【技术】蓝牙知识大补帖：蓝牙5可以有多快？
蓝牙5（Bluetooth5.0）是无线连接标准蓝牙v4.2的进阶版本。相较于前版，其具有4倍的范围，2倍的速度，和8倍的传输范围。开发人员可以访问Bluetooth SIG网站，并下载最新的蓝牙核心规范。在蓝牙5发布之后，有了更强的带宽，蓝牙5的速度究竟可以达到多快？本文将探讨在蓝牙5，或以前版本的蓝牙低功耗建立连接时的数据吞吐量。
蓝牙的数据吞吐量演进
我们知道，对于无线连接，链路维护和数据冗余有一些传输成本，以保持蓝牙连接的鲁棒性和高效性。对于蓝牙低功耗连接，从一个设备到其对等设备的一个完整传输周期如下所示：
图1
“T”slot是传输包。它包括帧头，payload和完整性检查字段，有用的数据将位于要传输的payload中。
“R”slot是来自对端设备的接收数据包。当设备向对等设备发送一个包时，对等设备将发回具有最小包长度以指示先前传输成功的包。
“T_IFS”是帧间间隔。它定义了两个连续数据包之间的时间间隔。无论您是使用蓝牙5还是蓝牙4.0，“T_IFS”应为150μs。
因此，用于连接的蓝牙低能耗数据吞吐量的公式为：
当建立连接时，我们将使用该公式计算从4.0到5的数据吞吐量。
蓝牙V4.0/4.1
蓝牙v4.0 / 4.1具有相同的低功耗包格式和相同的调制速率，1Mb/s，这意味着发射机能够在一秒内传输一MB。
图2
图2表示4.0 / 4.1链路层数据包的包格式，PDU格式和报头格式。从图2中，长度字段长5位（已经突出显示; 5位等于二进制0b11111，十六进制0x1F，十进制31位），范围为0〜31个字节，表示长度的payload和MIC（如果包括）。payload字段的长度应小于或等于27个八位字节，因为MIC长度为4个八位字节，31 - 4 = 27。
图3
图3是一个完整的周期图。从图3可以看出，一个完整的周期括：
“R”slot
空的PDU长度为：10个八位字节，因为：
空PDU的长度= 1 + 4 + 2 + 3 = 10个八位字节。
1Mb / s时它将消耗80μs，因为：
T_IFS，150μs。
“T”slot
最大数据包长度为：
1 + 4 + 2+ 27 + 4 + 3 = 41个八位字节
它将消耗328μs，因为：
对于4.0 / 4.1吞吐量，计算公式为：
蓝牙V4.2
对于蓝牙v4.2，调制速率与4.0和4.1相同，仍然是1Mb/s。但包格式不同。区别在于下图，图4。
图4
图4中，长度字段8位（已经突出显示，8位等于二进制0b11111111，十六进制0xFF，十进制255），范围为0〜255个字节，长度包括payload和MIC。payload字段的长度应小于或等于251个八位字节，因为MIC长度为4个八位字节，255 - 4 = 251
图5
图5是一个完整的图，从图5可以看出，一个完整周期包括：
“R”slot
与v4.0 / 4.1相同，都是80μs。
T_IFS，150 ms
“T”slot
最大数据包长度为：
1 + 4 + 2+ 251 + 4 + 3 = 265个八位字节
它将消耗2120μs，因为：
对于4.2的吞吐量，计算是：
蓝牙5
对于蓝牙5，调制速率有两个选择。第一个是1Mb/s，如蓝牙v4.0/4.1/4.2；第二个是我们接下来讨论的2Mb/s。从蓝牙v4.2到蓝牙5的数据包格式是相同的：有效载荷是251个八位字节。因此，蓝牙5@1Mb/s的吞吐量数据将与蓝牙4.2相同。
但是在启用2Mb/s之后，它是不同的。您可以在图6中看到。
图6
图6是一个完整的周期图。从图6可以看出，一个完整周期包括：
“R”slot
空PDU的长度为10个八位字节：
空PDU的长度= 1 + 4 + 2 + 3 = 10个八位字节。
它将消耗40μs2Mb/s，因为：
T_IFS,150 µs
“T”slot
最大数据包长度为：
1 + 4 + 2+ 251 + 4 + 3 = 265个八位字节
它将消耗1,060μs，因为：
对于蓝牙5吞吐量，计算方法如下：
结论
对于蓝牙低功耗吞吐量，下图显示了蓝牙低功耗规格之间的差异。您可以看到，蓝牙5的带宽是4.0/4.1的大约4.6倍，比4.2大了1.7倍。更高的带宽可以转化为更高的速度，这将使低功耗蓝牙比以前更快地传输数据流 - 更高效，更少的频带占用，更适合快速数据传输。对于诸如无线固件升级或可穿戴设备数据日志同步的应用场景，蓝牙5将实现极好的用户体验，而更高的速度将为未来的高数据速率流传输打下坚实的平台。
关于SILICON LABS支持蓝牙5标准的Blue Gecko蓝牙SoC/模块产品信息，请联系世强。
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型号- EBWT41U,ZDB5202,SLEXP8027A,EFR32FG13P233F512GM48,EFR32™,SLWSTK6061B,MGM12P,EZR32WG,EFR32FG13P231F512GM32,EFR32BG12P232F1024GM68,EFR32MG13P733F512GM48,EFR32BG13P532F512GM32,WT12,AMW007-E04,EFR32,WT32I,EZR32™,BGM121,BGM11S,WT11U,EFR32FG,EFR32FG14P233F256GM48,SLWSTK6062B,RBK-ZW500DEV-CON2,SLWSTK6120A,SLWSTK6063B,RBK-ZW500,EFR32BG12P132F1024GL125,SI4XXX,ZM5101,ZM5304,ZDB5101,ACC-UZB3-U-BRG,BGM111,EBWT11U,EFR32FG14P233F128GM48,ACC-UZB3-U-STA,MGM111,ZDB5304,SLWSTK6000B,SLWSTK6020B,WT32,SI10XX,SLWSTK6101C,EFR32MG13P632F512GM32,AMW037,EFR32FG12P433F1024GM48,DKWT32I-A,EFR32MG12P132F1024GL125,EFR32MG1P133F256GM48,BGM13S,EZR32HG,BGM13P,BGX13P,EZR32LG,MGM13P,WT41U,EFR32BG13P733F512GM48,BGX13S,SLWSTK6060B,MGM13S,SLWSTK6065B,WGM110,RBK-ZW500DEV-EMB2,EFR32BG12P433F1024GL125,EBWT12-A,ZM5202,AMW007,SLTB004A,EFR32MG14P733F256GM48
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品牌：SILICON LABS
品类：Wireless Gecko SoC
价格：￥8.1764
现货： 102,628
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥27.0929
现货： 90,767
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：126,000
服务
Ignion可支持多协议、宽频段的物联网天线方案设计，协议：Wi-Fi、Bluetooth、UWB、Lora、Zigbee、2G、3G、4G、5G、CBRS、GNSS、GSM、LTE-M、NB-IoT等，频段范围：400MHz~10600MHz。
最小起订量： 2500 提交需求>
提供蓝牙BLE芯片协议、蓝牙模块、蓝牙成品测试认证服务；测试内容分Host主机层，Controller控制器层，Profile应用层测试。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
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