距離藍牙5標準的發佈已經有一段時間了。 我們知道，藍牙5具有更大的傳輸距離，是藍牙4.2的4倍，更快的傳輸速度，是藍牙4.2的2倍，同時廣播數據包的長度也得到了提升，能夠傳輸的數據是之前的8倍。藍牙5發佈後，有開發者問我，既然藍牙5具有更高帶寬，那它究竟能傳輸多快呢？今天我們就深入探討一下藍牙5的高數據傳輸率特性。這裏主要針對藍牙BLE技術。(注：之所以沒有稱之爲藍牙5.0，是因爲官方認爲此標準並非簡單沿襲之前藍牙4.0，4.1，4.2的方式，而是一次巨大的革新，是藍牙技術的一個新階段)。
衆所周知，對於無線連接來說，需要花費一定的傳輸成本用於鏈路層維護，同時數據包中還有一部分冗餘數據用於確保連接的高效與魯棒性。對於藍牙BLE來說，一次完整的傳輸週期如圖1所示：
* “T” 代表傳輸數據包，包括幀頭，負載（payload），完整性檢查。傳輸的有用信息位於負載區域。
* “R”代表從對端設備接收數據包。當本地設備發送數據包後，對端設備會返回應答數據。
* “T_IFS” 是幀間空閒（Inter Frame Space），它規定了兩個連續數據包的時間間隔。不管是藍牙5還是藍牙4.0，T_IFS 都是150微秒。具體內容請參考藍牙核心規範Vol 6, Part B, Section 4.1 。
所以對於藍牙BLE，數據傳輸率公式如下所示，此時設備處於連接狀態，利用這個公式我們就可以計算藍牙4.0到藍牙5的數據傳輸率了：
藍牙4.0/4.1
藍牙4.0/4.1中BLE的包格式與信號調製速率相同，爲1 Mb/s，即發送器每秒可以傳輸1M二進制位。
圖2爲藍牙4.0/4.1鏈路層傳輸數據的包格式，PDU格式，數據頭格式。從圖2可以看到，長度字段（圖中高亮位置）只有5位，表示Payload+MIC的長度範圍是0~31字節。因爲MIC佔4個字節，所以Payload的長度必需小於等於27。
圖3是一個完整的週期圖。從圖3可以看到，一個完整的週期包括：
* “R”
空的PDU長度是10字節，因爲：
在1Mb/s 速度下它將耗費80 us，因爲：
* T_IFS，150 us
* “T”
最大數據包長度是41字節：
它將耗費328 us，因爲：
所以對於藍牙4.0/4.1，真正的數據傳輸率爲：
藍牙4.2
藍牙4.2的調製速率與藍牙4.0/4.1相同，依然是1 Mb/s。但是數據包格式不同。如圖4所示：
從圖4可以看到，長度字段有8位（圖中高亮部位），可以表示的長度範圍是0~255。所以Payload的長度必需小於等於251。
圖5是一個完整的週期圖，與前面提到的類似，只是“T”的長度不同，最大數據包長度是265字節：
它將耗費2120 us，因爲：
所以對於藍牙4.2，真正的數據傳輸率爲：
藍牙5
藍牙5的調製速率有兩種。第一種與藍牙4.0/4.1/4.2相同，爲 1 Mb/s 。第二種爲 2 Mb/s 。藍牙5與藍牙4.2的包格式相同，Payload最大爲251字節。所以在 1 Mb/s的信號調製速率下，藍牙4.2與藍牙5的數據傳輸率相同。當使用 2 Mb/s調製速率時二者不相同，如圖6所示：
圖6是一個完整的週期圖。從圖6可以看到，一個完整的週期包括：
* “R”
空的PDU長度是10字節，因爲：
在2Mb/s 速度下它將耗費40 us，因爲：
* T_IFS，150 us
* “T”
最大數據包長度265字節：
它將耗費1060 us，因爲：
所以對於藍牙5，真正的數據傳輸率爲：
總結
下圖從理論上對比了不同版本藍牙BLE規範的數據傳輸率。我們可以看到，藍牙5的帶寬是藍牙4.0/4.1 的4.6倍，是藍牙4.2的1.7倍。更高的帶寬可以轉化爲更高的速度，這使藍牙BLE能更快地傳輸數據流——更高效、更少的帶寬佔用，更適合快速數據傳輸。對於諸如OTA升級，或可穿戴設備的數據同步等應用場景，藍牙5會極大提升用戶體驗，同時更高的速度也爲將來的高速數據流傳輸構建了一個可靠的平臺。
