低功耗藍牙版本包括BLE 4.0/4.1, 4.2 以及5.0/5.1/5.2,其中BLE 4.0/4.1, 4.2 只有1Mbps PHY,BLE 5 也可以選擇2Mbps的PHY,但在實際使用中,BLE速率受限因素很多,可以參考 <BLE 傳輸速率/數據吞吐量(Data Throughput) >,本文基於Bluetooth官方博客文檔,介紹BLE最高傳輸速率。
1. BLE 傳輸速率計算公式
一個完整的數據傳輸週期(即 connection interval):
一個完整的數據傳輸週期包括:
T: 即Tx,包括頭,有效payload以及MIC驗證碼等
R: 即Rx,當設備將一個數據包發送到對等設備時,對等設備將發回具有最小數據包長度的數據包,以指示先前的傳輸已成功。
T_IFS: 數據幀間隔,連續的數據包之間需要休息一會,取值爲150us
數據吞吐量的公式爲:
2. BLE 4.0 / 4.1計算
BLE 4.0/4.1 數據包格式如下:
一個完整的數據傳輸時間週期:
4.0 / 4.1吞吐量計算公式爲
3. BLE 4.2
對於藍牙v4.2,其調製速率與4.0和4.1相同,仍爲1Mb / s。但是數據包格式不同,如下圖
一個完整的數據傳輸時間週期:
BLE 4.2 吞吐量計算公式爲:
4. BLE 5
對於BLE5,調製速率具有兩個:1Mbps和2Mbps,選擇1Mbps時,BLE 5與BLE 4.2具有相同的數據包格式,吞吐量也和BLE4.2一樣。
接下來計算BLE 選擇 2Mbps PHY後的情況。
一個完整時期的時間包括:
Bluetooth 5吞吐量,計算公式爲:
5. 結論
BLE 5最高傳輸速率1.4Mbps
實際中,爲了獲得更快傳輸速率:
選擇一個合適connection interval,
設置MTU儘量大
應用層不需要回應可以設爲No Response,
6. 功耗估算
假如使用一個200mAh的1.5V鈕釦電池給BLE設備供電。
首先,從BLE芯片中,能找到其Tx Power值,例如Nordic nRF52840芯片Tx Power是+8 dBm,對應的功耗6mW,因此,其工作時的電流爲:
6mW / 1.5V = 4mA
那麼,則可以計算如下:
200mAh/4mA = 50h = 180,000 s
假如,BLE一次完整的傳輸時間的是3ms。那麼就可以得到能傳輸的次數:
180,000s/3ms = 60,000,000次
進一步的,可以估算設備的使用時間。
參考:
https://www.bluetooth.com/blog/exploring-bluetooth-5-how-fast-can-it-be/
不當之處,可聯繫本公衆號
作者:美好的2020
鏈接:https://www.jianshu.com/p/0c36e2e16943
來源:簡書
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