отличием между Bluetooth BR / EDR и BLE, о чем свидетельствует тот факт, что BLE имеет «низкое энергопотребление» в своем названии! Bluetooth BR / EDR использует максимальную выходную мощность 100 мВт для передачи данных примерно до 10-100 м. Это было хорошо в те дни, когда большинство устройств можно было часто заряжать. Однако, поскольку спрос на продукты, которые могут работать от батареи в течение нескольких месяцев или лет без подзарядки, увеличивается, такой уровень выходной мощности будет слишком большим, поскольку это приведет к быстрому разряду батареи.

BLE предлагает идеальное решение. Он уменьшает энергию, включая передатчик и приемник только тогда, когда они необходимы для отправки или получения данных, с максимальной выходной мощностью всего 10 мВт для передачи в одном и том же диапазоне. BLE также отправляет данные короткими пакетами. Когда пакеты не отправляются, радиоприемник бездействует, потребляя мало энергии. Этот процесс помогает BLE соответствовать своему названию.

Задержка

BLE предлагает гораздо меньшую задержку. BLE будет готов отправлять данные уже через 3 мс. Кроме того, задержка с момента получения данных на передатчике до момента их доступности на приемнике составляет всего 6 мс. Это позволяет отправлять данные гораздо быстрее и экономит электроэнергию.

Пропускная способность

В этот момент вам может быть интересно, почему кто-то выбрал бы Bluetooth BR / EDR вместо BLE. Хорошо, где BLE отстает от Bluetooth BR / EDR в пропускной способности. И Bluetooth BR / EDR, и BLE используют GFSK, поэтому теоретически максимальный предел пропускной способности составляет 1 Мбит / с. Однако такие факторы, как издержки протокола, ограничения радиосвязи и искусственные программные ограничения, ограничивают фактическую пропускную способность.

На практике Bluetooth BR может достигать пропускной способности до 0,7 Мбит / с, в то время как Bluetooth EDR может достигать пропускной способности 2,1 Мбит / с. Этой пропускной способности достаточно для приложений, таких как потоковое аудио. Поскольку BLE отправляет данные короткими пакетами для экономии энергии, его пропускная способность сталкивается с дополнительными ограничениями. Максимальная пропускная способность может достигать только 0,27 Мбит / с. Хотя этой пропускной способности недостаточно для потоковой передачи звука, более чем достаточно для отправки данных датчика, которые не нужно постоянно передавать.

Из этих четырех разделов становится ясно, что различия на физическом уровне для каждого из этих протоколов вызывают много различий в рабочих параметрах. В таблице ниже приведены основные параметры между Bluetooth BR / EDR и BLE.

BLE 5.0

Bluetooth 5 использует оригинальную технологию BLE с низким энергопотреблением, но включает некоторые новые улучшения. Одним из самых больших улучшений является нововведения на физическом уровне, которые можно выбрать для улучшения максимальной дальности или пропускной способности. Bluetooth 5 также добавляет улучшения, которые улучшают публикацию объявлений в сети.

Первый физический слой (PHY), который предлагает Bluetooth 5, называется LE 1M. Это тот же PHY используется для BLE в спецификации Bluetooth 4.2, поэтому большинство его параметров будут соответствовать параметрам, показанным в таблице 1. LE 1M является единственным физическим слоем, который является обязательным в Bluetooth 5. Другие два PHY являются дополнительными.

Bluetooth 5 интегрирует закодированный физический уровень как один из дополнительных физических слоев, который может расширить диапазон связи. Кодированный PHY достигает большей дальности, вводя избыточность для получения некоторого выигрыша в обработке вместо увеличения мощности передатчика.

Bluetooth 5 вводит дополнительные избыточные биты, которые используются для определения правильного значения бита. Кодированный физический слой существует в двух вариантах: S = 2 и S = 8. S = 2 отправляет два символа на бит, что уменьшает пропускную способность в два раза, но теоретически удваивает диапазон. S = 8 отправляет восемь символов на бит. Хотя это снижает пропускную способность до 125 кбит / с, но примерно в четыре раза увеличивает диапазон. На практике фактический диапазон будет немного ниже теоретических значений, но этот метод все же помогает достичь гораздо большего диапазона.

Радиус действия маловажен для большинства конечных приложений, поэтому Bluetooth 5 обязательно включил что-то для приложений, где пропускная способность важнее дальности. Существует опция двойной скорости передачи данных под названием LE 2M, которая увеличивает скорость передачи необработанных данных до 2 Мбит / с. Это позволяет передавать данные с максимальной фактической пропускной способностью 1,4 Мбит / с. Это означает, что данные могут передаваться даже быстрее, чем Bluetooth BR, но с меньшим энергопотреблением.

Таблица 2 сравнивает три физических уровня, доступные в Bluetooth 5, чтобы показать, как они отличаются с точки зрения скорости передачи данных и диапазона.

Приложения

Различия в PHY являются ключом к определению того, какой протокол лучше всего подходит для каждого приложения. В последних нескольких разделах мы рассмотрели много технических деталей, которые можно применять для лучшего понимания идеального использования каждого протокола.

Давайте начнем с Bluetooth BR / EDR. Он снижает скорость задержки и мощность пакета для более высокой пропускной способности, поэтому он лучше всего подходит для приложений, где пропускная способность является критически важной спецификацией. Это делает его идеальным протоколом для приложений, таких как потоковая передача видео / звука или отправка больших объемов данных. Распространенными приложениями являются беспроводные гарнитуры (рисунок ниже) и приложения типа точка-точка.

Важно отметить, что когда вы выбираете устройство Bluetooth с поддержкой для своего приложения, вы должны быть уверены, что выбрали интегральную схему (ИС), которая поддерживает протокол, который вы планируете использовать. Вы не можете купить ИС наугад и предположить, что она поддерживает как Bluetooth BR / EDR, так и BLE. Как упоминалось ранее, Bluetooth BR / EDR и BLE используют разные физические уровни, поэтому вам необходимо убедиться, что выбранная интегральная схема поддерживает физический уровень для протокола, который вы планируете использовать, или она поддерживает оба PHY, если вы считаете, что оба могут быть полезны для вашего приложение.

Bluetooth 5, который обещает значительные улучшения, уже начал появляться в популярных технологиях. Многие популярные смартфоны уже предлагают поддержку Bluetooth 5. Как и в случае с большинством беспроводных протоколов, Bluetooth 5 интегрировался в большую часть электроники. Тем не менее, становится очевидным, что настало время Bluetooth 5.

Если вы хотите быть готовым к использованию Bluetooth 5, необходим микроконтроллер, совместимый с Bluetooth 5, для соответствия основным требованиям. Одним из примеров является Maxim MAX32666GWPBT, который имеет два ядра Arm Cortex-M4 и отдельное оборудование, предназначенное для работы стека Bluetooth (рисунок ниже). Это оставляет два ядра полностью бесплатными для вашего приложения. Другим вариантом является маломощный микроконтроллер Arm Cortex-M4 MAX32665 с блоком с плавающей запятой (FPU) и Bluetooth 5. Этот микроконтроллер имеет функции управления питанием, такие как импульсный источник питания с одним индуктором и несколькими выходами (SIMO), и динамическое масштабирование напряжения для минимизации энергопотребления и, следовательно, хорошо подходит для систем с батарейным питанием.

Итоги

BLE используется тогда, когда критически важно низкое энергопотребление и высокая пропускная способность не требуется. Он может отправлять данные очень быстро и имеет малую задержку. Вы найдете его в приложениях, которые должны работать в течение длительного времени на аккумуляторе или в тех, которым не требуется часто отправлять данные. BLE используется в системах домашней безопасности, таких как интеллектуальные дверные замки и в фитнес-трекерах.

В этой статье рассматриваются спецификации стандартов Bluetooth 5.2, 5.1 и 5.0. Это сравнение даёт возможность понять, как будут выглядеть устройства следующего поколения с поддержкой Bluetooth.

Технологии непрерывно развиваются и Bluetooth стала одной из важных технологий, которые в последние годы заметно изменились. Bluetooth является одним из стандартов беспроводной связи устройств с низким энергопотреблением. Над технологией работали много лет и сейчас наступило время версии Bluetooth 5.2.

Сначала мы рассмотрим спецификации Bluetooth, которые применяются во многих беспроводных наушниках и устройствах связи.

Разница между Bluetooth 5.2, 5.1 и 5.0

Bluetooth 5.0

Год релиза: 2016
Скорость передачи данных: 2 Мбит / с
Дальность действия: 200 м на открытом пространстве, 40 м в помещении

Улучшенная спецификация Bluetooth 5.0 была представлена через 2 года после появления Bluetooth 4.2. Здесь содержалось немало новых интересных возможностей. В результате версия 5.0 была более привлекательной для постоянных пользователей беспроводных устройств в разных сферах применения.

Высокая скорость передачи данных

Главным усовершенствованием Bluetooth 5.0 была повышенная скорость передачи данных.

Скорость 2 Мбит/с при оптимальных условиях является достаточно высокой и эффективной. Другое усовершенствование представляет собой устранение проблем с задержкой.

Лаги при определённых условиях использования Bluetooth встречались довольно часто. Повышение скорости передачи данных позволило сталкиваться с лагами заметно реже.

Улучшенное качество звука

Bluetooth 5.0 повысил качество звука на подключенных устройствах. Здесь свою роль снова сыграло повышение скорости передачи данных. Задержек при передаче звука стало меньше, что дало возможность применять технологию AptX.

Увеличение диапазона действия

В каждой версии Bluetooth можно столкнуться с проблемами в плане площади покрытия. Дальность действия Bluetooth может влиять на качество передачи данных. Если сравнивать с Bluetooth 4.2, диапазон действия Bluetooth 5.0 стал заметно выше.

Дальность действия стандарта увеличилась до 200 м. Если находиться в помещении, дальность действия составляет 40 м. Можно получить звук отличного качества при подключении между устройствами в разных комнатах. В идеальных условиях можно не беспокоиться о стенах, способных помешать сигналу проходить между двумя устройствами.

Новшества Bluetooth 5.1

Дата релиза: 2019 год
Скорость передачи данных: 2 Мбит/с
Дальность действия: 200 м на открытом пространстве, 40 м в помещении

Bluetooth 5.1 является последней и самой продвинутой на данный момент технологией Bluetooth. Здесь появилось несколько преимуществ и функций, которые дают подключенным устройствам новые возможности. Частые пользователи стандарта должны оценить их.

Разницу между версиями 5.0 и 5.1 нельзя назвать большой, если сравнить диапазон действия, скорость передачи данных и другие функции. Есть несколько малозаметных изменений, которые могут оказаться весьма полезными.

Улучшенное определение направления

Bluetooth раньше никогда не использовали как способ определения направления или местоположения ваших устройств. В версии Bluetooth 5.1 способность определять направление до устройств стала значительно лучше. Достаточно точно определяя силу полученного сигнала, можно оценить расстояние до устройства.

Улучшенное определение направления даёт возможность обнаруживать устройства с точностью до нескольких сантиметров. Если у устройства есть множество антенн, это может быть отличным вариантом для эффективного определения местоположения устройств.

Уменьшение энергопотребления

Bluetooth 5.0 разработали для уменьшения энергопотребления. Функциональность новой версии Bluetooth 5.1 была улучшена. В случае с наушниками это означает, что вы сможете дольше слушать звук при одинаковой ёмкости батареи.

Энергопотребление снижено благодаря улучшению кэширования Generic Attribute Profile. Оно приводит к обнаружению сервиса при включении устройств. Информация о подключении сохраняется в кэше и устройствам не нужно постоянно проверять подключение. Это экономит заряд батареи и можно будет пользоваться устройством дольше. Также это даёт доступ к более быстрому подключению.

Улучшенное рекламирование подключения

Одна из новых функций Bluetooth 5.1 помогает работать рандомизированной индексации рекламных каналов. Предыдущие версии Bluetooth применяли циклы 37, 38 и 39 в хронологическом порядке. В Bluetooth 5.1 любой канал можно выбирать случайным образом.

Это позволит подключаться к разным Bluetooth-устройствам в помещении и не беспокоиться о помехах. Например, можно будет использовать Bluetooth-наушники и Bluetooth-динамики одновременно и их сигнал не будет мешать друг другу.

В чём Bluetooth 5.1 превосходит версию 5.0?

Узнав о двух последних стандартах Bluetooth, будет логично сравнить их.

Точность определения местоположения

Это одна из уникальных возможностей Bluetooth 5.1. Bluetooth 5.0 может показать, насколько далеко находится приёмник, но версия 5.1 умеет указать конкретное местоположение.

Bluetooth 5.0 делает это при помощи определения силы сигнала. Bluetooth 5.1 использует больше антенн и с их помощью определяет точное местоположение, а сила сигнала по-прежнему определяет расстояние. Bluetooth 5.1 может указать местоположение с точностью до нескольких сантиметров.

Кэширование GATT

Кэширование GATT позволяет ускорить подключение устройств, которые уже подключались раньше. Каждый раз при соединение двух устройств они обмениваются информацией о поддержке стандартов друг у друга. В Bluetooth 5.0 одному устройству часто требуется проверять местонахождение другого.

В Bluetooth 5.1 этого процесса нет. Если информация не менялась со времени первого подключения, необходимые данные берутся из кэша, что позволяет экономить энергию. В результате можно получать доступ к более быстрым подключениям.

Возможность рекламирования подключения

Ещё одна полезная опция Bluetooth 5.1. Устройства начинают транслировать свою доступность для подключения, как только они включаются. Например, динамики или наушники с поддержкой Bluetooth начинают искать устройства для подключения, когда они извлекаются из чехла или включаются.

Bluetooth 5.1 обладает продвинутой возможностью под названием рандомизированная индексация рекламного канала. Каждое устройство может работать на определённом канале. Это обеспечивает отсутствие прерывания сигнала со стороны других Bluetooth-устройств, даже когда они располагаются близко друг к другу.

Ради чего стоит обновляться до Bluetooth 5.1?

Стоит ли приобретать устройство с поддержкой Bluetooth 5.1? Доводы в пользу такого решения описаны выше. Отличия от Bluetooth 5.0 вы теперь также знаете.

Основная причина обновиться до последней версии Bluetooth заключается в повышении качества звука и видео.

Вкратце преимущества Bluetooth 5.1 выглядят следующим образом:

Улучшенное качество и чёткость звука
Повышение дальности действия сигнала
Более надёжное подключение даже в помещениях
Меньше лагов между устройствами обеспечивает более стабильное соединение
Повышенная точность обнаружения устройств

Что нового в Bluetooth 5.2?

К сожалению, из-за отсутствия потребительских устройств на основе этого стандарта информации пока мало. Известно, что это не самая крупная ревизия и потому номер версии будет 5.2 вместо 6.0. Новые спецификации позволяют передавать больше данных между устройствами с прежней или меньшей пропускной способностью, вроде фитнес-браслетов. Новый кодек LC3 улучшает сжатие и распаковку данных. LC3 может передавать звук без потери качества с применением меньше пропускной способности.

Протокол Enhanced Attribute в версии 5.2 поддерживает параллельную передачу данных через несколько Bluetooth-устройств одновременно. Технология напоминает о маршрутизаторах MIMO Wi-Fi, которые уже доступны в продаже.

Появление изохронных каналов приносит функцию двойного звука, которая позволит многочисленным подключенным устройствам работать из одного источника. В результате могут появиться потребительские аудиоустройства, способные слушать одновременно телевизор, ноутбук или другие устройства без использования современных методов переключения.

Ещё раз перечислим три основные новшества Bluetooth 5.2:

Изохронныеканалы (ISOC)
LE Power Control (LEPC)
Протокол Enhanced Attribute (EATT)

Примечание: Bluetooth 5.2 не может поддерживать новый LE Audio. Появятся дополнительные спецификации, которые будут добавлять профили поверх Bluetooth 5.2 для разных вариантов использования звука. Bluetooth 5.2 был представлен наряду с анонсом LE Audio 6 января 2020 года.

В подключениях каждый поток называется подключенным изохронным потоком (CIS). Когда CIS требуется синхронизация, как при отправке данных на правый и левый наушники, они настраиваются как часть единой группы под названием Connected Isochronous Group (CIG).

Потоки, которые входят в состав одной CIG, делятся данными о синхронизации, необходимыми для синхронизации потоков на нескольких приёмниках. CIG делают возможной двунаправленную передачу данных, как в случае с наушниками с микрофонами, которые отправляют управляющие данные на устройство-источник.

Также нужно иметь в виду, что устройство может создавать множество групп CIG.

При использовании связи без подключения (широковещательной передачи) группы синхронизированных потоков могут передавать данные из одного источника на несколько приёмников. Каждый поток называется изохронным потоком широковещательной передачи (BIS). Группа потоков BIS носит название изохронная группа вещания (BIG).

В качестве примера можно назвать телевизор, который передаёт звуковой сигнал на множество приёмников, вроде нескольких наушников.

Как и в случае с CIG, одно устройство может создавать несколько BIG.

Заключение

Bluetooth 5.1 представляет собой одну из уникальных современных технологий беспроводной связи. Чтобы получить её максимальные возможности, придётся подождать. Производителям нужно время, чтобы включить данную технологию в состав своих устройств. Несколько устройств с поддержкой Bluetooth 5.1 уже существуют.

Bluetooth 5.1 является одним из интересных примеров современных технологий. Остаётся дождаться её повсеместного распространения.

Читайте также: