? ? 藍牙低能耗(BLE)技術是低成本、短距離、可互操作的魯棒性無線技術。工作在免許可的2.4GHz ISM射頻頻段。它從一開始就設計為超低功耗(ULP)無線技術。

它利用很多智能手段最大限度地減少功耗。

　　藍牙低能耗技術採用可變連接時間間隔。這個間隔依據詳細應用能夠設置為幾毫秒到幾秒不等。

另外，由于BLE技術採用很高速的連接方式。因此平時能夠處于“非連接”狀態(節省能源)，此時鏈路兩端相互間僅僅是知曉對方。僅僅有在必要時才開啟鏈路。然后在盡可能短的時間內關閉鏈路。

　　BLE技術的工作模式很適合用于從微型無線傳感器(每半秒交換一次數據)或使用全然異步通信的遙控器等其他外設傳送數據。

這些設備發送的數據量很少(通常幾個字節)。并且發送次數也很少(比如每秒幾次到每分鐘一次。甚至更少)。

　　超低功耗無線技術

　　藍牙低能耗技術的三大特性成就了ULP性能。這三大特性各自是最大化的待機時間、高速連接和低峰值的發送/接收功耗。

　　無線“開啟”的時間僅僅要不是非常短就會令電池壽命急劇減少，因此不論什么必需的發送或接收任務須要非常快完畢。被藍牙低能耗技術用來最小化無線開啟時間的第一個技巧是僅用3個“廣告”信道搜索其他設備，或向尋求建立連接的設備宣告自身存在。相比之下。標準藍牙技術使用了32個信道。

　　這意味著藍牙低能耗技術掃描其他設備僅僅需“開啟”0.6至1.2ms時間，而標準藍牙技術須要22.5ms時間來掃描它的32個信道。

結果藍牙低能耗技術定位其他無線設備所需的功耗要比標準藍牙技術低10至20倍。

　　值得注意的是。使用3個廣告信道是某種程度上的妥協：這是在頻譜很擁擠的部分對“開啟”時間(相應于功耗)和魯棒性的一種折衷(廣告信道越少，另外一個無線設備在選用頻率上廣播的機會就越多，就越easy造成信號沖突)。只是該規范的設計師對于平衡這樣的妥協相當有信心——比方，他們選擇的廣告信道不會與Wi-Fi默認信道發生沖突(見圖1)

圖1：藍牙低能耗技術的廣告信道是經過謹慎選擇的。能夠避免與Wi-Fi發生沖突

　　一旦連接成功后。藍牙低能耗技術就會切換到37個數據信道之中的一個。

在短暫的數據傳送期間。無線信號將使用標準藍牙技術倡導的自適應跳頻(AFH)技術以偽隨機的方式在信道間切換(盡管標準藍牙技術使用79個數據信道)。

　　要求藍牙低能耗技術無線開啟時間最短的還有一個原因是它具有1Mbps的原始數據帶寬——更大的帶寬同意在更短的時間內發送很多其它的信息。舉例來說，具有250kbps帶寬的還有一種無線技術發送同樣信息須要開啟的時間要長8倍(消耗很多其它電池能量)。

　　藍牙低能耗技術“完畢”一次連接(即掃描其他設備、建立鏈路、發送數據、認證和適當地結束)僅僅需3ms。而標準藍牙技術完畢同樣的連接周期須要數百毫秒。

再次提醒，無線開啟時間越長，消耗的電池能量就越多。

　　藍牙低能耗技術還能通過兩種其他方式限制峰值功耗：採用更加“寬松的”射頻參數以及發送非常短的數據包。兩種技術都使用高斯頻移鍵控(GFSK)調制。但藍牙低能耗技術使用的調制指數是0.5，而標準藍牙技術是0.35。

0.5的指數接近高斯最小頻移鍵控(GMSK)方案，能夠減少無線設備的功耗要求(這方面的原因比較復雜，本文暫不贅述)。更低調制指數還有兩個優點，即提高覆蓋范圍和增強魯棒性。

　　標準藍牙技術使用的數據包長度較長。

在發送這些較長的數據包時，無線設備必須在相對較高的功耗狀態保持更長的時間。從而easy使硅片發熱。這樣的發熱將改變材料的物理特性，進而改變傳送頻率(中斷鏈路)，除非頻繁地對無線設備進行再次校準。

再次校準將消耗很多其它的功率(而且要求閉環架構。使得無線設備更加復雜。從而推高設備價格)。

　　相反。藍牙低能耗技術使用很短的數據包——這能使硅片保持在低溫狀態。因此，藍牙低能耗收發器不須要較耗能的再次校準和閉環架構。

BLE的兩種芯片架構

　　藍牙低能耗架構共同擁有兩種芯片構成：單模芯片和雙模芯片。藍牙單模器件是藍牙規范中新出現的一種僅僅支持藍牙低能耗技術的芯片——是專門針對ULP操作優化的技術的一部分。藍牙單模芯片能夠和其他單模芯片及雙模芯片通信，此時后者須要使用自身架構中的藍牙低能耗技術部分進行收發數據(參考圖2)。雙模芯片也能與標準藍牙技術及使用傳統藍牙架構的其他雙模芯片通信。

　　雙模芯片能夠在眼下使用標準藍牙芯片的不論什么場合使用。這樣安裝有雙模芯片的手機、PC、個人導航設備(PND)或其他應用就能夠和市場上已經在用的全部傳統標準藍牙設備以及全部未來的藍牙低能耗設備通信。

然而，因為這些設備要求運行標準藍牙和藍牙低能耗任務，因此雙模芯片針對ULP操作的優化程度沒有像單模芯片那么高。

　　單模芯片能夠用單節鈕扣電池(如3V、220mAh的CR2032)工作非常長時間(幾個月甚至幾年)。

相反，標準藍牙技術(和藍牙低能耗雙模器件)通常要求使用至少兩節AAA電池(電量是鈕扣電池的10至12倍，能夠容忍高得多的峰值電流)，而且很多其它情況下最多僅僅能工作幾天或幾周的時間(取決于詳細應用)。注意，也有一些高度專業化的標準藍牙設備。它們能夠使用容量比AAA電池低的電池工作。

圖2：雙模芯片將使用其架構中的藍牙低能耗部分與單模器件通信。

轉載于:https://www.cnblogs.com/liguangsunls/p/6762285.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的android 蓝牙低耗能（LBE）技术介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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