BLE: n virrankulutus on monia tekijöitä, ja olen yrittänyt puuttua niihin mahdollisimman moniin.
Jotta ymmärrettäisiin paremmin Bluetooth classicin ja BLE: n väliset virrankulutuserot, se hyödyllistä tarkastella joitain eroja Bluetooth-tekniikoiden välillä. Tämä auttaisi ymmärtämään virrankulutuksen eroa. Ensinnäkin Bluetooth classic koostuu Bluetooth 1.0-3.0: sta. Näitä ovat Bluetooth BR (Basic Rate) -kierros 1,2 Mbit / s, Bluetooth EDR (Enhance Data Rate) nopeudella 3Mbits / Sec ja Bluetooth HS.
Bluetooth toimii 2,4 GHz: n ISM-kaistalla, ja Bluetooth classic käyttää 79 kanavaa välillä 2,4 GHz - 2,4835 GHz, jokainen etäisyys on 1 HHz, kun taas BLE käyttää 40 kanavaa 2,402 GHz: n 2,480 GHz: n välein 2 MHz: n välein. Niistä 40 kanavaa 3 on omistettu mainospyyntöille. Aloitusparametrit vaihdetaan samalla kanavalla, jota käytetään yhteyspyynnössä. Onnistuneen löydön ja yhteyden muodostamisen jälkeen säännöllisiä datakanavia käytetään viestintään. Huomaa myös, että mainontakanavat eivät ole päällekkäisiä Wifi Direct-sekvenssispektri (DSSS) -kanavien 1, 6 ja 11 kanssa. Joten Bluetooth käyttää 2,4 GHz: n taajuuskaistaa, mutta toteuttaa yksinkertaisemman Gaussin Taajuudensiirtoprotokolla vähentää virtaa sekä DSSS-modulaatio.
Napsauta kuvaa saadaksesi suuremman kuvan versiosta.
Napsauta kuvaa saadaksesi suuremman version kuvasta.
Napsauta kuvaa saadaksesi suuremman kuvan versiosta.
BLE: llä on monia eri toimintatiloja, joista päätoimintatilat ovat mainostila, skannaustila, isäntälaite ja orjalaite. Mainostilassa BLE-peruslaite vastaanottaa vastauksia muilta BLE-laitteilta mainostapahtumiin. Skannaustilassa BLE-laite etsii mainospyyntöjä muilta BLE-laitteilta ja vastaa lisätietoilla riippuen aktiivisen skannaustilan tilasta. Siellä on myös passiivinen tila, vain skanneri ja vain mainostaja, jolloin RF-moduulin vastaanotin- ja lähetintoimintoa tarvitaan vastaavasti. Linkkitason tilakoneen jonkinlainen ymmärtäminen on hyödyllistä virrankulutuksen hallinnan ymmärtämiselle. Tiloja on viisi ja ne ovat
- Valmiustila : Voidaan syöttää mistä tahansa muusta tilasta eikä lähettää tai vastaanottaa paketteja
- Mainonta : Tähän tilaan voidaan siirtyä valmiustilasta. Tässä tilassa linkkikerros lähettää mainospaketteja sekä vastaa mainontaan liittyvään tiedonvaihtoon.
- Skannaus : Skannaustila voidaan antaa valmiustilasta, joka kuuntelee mainoskanavaa paketit laitteilta
- Aloittaminen : Tässä tilassa oleva linkkikerros muodostaa yhteyden toiseen laitteeseen, joka vastaa tiettyjen laitteiden mainoskanavapaketteihin.
- Yhteys : Yhteystilassa on kaksi määriteltyä roolia, nimittäin isäntä ja orja. Pääroolissa oleva laite määrittelee lähetyksen ajoituksen
Napsauta kuvaa saadaksesi kuvan suurempi versio.
Yhteys muodostetaan siten, että yksi laite on mainostajatilassa ja toinen initiaattoritilassa. Aloittajasta tulee isäntä ja mainostajasta orja. Tämä isäntä-slave-tiedonvaihto määrittelee kriittiset yhteysparametrit, kuten kanavan ja ajoituksen, joka sisältää yhteysvälin ja salve-viiveen. Orjaviive on tärkeä, koska tämä määrittää yhteysvälien määrän, jonka orja voi ohittaa menettämättä yhteyttä. Tämä auttaa orjaa optimoimaan ja säilyttämään virrankulutuksen . Orja voi pyytää päivittämään tiedonsiirtoparametrit sopimaan paremmin orjan sovellukseen.
Kysymyksessäsi olet viitannut yhteystapahtumaan. Alla olevassa kaaviossa kuvataan yhteystapahtuma.
Yhteystapahtuman aikana tapahtuvasta virrankulutuksesta keskustellaan myöhemmin.
Käynnistäjä lähettää tai mainostaja vastaanottaa CONNECT_REQ PDU: n, jolloin yhteysparametrit vaihdetaan. Näillä parametreilla on syvä vaikutus virrankulutukseen.
- Yhteysväli määrittää kahden yhteyden välisen ajan. Tämä voi olla jopa 7,5 ms tai jopa 4 sekuntia. Kuten voidaan kuvitella, pidemmät yhteysvälit tarkoittavat alhaista virrankulutusta, mutta myös matalaa datanopeutta.
- Orjaviive määrittelee niiden peräkkäisten kytkentätapahtumien määrän, jotka orja voi ohittaa isännältä, jotka taas vaikuttavat pieneen virrankulutukseen
- Valvonnan aikakatkaisu on kahden vastaanotetun datapaketin välinen aikakatkaisu ennen yhteyden katkeamista.
Myös Bluetooth Low Energy -kehys edistää matalaa virrankulutusta . Lyhin lähetetty paketti voi olla 80 bittiä lähetysajan ollessa 80 us. Pisin paketti voi olla 376 bittiä lähetysajan ollessa noin 0,3 mSec. Nämä ovat erittäin tärkeitä yksitilan BLE-laitteille.
Virrankulutuksen hallitsemiseksi ja vanhojen mallien ylläpitämiseksi kehitettiin Bluetooth 4.0 -standardit. Bluetooth 4.0: lla on käytännössä kaksi tilaa, yksi ja kaksi. Yksittäinen tila tukee pienitehoista orjalaitetta käyttämällä standardia, joka tunnetaan paremmin nimellä BLE. Kaksoistila tukee luultavasti sekä Bluetooth BR / EDR: ää että BLE: tä.
Toinen virransäästövaihtoehto on valkoiset luettelot. Tämä antaa linkkikerrokselle mahdollisuuden suodattaa mainostajia, aloittajia ja skannereita.
Joten BLE-tekniikka skannaa vain 3 mainoskanavaa, bluetoothin on skannattava 32 kanavaa. Tämä on noin 0,6–1,2 ms: n etsintäaika BLE: lle, kun taas Bluetoothin etsimisaika on 22,5 ms: n, mikä säästää BLE: tä.
Myös 3 ms: n BLE-laitteet voivat skannata, muodostaa yhteyden, lähettää tietoja, vahvistaa vastaanoton vahvistamisen ja lopettaa missä Bluetooth on, kestää yli 100 ms samat tehtävät.
Myös BLE paketit ovat paljon lyhyempiä kuin perinteiset Bluetooth-datapaketit, mikä myös myötävaikuttaa energiansäästöön.
Tämän vastauksen päätteeksi alla on yhteystapahtumien mittaukset ja niihin liittyvä virrankulutus bluetoothin matalalle energialle, jotka on tehty TI CC2541: llä .
Viitteet