RADIO BLUETOOTH 5.0

Todos los teléfonos inteligentes modernos están equipados con un bluetooth de cuarta generación, algunos se obtienen por la versión 4.0, algunos 4.1 y algunos 4.2. Mientras tanto, salió la quinta versión del "diente azul". En este artículo, informaremos sobre sus ventajas sobre Bluetooth 4.2 y cómo se aplicarán estas ventajas en la práctica.

Dos veces más rápido

Los datos a través de la 5ta generación Bluetooth ahora se transmitirán a la velocidad máxima.6.25 MB / S - Antes de que fuera 3,125 MB / s. Todavía es mucho menos que los competidores por cable:

• Lightning de Apple - 60 MB / C
• USB 2.0 - 60 MB / s
• USB 3.0 - 625 MB / S
• USB 3.1 - 1210 MB / S

¡Pero están conectados!

Como resultado, la velocidad de sincronización de relojes inteligentes con un teléfono inteligente, elementos de Internet de las cosas y aumenta la base.

Cuatro veces más

En las instalaciones, el rango aumentó.de 10 a 40 metros., en la calle - de 50 a 200 metros..

Puede ejecutarse en el estadio sin un teléfono inteligente en su bolsillo. Déjalo en una mochila, coloque auriculares Bluetooth y ejecute, en su bolsillo, no cuelgue nada. ¡Tal vez sea el teléfono que interfirió contigo para correr una maratón! Es cierto, 42 kilómetros de 195 metros con auriculares inalámbricos no se ejecutarán.

Tal vez Fabregas no caiga en la composición porque se interfiere con auriculares con Bluetooth 4.2

Un aumento del radio de acción es especialmente importante para organizar Internet. Si para los apartamentos de alguna manera, de alguna manera, y las viejas versiones de Bluetooth, luego en la casa grande que tuve que hacer comprometimientos. Ahora puede configurar fácilmente algún tipo de elemento IOT en el patio, alejado del resto.

Ocho veces más datos a través de canales de transmisión.

Se necesitan canales de transmisión de que Internet de las cosas trabajó con dispositivos Bluetooth de terceros sin conexión previa. En este modo, ahora puede transferir más información:255 bytes contra 31 En Bluetooth 4.2.

Explicaré en el ejemplo, ¿por qué necesita canales de transmisión? Imagina el hospital moderno en el que se implementa Internet. Viene una persona y inmediatamente vuela información a través de Bluetooth, en qué oficina necesita. No puede obtener nada más, porque no está conectado completamente al hospital Internet de las cosas.

La cantidad de esta información es de 31 bytes, porque se usa Bluetooth 4.2. Y con la 5ª versión, la persona recibirá otro nombre médico, un tiempo de espera aproximado y el jefe de la cabeza del médico para quejas: el tamaño de estos datos ya tiene 255 bytes.

Consume 2.5 veces menos energía

Parece que con mayor velocidad y rango de Bluetooth 5, se volverá voraz. De hecho, todo es exactamente lo contrario: nuevo estándar Mucho más económico al consumo de energía. Para teléfonos inteligentes con baterías de 3.000 mAh, el consumo de energía Bluetooth 4.2 no fue crítico. En caso de reloj inteligente El crecimiento de la autonomía puede ser tangible, aunque, por supuesto, debe registrarse en la práctica.

Sistema de conexión consecutiva

Escalar Internet de las cosas será más fácil gracias al nuevo sistema de conexión en serie. Anteriormente, cada dispositivo se ha conectado con un básico común, y ahora será suficiente para conectarse al elemento adyacente.

¡Recuerda la física!

Tal vez en algún momento veremos el sistema de la ciudad que no está dentro del apartamento o en casa, ¡pero una zona completa o incluso la ciudad? Y se basará en Bluetooth 5 de eficiencia energética y fácilmente escalable.

¿Por qué más Bluetooth se conecta con Internet de las cosas? El hecho es que los elementos IOT están demasiado dispersos: cada fabricante hace algo (o todo) a su manera. Bluetooth es una de las cosas que todas las une. Se utiliza en casi todos los dispositivos: teléfonos, reloj, computadoras portátiles, automóviles, etc.

Por cierto, el nuevo estándar es compatible con versiones anteriores.

¿Cuándo esperar?

Sí, ya he esperado. Toda la documentación necesaria para el desarrollo de dispositivos y el soporte de Bluetooth 5 apareció en el sitio web oficial a principios de año, y el otro día salió los primeros teléfonos inteligentes con la quinta versión del "diente azul".

Bluetooth 5 no es una revolución en ningún caso, más bien, el desarrollo evolutivo de la tecnología. En el nuevo estándar, solo mejoró los indicadores del anterior, pero nada nuevo "diente azul" no enseñó. El protocolo 4.2 es capaz de todos iguales que Bluetooth 5, solo peor varias veces.

Android o está lleno soporte de Bluetooth 5, por lo que los desarrolladores de dispositivos no tienen que hacer todo el trabajo en sí.

El cambio principal es para habilitar Bluetooth 5.0 con software Sin ningún cambio en el equipo. El archivo código fuente / SW solo será compatible con HTC Corporation, y es imposible dar esto fuente / Archivo SW Cualquier tercero para habilitar esta función.

El cambio ocurrirá cuando estos teléfonos se actualicen a Android O 8.0 (el comienzo del otoño), y no tiene que hacer nada. Todo funcionará así.

Todo esto es genial, pero ¿por qué Bluetooth 5 es mejor que 4.2?

Las características de Bluetooth son muy similares a características del USB. Estas interfaces utilizan un sistema digital para calificar como compatible, hardware debe tener ciertos límite de ventas Para la velocidad de transmisión y recepción, consumo de energía y compatibilidad.

Esto significa que un número más grande será mejor de alguna manera que un número menor, y la transición de 4.2 por 5 es más significativa que de 4.1 a 4.2.

Bluetooth 5 proporciona un rango más alto, una mayor tasa de transferencia de datos y más manera rápida Conexiones.

Bluetooth 5 ofrece cuatro veces el rango y el doble de la tasa de transferencia de datos. Es fácil entender por qué es mejor un rango más amplio, pero es importante saber que la transmisión de datos es más que solo compartir archivos.

Por ejemplo, la música también es datos digitales en la transmisión a través de Bluetooth, y una velocidad más alta significa que puede transmitir más datos de audio para el sonido "Mejor" (tal ya ha sido implementado por Sony con su códec de LDAC) y menos posibilidades de errores .

Por ejemplo, utilizando Bluetooth 5, su teléfono puede transmitir música a una columna inalámbrica a una distancia de hasta 35 metros (contra 10 en los estándares de Bluetooth antiguos), envíe dos veces los datos digitales para que su música sea más cómoda y lenta.

¿Por qué HTC y Motorola están esperando para Android? Por el bien del trabajo correcto de Bluetooth 5

No podemos estar 100% seguros de que están esperando, pero es muy probable debido al apoyo adicional de Bluetooth 5, que va a Android O.

Bluetooth 5 Standard estaba listo en diciembre de 2016, por lo que todos los fabricantes conocen la nueva versión. Cuando se completó Android Nougat, la norma Bluetooth 5 no se completó, por lo que hay algunas funciones bastante significativas que no son compatibles. EN

Android 7.1 Nougat No hay ninguna característica importante: una nueva norma de transferencia de datos de eficiencia energética.

Cuando se intercambian dos dispositivos por los datos de Bluetooth, necesitan encontrar lo mejor y la mayoría método efectivo Enviando datos. Cada dispositivo tiene un conjunto de cheques para buscar el método "correcto" y Bluetooth 5 no hace tales controles. Esto significa que el dispositivo volverá al estándar Bluetooth más antiguo, y no se utilizarán las funciones de Bluetooth 5.

Si es más corto, significa que en versiones anteriores a Android O, el teléfono con Bluetooth 5 no puede entender correctamente qué es y qué puede hacer exactamente, y cuando finalmente se instalará la conexión, volverá a más versión antigua Bluetooth. Incluso si el hardware lo apoya.

Bluetooth 5 simplemente no estaba listo cuando desarrollo de Android 7.0 turrón.

Por ejemplo, Samsung galaxia S8 debe usar el código Bluetooth de Samsung en sí mismo para evitar estos problemas, porque Android Nougat no tiene soporte. Cuesta mucho dinero y toma mucho tiempo, y al final, todo esto se simplifica enormemente con la llegada de Android O.

Bluetooth es muy fresco cuando usamos Android O y Bluetooth 5

Todas las ventajas de Bluetooth 5 requieren que ambos dispositivos sean compatibles con Bluetooth 5. Si un dispositivo, por ejemplo, Bluetooth 4.x, la conexión será por estándar 4.x.

Resulta que siempre y cuando sus auriculares o sistema automotriz esté listo para funcionar con Bluetooth 5, todos estos beneficios simplemente no importan.

Dos galaxia telefónica S8 conectado a través de Bluetooth puede tener una transferencia de archivos más rápida, pero no hay ninguna garantía de que las versiones Bluetooth de Samsung y de Android 8.0 o sean 100% compatibles, por lo que la conexión Galaxy S8 8 con HTC U11 puede no ser tan rápida.

Todas las ventajas de Bluetooth 5 requieren ambos dispositivos para tener esta versión.

Bluetooth se vuelve más frío con cada nueva versión, así que intenta encontrar dispositivos modernosPara disfrutar de todas estas mejoras. Es una pena que los fabricantes. audífonos inalámbricos Ya hizo un montón auriculares empinados Sobre la base de Bluetooth 4.2 y la liberación de nuevos modelos con Bluetooth en todas las bandas de precios llevará mucho tiempo.

Nuevo estándar comunicación inalámbrica Proporciona un rango más grande, mayor velocidad y mayor ancho de banda. Pero, ¿qué más necesitas saber?

Que con el crecimiento de la popularidad de los auriculares inalámbricos y dispositivos portátiles, comenzamos a usar Bluetooth mucho más a menudo que antes. De hecho, según Grupo de Interés Especial BluetoothLo que controla el desarrollo de la tecnología, para 2020 13.9 mil millones de dispositivos con soporte de Bluetooth se venderá.

Buenas noticias de que la tecnología solo se beneficiará de ella. Bluetooth 5 es más poderoso que nunca, con un gran potencial para Internet de las cosas y escuchar música en modo inalámbrico.

Entonces, ¿qué puede hacer? ¿Y cuándo puedes agarrarlo? Sigue leyendo y reconoce.

¿Qué es Bluetooth 5?

Bluetooth 5 es la siguiente iteración de Bluetooth, tecnología inalámbrica Transferencia de datos, que se encuentra en teléfonos inteligentes, tabletas, auriculares inalámbricos y altavoces, computadoras portátiles, computadoras de escritorio etc.

Bluetooth permite que sus dispositivos transfieran datos entre sí por red inalámbrica. Cuando recibes un aviso en tu reloj inteligente o rastreador, viene de su teléfono a través de Bluetooth.

También le permite conectar columnas inalámbricas para que pueda escuchar las melodías en casa, en el parque o en la playa.

eso ultima versión Bluetooth, es mucho más poderoso que sus predecesores.

¿Qué tan poderoso Bluetooth 5?

La nueva versión está significativamente por delante de la anterior en todos los parámetros. En comparación con su predecesor (Bluetooth 4.2 Energía baja.) Es dos veces más rápido, tiene cuatro veces una amplia gama de trabajo y puede transmitir ocho veces más datos.

Si necesita datos precisos, estamos hablando de banda ancha 2 Mbps. En la práctica, esto significa una conexión rápida y confiable a la red, que conduce a actualizaciones de firmware más rápidas y carga de datos.

Gracias a un trabajo más grande de aproximadamente 240 m, sus altavoces y auriculares inalámbricos trabajarán mucho más lejos de la fuente de sonido que con la energía baja Bluetooth 4.2. Estas innovaciones permitirán a toda la casa dispositivos de Internet, como cámaras de seguridad, refrigeradores inteligentes, termostatos inteligentes y mucho más.

Y gracias al uso más eficiente de los canales de transmisión en la banda de frecuencia de 2.4 GHz, abre el camino para "mejor soluciones inalámbricas Basado en Bluetooth, según SIG. En otras palabras, esperar más conexiones inalámbricasDondequiera que vayas, desde estadios deportivos hasta centros comerciales.

Puede conectar más de un par de auriculares inalámbricos a una fuente de sonido a través de Bluetooth 5. Si su dispositivo tiene perfiles de trabajo específicos, como la función Bluetooth Dual Audio de SamsungPuede ajustar de forma independiente el volumen de cada uno de ellos. Muy conveniente para conectar varios auriculares para ver los engranajes o escuchar música mientras viaja en tren o plano.

Bluetooth 5 también puede detectar cualquier interferencia en las frecuencias de 2,4 GHz y tratar de minimizarlas automáticamente. Lo que debe hacer escuchar música de cualquier dispositivo inalámbrico más estable y claro.

¿Qué dispositivos son compatibles con Bluetooth 5?

Sobre el este momento no tanto. Samsung Galaxy S8: el primer teléfono para trabajar con la tecnología Bluetooth 5Pero en este momento es el único. Sin auriculares o altavoces Bluetooth 5 No podrá utilizar los beneficios de un gran rango. trabajo estable o velocidades más altas. Pero deben comenzar a aparecer antes del final del año.

Buenas noticias es que puede usar la función de audio dual en Galaxy S8 con cualquier altavoz Bluetooth o auriculares.. Simplemente conéctelos al teléfono, como de costumbre, luego seleccione "Dual Audio" en el menú de la derecha esquina superior Pantalla y configurar el nivel de volumen requerido para cada uno de los dispositivos.

¿Bluetooth 5 mejorará la calidad del sonido para los altavoces y auriculares inalámbricos?

Lamentablemente no. El enfoque está en las cosas de Internet y una mayor conectividad, pero SIG no menciona una mejor calidad de sonido. Esto no significa que los fanáticos de la música no reciban ninguna ventaja.

Los auriculares y los altavoces inalámbricos funcionarán mucho más lejos de la fuente de sonido, y puede pasar el mismo sonido en gran cantidad Auriculares / altavoces al mismo tiempo.

Bluetooth 5 también puede mejorar la vida útil de la batería. Dado que es más efectivo, consumirá menos energía, lo que debería significar un aumento en la vida útil de la batería para los altavoces inalámbricos y los auriculares. Pero tendremos que probarlo en el caso de confirmar, pero hasta ahora es imposible.

¿Qué hay de nuevo en Bluetooth 5.0? El aumento de la velocidad de la velocidad, la capacidad de cifrar el tráfico, un aumento en el rango de acción en un 400% y la masa de otros beneficios.

La noticia de la aparición de Bluetooth 5.0 paseó en las páginas de los recursos de los medios en junio de 2016, pero participó en cosas más importantes que el público no prestó la debida atención al surgimiento de un nuevo estándar tecnológico en el mundo de la comunicación inalámbrica. Los dispositivos de base de datos Bluetooth 5.0 en ese momento aún no estaban lanzados. En mayo de 2017, después de la aparición de Samsung Galaxy S8 y Xiaomi MI 6, la nueva especificación habló en una clave completamente diferente. Después de todo, Bluetooth 5.0 se presentó a los consumidores a la vez, varias ventajas de larga data de las que hablaremos en este artículo.

Buenas noticias para los desarrolladores.

Coexistencia inalámbrica: recuerda este término. Pronto cambiará toda la estructura de las comunicaciones inalámbricas. El Grupo de Interés Especial Bluetooth promete un nivel invisible de interacción con otros protocolos de comunicación. Incluso prometemos la coexistencia paralela y la coexistencia a Bluetooth y Wi-Fi.

Especificación 5.0 implica la operación de 255 paquetes OCTE (en lugar de 31 paquetes, como versión previa) Y la transición a frecuencias adyacentes sin pérdida de byte de tráfico. En los bits y bytes abarrotados, el rango de 2.4 GHz será más fácil de respirar y consumidores, y programadores, e incluso sistemas operativos y fichas.

Los desarrolladores podrán hacer ejercicio. configuración delgada productos de software, los fabricantes comenzarán a integrar módulos Bluetooth 5.0 Incluso en hierros y aspiradores. PERO os Detenerá la sobrecarga de procesadores, tratando de construir trabajo para agilizar el tráfico de basura. Los analistas argumentan que con esto, comenzarán la "Internet de las cosas", la apariencia de la cual todos los futurólogos dijeron tanto tiempo.

Qué esperar al consumidor.

Para los dispositivos de Bluetooth regulares, la apariencia de la especificación 5.0 es interesante por dos momentos. Primero, el nuevo estándar aumenta el tipo de cambio de archivos en 2 veces. En segundo lugar, el radio de acción aumenta 4 veces.

En números, suena aún mejor: la velocidad de 5.0 de Bluetooth aumentó a 2 Mbps, y el rango aumenta a 100 metros. Ahora puedes escuchar pistas con alta calidad sonido incluso si su teléfono inteligente está en la casa, y usted columna inalámbrica o auriculares - en la calle.

Además, el nuevo protocolo no solo permite aumentar el rango: Bluetooth 5.0 está listo para funcionar, no con una fuente, sino inmediatamente con varios. Y la intensidad de energía de este proceso será significativamente menor que la de las versiones anteriores de los módulos inalámbricos. En pocas palabras, Bluetooth 5.0 se encargará de la batería y el teléfono inteligente y la columna móvil.

Uno mas buenas noticias - Capacidad para cifrar el tráfico transmitido a través del canal Bluetooth. Los desarrolladores y fabricantes ya están hablando de reemplazar una NFC corta corta a un protocolo más avanzado que le permite convertir un teléfono inteligente en un reemplazo de tarjeta bancaria de forma completa.

Es cierto que todas estas ventajas todavía están disponibles solo para los pocos propietarios de dispositivos móviles.

Smartphones con Bluetooth 5.0

En este momento, puede comprar solo tres dispositivos con módulos de comunicación Bluetooth 5.0. Esto es smartphones y. Si bien la nueva especificación se implementa solo en las insignias, por lo que para el derecho de usar todas las innovaciones de Bluetooth 5.0. Tendrá que pagar de 500 a 1000 dólares estadounidenses.

En la segunda mitad de mayo, la línea insignia de Samsung y Siiaomi se unirá: un teléfono inteligente premium, en la especificación oficial de la que se inscribió un nuevo estándar de comunicaciones inalámbricas. Esta vez, los beneficios de Bluetooth 5.0 deberán dar de $ 650 a 750 euros, dependiendo del lugar de venta del nuevo teléfono inteligente HTC.

A principios del verano, después de aproximadamente un año desde el momento del anuncio de Bluetooth 5.0, aparecerá otro buque insignia con una nueva especificación inalámbrica en el mercado. El costo estimado del dispositivo japonés será de 800 dólares estadounidenses.

En perspectivas remotas para los analistas, predice la aparición de la quinta especificación en, Samsung Nota de la galaxia. 8 y nuevo Google de la línea Pixel. Pero en barato teléfonos móviles Bluetooth 5.0 recuperado todavía no muy pronto. El hecho es que esta especificación debe ser respaldada por chipsets. Entre las soluciones económicas con tales habilidades, a nuestro arrepentimiento, ningún procesador no tiene.

Bluetooth 5.0. se convirtió en una realidad. En comparación con Bluetooth 4.0 una nueva version Tiene el doble de ancho de banda grande, aumentado cuatro veces a distancia. Y una serie de otras mejoras. Considere los beneficios de Bluetooth 5.0 sobre los predecesores, incluido el ejemplo procesador CC2640R2F de Instrumentos Texas..

La popularidad de la versión de protocolo Bluetooth 4, así como algunas de sus limitaciones, se convirtió en las causas de crear la siguiente especificación de Bluetooth 5. Los desarrolladores establecen una serie de objetivos: Expansión del radio de acción, el aumento en el ancho de banda al enviar transmisión. Paquetes, inmunidad de ruido mejorada y así sucesivamente.

Ahora, cuando comenzó a aparecer los primeros dispositivos con Bluetooth 5, los usuarios y desarrolladores son correctamente las preguntas: ¿qué pasa con las promesas anunciadas anteriormente se han encarnado en la realidad? ¿Cómo aumentó el rango y la tasa de transferencia de datos? ¿Cómo afectó esto el nivel de consumo? ¿Cómo cambió el enfoque a la formación de paquetes de transmisión? ¿Cuáles son las mejoras dirigidas al crecimiento de la inmunidad al ruido? Y, por supuesto, la pregunta principal es si la compatibilidad inversa entre Bluetooth 5 y Bluetooth 4? Responda a estos y algunos otros problemas y considere las principales ventajas de Bluetooth 5.0 antes de los predecesores, incluido el ejemplo de un procesador real con soporte para Bluetooth 5.0. Instrumentos Texas..

Empecemos descripción general de Bluetooth 5.0 Con una respuesta a la pregunta más frecuente sobre la compatibilidad con versiones anteriores con Bluetooth 4.x

¿La compatibilidad inversa de Bluetooth 5.0 con Bluetooth 4.x?

Sí, proporciona. Bluetooth 5 adoptó la mayoría de las características y extensiones de Bluetooth 4.1 y 4.2. Por ejemplo, los dispositivos Bluetooth 5 guardan todas las mejoras de Bluetooth 4.2 en el área de protección de datos y admite la extensión de extensión de longitud de datos. Vale la pena recordar que gracias a la extensión de la longitud de los datos del Le que comienza con el tamaño del paquete de datos de Bluetooth 4.2 (unidad de datos de paquetes, PDU) conexiones establecidas Se puede aumentar de 27 a 251 bytes, lo que le permite elevar la tasa de intercambio de datos en 2.5 veces.

Debido a la gran cantidad de diferencias entre las versiones de protocolo, se conserva un mecanismo tradicional para negociar parámetros entre dispositivos al establecer conexiones. Esto significa que antes de comenzar a intercambiar datos, los dispositivos "se familiarizan" y determinan la frecuencia de transmisión de datos máxima, la duración de los mensajes, etc. Al mismo tiempo, los parámetros Bluetooth 4.0 se utilizan de forma predeterminada. La transición a los parámetros de Bluetooth 5 solo ocurre si en el proceso de coincidencia resulta que ambos dispositivos admiten la versión posterior del protocolo.

Hablando de las herramientas que ya están disponibles para los desarrolladores, vale la pena señalar nuevo procesador CC2640R2F y pila Ble5 libre de Texas Instruments. La alegría de los desarrolladores, BLE5-STACK se basa en la versión anterior de Ble-Stack, y los cambios en su uso se tocan solo nuevos características Bluetooth 5.0.

¿Cómo aumentó la tasa de transferencia de datos en Bluetooth 5?

Bluetooth 5 usos conexión inalámbrica Con la tasa de transferencia de datos física de hasta 2 Mbps, que es el doble de alto que Bluetooth 4.x. Vale la pena señalar aquí que la tasa efectiva del intercambio de datos depende no solo del ancho de banda físico del canal de transmisión, sino también en la proporción de servicio y información útil En el paquete, así como de los costos asociados "generales", por ejemplo, la pérdida de tiempo entre los paquetes (Tabla 1).

Tabla 1. Tipo de cambio de datos para varias versionesBluetooth

En versiones de Bluetooth 4.0 y 4.1, el ancho de banda físico del canal fue de 1 Mbps que la longitud del paquete de datos PDU en 27 bytes permitió alcanzar la velocidad de intercambiar hasta 305 Kbps. En la versión 4.2 de Bluetooth, apareció la extensión de extensión de longitud de datos LE. Gracias a él, después de establecer una conexión entre dispositivos, pareció aumentar la longitud del paquete a 251 bytes, lo que llevó a un aumento en la tasa de intercambio de datos en 2.5 veces hasta 780 kbps.

En la versión de Bluetooth 5, se ha conservado el soporte de extensión de longitud de datos, que, junto con un aumento en el ancho de banda físico hasta 2 Mbps, le permite alcanzar la tasa metabólica a 1.4 Mbit / s.

Como muestra la práctica, tal aceleración de la transmisión de datos no es límite. Por ejemplo, un microcontrolador inalámbrico CC2640R2F puede operar con velocidades de hasta 5 Mbps.

Vale la pena decir sobre la idea errónea generalizada de que el crecimiento del ancho de banda de hasta 2 Mbit / s se logró reduciendo el radio de acción. Por supuesto, un microcircuito físico del transceptor (PHY) cuando se trabaja con una frecuencia de 2 Mbps tiene una sensibilidad más baja a 5 DBM que cuando se trabaja con una frecuencia de 1 Mbps. Sin embargo, además de la sensibilidad, existen otros factores que contribuyen a un aumento en el radio de acción, por ejemplo, una transición a la codificación de datos. Por esta razón, siendo otras cosas iguales, Bluetooth 5 resulta más confiable y tiene un mayor rango de acción en comparación con Bluetooth 4.0. Esto se describe en detalle en una de las siguientes secciones del artículo.

¿Cómo activar el modo de transferencia de datos de alta velocidad en Bluetooth 5?

Al establecer una conexión entre dos dispositivos Bluetooth Los ajustes de Bluetooth 4.0 se utilizan inicialmente. Esto significa que en la primera etapa del dispositivo intercambia datos a una velocidad de 1 Mbps. Después de establecer la conexión, el asistente de soporte de Bluetooth 5.0 puede iniciar el procedimiento de procedimiento de actualización de PHY, cuyo propósito es establecer la velocidad máxima de 2 Mbps. Esta operación tendrá éxito solo si el esclavo también admite Bluetooth 5.0. De lo contrario, la velocidad permanece a 1 Mbps.

Para los desarrolladores que anteriormente usaban Ble-Stack de Texas Instruments, las buenas noticias serán que para realizar el procedimiento anterior en la nueva pila de pila BLE5, una de las únicas funciones HCI_LE_SETDEFAURPPHYCMD () (). Por lo tanto, al pasar a Bluetooth 5.0, los usuarios de los productos TI recibirán la inicialización inicial no causará problemas. Además, los desarrolladores serán útiles para el portal GitHub, que le permite estimar el funcionamiento de dos microcontroladores CC2640R2F que trabajan como parte de los iniciales CC2640R2 en los modos de alta velocidad y largo alcance.

¿Cómo aumentó el radio de Bluetooth 5?

La especificación Bluetooth 5.0 establece un aumento en el rango de acciones cuatro veces en comparación con Bluetooth 4.0. Esta es una pregunta bastante sutil sobre la que vale la pena detenerse con más detalle.

Primero, el concepto de "cuatro veces" es relativo y no se atribuye a un radio de acción específico en metros o kilómetros. El hecho es que la gama de transmisiones de radio depende en gran medida de una serie de factores: el estado del medio ambiente, el nivel de interferencia, el número de dispositivos de transmisión simultánea y así sucesivamente. Como resultado, no es un solo fabricante, así como el desarrollador. estándar bluetooth SIG, los valores específicos no conducen. Se estima un aumento en el radio de acción en comparación con Bluetooth 4.0.

Para un análisis adicional, algunos cálculos matemáticos deben realizarse y evaluar el presupuesto de energía del canal de radio. Cuando se utiliza valores logarítmicos, el presupuesto del canal de radio (DB) es igual a la diferencia de alimentación del transmisor (DBM) y la sensibilidad del receptor (DBM):

Canal de radio presupuestario \u003d poderT x. (DBM) - SensibilidadR x. (dbm)

Para Bluetooth 4.0, la sensibilidad estándar del receptor es -93 DBM. Si cree el poder del transmisor 0 DBM, el presupuesto es de 93 dB.

El aumento en el radio de acción cuatro veces requerirá un aumento en el presupuesto por 12 dB, lo que da un valor de 105 dB. ¿Cómo se supone que debe lograr este valor? Hay dos maneras:

• mayores transmisores de energía;
• aumentar la sensibilidad de los receptores.

Si sigue el primer camino y aumenta la potencia del transmisor, inevitablemente causará el crecimiento del consumo. Por ejemplo, para la transición CC2640R2F a potencia de salida 5 DBM conduce a un aumento en la corriente de consumo de hasta 9 mA (Figura 1). Con el poder de 10 dBm, la corriente aumentará a 20 mA. Dicho enfoque no se ve atractivo para la mayoría de los dispositivos con batería inalámbrica y no siempre es adecuado para IOT, y Bluetooth 5.0 se enfoca en esta área. Por esta razón, la segunda solución se ve más preferible.

Para aumentar la sensibilidad del receptor, se ofrecen de dos maneras:

• reduciendo la tasa de transferencia;
• use la codificación de datos de PHY codificada.

La reducción de la tasa de transferencia de datos de ocho veces aumenta en teóricamente la sensibilidad del receptor para 9 dB. Por lo tanto, el valor preciado carece de solo 3 dB.

Los 3 DB requeridos se pueden obtener utilizando un PHY codificado adicional codificado. Anteriormente, en las versiones de Bluetooth 4.x bits, la codificación fue inequívoca 1: 1. Esto significa que el flujo de datos directamente se envió al demodulador diferencial. En Bluetooth 5.0 al usar PHY codificado hay dos formato adicional Transmisiones:

• con codificación 1: 2, en la que cada bit de datos se coloca de acuerdo con dos bits en la corriente de canales de radio. Por ejemplo, el "1" lógico se representa como la secuencia "10". En este caso, la velocidad física permanece igual a 1 Mbps, y la velocidad real de transferencia de datos cae a 500 Kbps.
• Con codificación 1: 4. Por ejemplo, el "1" lógico está representado por la secuencia "1100". La tasa de transferencia de datos al mismo tiempo disminuye a 125 kbps.

El enfoque descrito se denomina corrección de errores hacia adelante (FEC) y le permite detectar y corregir errores en el lado de recepción, y no para solicitar una readservación de paquetes, ya que fue en Bluetooth 4.0.

En papel, todo se ve bien. Sólo sigue siendo descubrir cómo se corresponden estos cálculos teóricos a la realidad. Como ejemplo, tome el mismo microcontrolador CC2640R2F. Debido a las diversas mejoras y las nuevas modulaciones de modulación de Bluetooth 5.0, el transceptor de este procesador tiene una sensibilidad de -97 DBM a una tasa metabólica de 1 Mbit / s y -103 DBM cuando se usa PHY codificado y un tipo de cambio de 125 kb / s. . Por lo tanto, en este último caso, 105 dB carece solo 2 dBm.

Para estimar el radio de acción CC2640R2F, los ingenieros de Texas Instruments realizaron un experimento de campo en Oslo. Al mismo tiempo en términos de nivel de ruido. ambiente en esta experiencia Es imposible llamar "amigable", ya que la parte empresarial de la ciudad estaba ubicada cerca.

Para obtener el presupuesto de energía, se decidieron más de 105 DBS para aumentar la potencia del transmisor a 5 DBM. Esto hizo posible lograr un valor final impresionante de 108 DBM (Figura 2). Al realizar un experimento, el rango de acción fue de 1,6 km, lo que es un resultado muy impresionante, especialmente, si considera el nivel mínimo de consumo de transmisor de radio.

¿Cómo ha cambiado el enfoque de Bluetooth Broadcast?

Anteriormente en Bluetooth 4.x, se utilizaron tres canales de datos dedicados para establecer conexiones entre dispositivos (37, 38, 39). Con su ayuda, el dispositivo se encontró entre sí y se intercambió. servicio de información. En ellos, puede transmitir paquetes de datos de difusión. Este enfoque tiene inconvenientes:

• por grandes cantidades Transmisores activos Estos canales se pueden sobrecargar simplemente;
• cada vez más dispositivos utilizan paquetes de transmisión sin establecer una conexión punto a punto. Esto es especialmente importante para IOT Internet;
• el nuevo sistema de codificación de PHY codificado requerirá ocho veces más tiempo para establecer una conexión, lo que también cargará canales de transmisión.

Para resolver estos problemas en Bluetooth 5.0, se decidió pasar al diagrama en el que los datos se transmiten en los 37 canales de datos, y los canales de servicio 37, 38, 39 se utilizan para transmitir los punteros. El puntero se refiere a ese canal mediante el cual se transmitirá el mensaje de transmisión. En este caso, los datos se transmiten solo una vez. Como resultado, es posible descargar significativamente los canales de oficina y eliminar este cuello de botella.

También vale la pena señalar que ahora la longitud de los datos del paquete de transmisión puede alcanzar los 255 bytes en lugar de 6 ... 37 bytes de PDU en Bluetooth 4.x. Es extremadamente importante para las aplicaciones de IOT, ya que le permite minimizar los costos de transmisión generales y hacer sin establecer compuestos, y por lo tanto reducir el consumo.

¿El soporte de la red de malla de Bluetooth 5?

Soluciones de Texas Instruments para Bluetooth 5

Uno de los primeros microcontroladores con Bluetooth 5.0 fue el procesador CC2640R2F de alto rendimiento fabricado por los instrumentos de Texas.

CC2640R2F se basa en un núcleo moderno de Cortex-M3 del brazo de 32 bits con una frecuencia de trabajo de hasta 48 MHz. El transmisor de radio opera el segundo kernel Cortex-M0 del brazo de 32 bits (Figura 3). Además, CC2640R2F se caracteriza por una periferia digital y analógica rica.

La ventaja del microcontrolador CC2640R2F es también un pequeño nivel de consumo (Tabla 2). Esto se aplica a todos los modos de trabajo. Por ejemplo, en modo activo al recibir datos en el canal de radio, el consumo es de 5,9 mA y durante la transmisión, 6.1 MA (0 DBM) o 9.1 MA (5 DBM). Al cambiar al modo de suspensión, la corriente de suministro cae a 1 μA.

Una combinación de tres cualidades tan importantes como soporte para Bluetooth 5.0, pequeño consumo y alto rendimiento máximo hace que CC2640R2F sea una solución muy interesante para Internet de las cosas. En este caso, utilizando este microcontrolador, puede crear una gama completa de dispositivos IOT: sensores autónomos que trabajan durante varios años de una batería, puentes entre el procesador de control opcional y el canal de Bluetooth 5.0, aplicaciones complejas que requieren alta potencia de computación.

Tabla 2. Consumo inalámbrico de microcontrolador.Cc.2640 R.2 F. con el apoyoBluetooth 5.

Modo operativo	Parámetro	Valor (en VCC \u003d 3 V)
Cálculos activos	iCA / MHZ ARM® CORTEX®-M3	61 μA / MHz
	CoreCark / MA.	48,5
	CoreCark a una frecuencia de 48 MHz.	142
Cambio de radio	Corriente máxima al recibir, MA	5,9
	Corriente máxima al transferir, MA	6,1
Modo de dormir	Controlador del sensor, MCA / MHz	8,2
	Modo de modo de suspensión con RTC habilitado y guardando la memoria, MA	1

Para comenzar rápidamente a trabajar con CC2640R2F, Texas Instruments ha preparado un conjunto de depuración tradicional (Figura 4). Con la ayuda de un par de tales dispositivos, puede estimar la velocidad y el rango de transmisión a través de Bluetooth 5.0. Para hacer esto, puede usar los ejemplos listosizados o crear su propia aplicación según el protocolo BLE 5 STACK 1.0 (www.ti.com/ble).

Conclusión

La nueva versión del protocolo Bluetooth 5.0 se enfoca en el cumplimiento máximo de las necesidades de Internet de las cosas (IOT). En comparación con la versión 4.0 de Bluetooth, tiene una serie de mejoras de alta calidad:

• la tasa de transferencia de datos aumentó dos veces y alcanzó 2 Mbps;
• el rango ha aumentado cuatro veces debido a la codificación de datos de datos codificados y la corrección de errores (FEC);
• el ancho de banda de los mensajes de transmisión ha crecido 8 veces.

Además, Bluetooth 5.0 proporciona compatibilidad posterior Con los dispositivos Bluetooth 4.x, y también admite la mayor parte de la expansión de las versiones posteriores del protocolo.

Estimar características de Bluetooth 5.0 Ya puede ser posible con las herramientas de Texas Instruments. La compañía produce un microcontrolador CC2640R2F CC2640R2F de alto rendimiento y de bajo rendimiento, proporciona una pila 1 Pila de Pila de Ble Free 5 y una pluralidad de ejemplos listos para el conjunto de depuración de launchXL-CC2640R2.

Literatura

1. Bluetooth Core Specifcation 5.0 Preguntas frecuentes. 2016. Bluetooth SIG.