블루투스 저전력

Bluetooth Low Energy

Bluetooth Low Energy(블루투스 LE, 구어체 BLE, 이전[1] Bluetooth Smart)는 블루투스 Special Interest Group(블루투스 SIG)[2]이 의료,[4] 피트니스, 비콘,[3] 보안 및 홈 엔터테인먼트 산업의 새로운 애플리케이션을 위해 설계 및 판매하는 무선 퍼스널 영역 네트워크 기술입니다.기존[clarification needed] Bluetooth와는 무관하며 호환성은 없지만 Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate(BR/EDR)와 LE는 공존할 수 있습니다.원래 사양은 2006년 노키아에 의해 [5]Wibree라는 이름으로 개발되었으며 2009년 12월 블루투스 4.0에 블루투스 Low Energy로 통합되었습니다.

블루투스 Low Energy는 Classic Bluetooth에 비해 소비전력과 비용을 대폭 절감하면서 비슷한 통신범위를 유지하는 것을 목적으로 하고 있습니다.iOS, Android, Windows Phone 및 BlackBerry를 포함한 모바일 운영 체제와 macOS, Linux, Windows 8, Windows 10 및 Windows 11은 기본적으로 Bluetooth Low Energy를 지원합니다.

호환성.

Bluetooth Low Energy는 이전의 Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate(BR/EDR; 블루투스 기본속도/확장 데이터 레이트) 프로토콜과는 구별되지만, 두 프로토콜은 모두 하나의 장치에서 지원됩니다. 블루투스 4.0 사양은 LE 및 BR/EDR 시스템 중 하나 또는 둘 모두를 구현할 수 있습니다.

블루투스 Low Energy는 기존 블루투스와 동일한 2.4GHz 무선 주파수를 사용합니다.이것에 의해, 듀얼 모드 디바이스는 1개의 무선 안테나를 공유할 수 있습니다만, 보다 심플한 변조 시스템을 사용할 수 있습니다.

브랜딩

이전에 사용한 블루투스 스마트 로고

2011년 블루투스 SIG는 새로운 저에너지 장치와 다른 블루투스 [6]장치 간의 호환성을 명확히 하기 위해 블루투스 스마트 로고를 발표했습니다.

  • Bluetooth Smart Ready는 클래식 주변기기 및 [7]저전력 주변기기와 호환되는 듀얼 모드 장치를 나타냅니다.
  • Bluetooth Smart는 Smart Ready 또는 다른 스마트 장치가 필요한 저전력 전용 장치를 나타냅니다.

2016년 5월 블루투스 SIG 브랜드 정보를 통해 블루투스 SIG는 블루투스 스마트 및 블루투스 Smart Ready 로고와 워드 마크를 단계적으로 삭제하기 시작했고 블루투스 로고와 워드[8] 마크를 새로운 파란색으로 다시 사용했습니다.

타깃 시장

Bluetooth SIG는 특히 스마트 홈,[9] 건강, 스포츠 및 피트니스 분야에서 저에너지 기술의 많은 시장을 식별합니다.예를 들어 다음과 같은 이점이 있습니다.

  • 저전력 요건, 버튼 셀에서 "수십 년 또는 수년" 동안 작동.
  • 작은 사이즈로 저렴한 가격.
  • 휴대 전화, 태블릿, 컴퓨터의 대규모 인스톨 베이스와의 호환성.

역사

지금은 없어진 Wibree 로고

2001년 노키아 연구진은 현대 무선 기술이 [10]다루지 못한 다양한 시나리오를 찾아냈다.동사는, Bluetooth 기술과의 차이를 최소한으로 억제하면서, 전력 사용량과 코스트를 삭감하는 Bluetooth 규격에 준거한 무선 테크놀로지를 개발하기 시작했습니다.이 결과는 2004년에 Bluetooth Low End [11]Extension이라는 이름으로 공개되었습니다.

파트너, 특히 Logitech와 유럽 프로젝트 [a]MIMOSA에서 개발을 진행하고 초기 [b]단계부터 STMicroelectronics에 의해 적극적으로 홍보 및 지원을 받은 후, 이 기술은 Wibree라는 [14]브랜드명으로 2006년 10월에 일반에 공개되었습니다.Bluetooth SIG 멤버와의 협상 후, 2007년 6월에 Wibree를 Bluetooth 초저전력 [15][16]테크놀로지로 향후 Bluetooth 사양에 포함하기로 합의했습니다.

이 기술은 블루투스 스마트로 출시되었으며 2010년 초에 [17]핵심 사양 버전 4.0으로의 통합이 완료되었습니다.4.0 사양을 최초로 구현한 스마트폰은 2011년 [18]10월에 출시된 아이폰4S입니다.많은 다른 제조업체들이 2012년에 Bluetooth Low Energy Ready 장치를 출시했습니다.

블루투스 SIG는 2016년 6월 16일 런던에서 열린 미디어 행사에서 블루투스 5를 공식적으로 공개했다.마케팅 측면의 한 가지 변경 사항은 포인트 번호가 삭제되었기 때문에 현재는 블루투스 5라고 불리고 있습니다(블루투스 4.0과 같은 블루투스 5.0이나 5.0 LE가 아닙니다).이 결정은 "마케팅을 단순화하고 사용자의 이점을 보다 효과적으로 전달하기 위해"[19] 내려졌습니다.기술 측면에서, 블루투스 5의 상징 시간의 선택적 반 블루투스 4.x로 비교를 사용하여 증가된 전송 파워 또는 코드화된 물리 계층, 2배의 속도를 사용해서 낮은 에너지 Bl의 광고 데이터 length[해명 필요한]증가시킴으로써 데이터 방송 자격으로 8배 정도 증가할 제공하는 범위 4배 늘어날 것이다.uetooth 변속기블루투스 4.x와 비교하면 집안 [20]곳곳에 노드가 연결되어 있는 IoT 애플리케이션에 중요할 수 있습니다.Bluetooth 용어로 '광고 패킷'은 페어링 전, 즉 연결되지 않은 두 장치 간에 교환되는 정보입니다.예를 들어, 애드버타이즈패킷을 사용하면,[21] Bluetooth 디바이스를 페어링 하기 전에 그 디바이스의 이름을 확인할 수 있습니다.Bluetooth 5 는, 이 광고 패킷의 데이터 길이를 늘립니다.Bluetooth 4.x 의 이 패킷의 길이는 31 바이트였습니다(브로드캐스트토폴로지의 경우).

블루투스 SIG는 2017년 7월 18일 메쉬 프로파일과 메쉬 모델 사양을 공식 출시하였다.메쉬 사양에 의해, Bluetooth Low Energy 를 사용해 홈 오토메이션, 센서 네트워크, 및 그 외의 [22]애플리케이션에서의 다대다 디바이스 통신에 사용할 수 있습니다.

적용들

Bluetooth SIG는, 원래의 Bluetooth 사양으로부터 빌린 것으로, 저소비 전력 디바이스용의 몇개의 프로파일(특정 애플리케이션에서의 디바이스 동작의 사양)을 정의합니다.제조업체는 호환성을 보장하기 위해 장치에 적합한 사양을 구현해야 합니다.디바이스는 여러 프로파일의 구현을 포함할 수 있습니다.

현재의 저에너지 애플리케이션프로파일의 대부분은 저에너지 링크를 [23]통해 짧은 데이터(속성)를 송수신하기 위한 일반적인 사양인 GATT(Generic Attribute Profile)에 근거하고 있습니다.Bluetooth 메쉬 프로파일은 General Access Profile([24]GAP; 일반 액세스프로파일)에 근거한 이 규칙의 예외입니다.

메쉬 프로파일

Bluetooth 메쉬 프로파일은 Bluetooth Low Energy를 사용하여 네트워크 내의 다른 Bluetooth Low Energy 장치와 통신합니다.각 장치는 정보를 다른 Bluetooth Low Energy 장치로 전달하여 "메쉬" 효과를 낼 수 있습니다.예를 들어,[25] 하나의 스마트폰에서 건물 전체의 조명을 끄는 것입니다.

  • MESH(Mesh Profile) : 베이스 메쉬 네트워크용.
  • MMDL(Mesh 모델): 어플리케이션레이어 정의용.애매함을 피하기 위해 "프로파일" 대신 "모델"이라는 용어를 메시 사양에서 사용합니다.

의료 프로필

의료 애플리케이션에는 Bluetooth Low Energy 장치용 프로필이 많이 있습니다.Continua Health Alliance 컨소시엄은 Bluetooth SIG와 협력하여 이러한 사항을 홍보합니다.

  • BLP(Blood Pressure Profile) - 혈압 측정용.
  • HTP(Health Temonometer Profile) - 의료용 온도 측정 장치용.
  • GLP(Glucose Profile) - 혈당 모니터용.
  • CGMP(연속 포도당 모니터 프로파일)

스포츠 및 피트니스 프로필

스포츠 및 피트니스 액세서리에 대한 프로필은 다음과 같습니다.

  • BCS(신체 합성 서비스)
  • CSCP(Cycling Speed and Cadence Profile) - 사이클 속도 및 휠 속도를 측정하기 위해 자전거 또는 연습용 자전거에 부착된 센서용.
  • CPP(사이클링 전력 프로파일)
  • HRP(Heart Rate Profile) - 심박수를 측정하는 디바이스용
  • LNP(Location and Navigation Profile)
  • RSCP(실행 속도와 캐던스 프로파일)
  • WSP(Weight Scale Profile)

인터넷 접속

  • IPSP(Internet Protocol 지원 프로파일)

범용 센서

  • ESP(Environmental Sensing Profile)
  • UDS(사용자 데이터 서비스)

HID 접속

  • HOGP(HID over GATT Profile)를 통해 Bluetooth LE 대응 무선 마우스, 키보드 및 기타 디바이스에서 장시간 지속되는 배터리 지속 시간을 실현합니다.

근접 감지

"전자 목줄" 애플리케이션은 '항상 켜져 있는'[26] 장치에 가능한 긴 배터리 수명에 매우 적합합니다.iBeacon 장치 제조업체는 Apple iOS [27]장치에서 지원하는 근접 감지 기능을 활용하기 위해 장치에 적합한 사양을 구현합니다.

관련된 응용 프로그램프로파일은 다음과 같습니다.

  • FMP('find me' 프로파일)에서는 1대의 디바이스가 다른 디바이스에서 경보를 [28]발행할 수 있습니다.
  • PXP(근접 프로파일)는 근접 리포터가 근접 범위 내에 있는지 여부를 근접 모니터에서 검출할 수 있도록 합니다.물리적인 근접성은 무선 수신기의 RSSI 값을 사용하여 추정할 수 있습니다.다만, 이것은 거리의 절대적인 보정은 아닙니다.일반적으로 장치 간의 거리가 설정된 임계값을 초과하면 알람이 울릴 수 있습니다.

경고 및 시간 프로필

  • 전화 경보 상태 프로파일 및 경보 알림 프로파일을 사용하면 클라이언트 디바이스는 다른 디바이스에서 착신콜 경보 등의 알림을 수신할 수 있습니다.
  • 타임 프로파일을 사용하면 손목시계나 휴대 전화의 네트워크 시각 등, 클라이언트 디바이스상의 현재의 시각과 타임 존 정보를 서버 디바이스로부터 설정할 수 있습니다.

배터리

  • 배터리 서비스는 장치에 있는 단일 배터리 또는 배터리 세트의 배터리 상태와 배터리 수준을 표시합니다.

오디오

2020년 1월에 발표된 LE Audio는 하나의 헤드폰이 여러 오디오 소스에 연결되거나 여러 헤드폰이 하나의[29][30] 소스에 연결되고 보청기에 [31]대한 지원이 추가되는 등의 기능을 제공합니다.디폴트 [32]코덱으로서 LC3가 도입되고 있습니다.표준 블루투스 오디오에 비해 배터리 지속 시간이 [32]길어집니다.

기본 오디오 프로파일 및 조정 세트 식별 구현에 대한 사양은 2021년에 [33][34][35]발표되었으며, 공통 오디오 프로파일 및 서비스는 [36][37]2022년 3월에 발표되었습니다.

연락처 추적 및 통지

주요 기사:디지털 컨택트레이스 bluetooth Bluetooth 근접 트레이스, 컨택트레이스 mobile휴대전화 및 노출 알림

2020년 12월 블루투스 SIG는 웨어러블 노출 알림 서비스 사양 초안을 발표했습니다.웨어러블 기기 노출 알림 서비스가 스마트폰 [38]등 클라이언트 기기와 통신하고 제어할 수 있도록 하는 서비스다.

실행

작은 조각

2009년 후반부터, Bluetooth Low Energy 집적회로는, 많은 메이커에 의해서 발표되었습니다.이러한 IC는 일반적으로 소프트웨어 무선을 사용하기 때문에 펌웨어 업그레이드를 통해 사양에 대한 업데이트를 처리할 수 있습니다.

하드웨어

현재의 모바일 디바이스는 일반적으로 기존의 블루투스와 블루투스 Low Energy를 모두 지원하는 하드웨어와 소프트웨어를 통해 출시됩니다.

운영 체제

  • iOS 5 이후[39]
  • Windows Phone 8.1[40]
  • Windows 8 이후[41] (Windows 7 에는, 범용 BLE 드라이버가 짜넣어져 있지 않기 때문에, Bluetooth 무선 메이커의 드라이버가 필요합니다)
  • Android 4.3 이후[43]
  • 블랙베리[44] 10
  • Linux 3.4 이후 (BlueZ 5.0까지[45])
  • Unison OS 5.2 [46]
  • MacOS 10.10
  • Zephyr OS

기술적 세부사항

무선 인터페이스

Bluetooth Low Energy 테크놀로지는 같은 스펙트럼 범위(2.400~2)에서 동작합니다.4835GHz ISM 대역)을 표준 블루투스 테크놀로지로 사용하지만 다른 채널 세트를 사용합니다.기존의 Bluetooth 79 1-MHz 채널 대신 Bluetooth Low Energy에는 40개의 2-MHz 채널이 있습니다.채널 내에서 데이터는 기존의 블루투스 기본 속도 체계와 유사한 가우스 주파수 편이 변조를 사용하여 전송됩니다.비트 레이트는 1 Mbit/s(Bluetooth 5에서는 2 Mbit/s 옵션)이며, 최대 전송 전력은 10 mW(Bluetooth 5에서는 100 mW)입니다.상세한 것에 대하여는, Bluetooth 코어 사양 V4.0 의 Volume 6 Part A(물리층 사양)를 참조해 주세요.

Bluetooth Low Energy는 주파수 호핑을 사용하여 협대역 간섭 문제를 해결합니다.클래식 블루투스도 주파수 호핑을 사용하지만 세부 사항은 다릅니다. 따라서 FCC와 ETSI는 모두 블루투스 기술을 FHSS 방식으로 분류하지만 블루투스 저에너지는 디지털 변조 기술 또는 직접 시퀀스 확산 [47]스펙트럼을 사용하는 시스템으로 분류됩니다.

사양 기본/확장 데이터 레이트 저에너지
공칭 최대 범위 100 m (330 피트) 100 m 미만 (330 피트 미만)
무선 데이터 전송 속도 1 ~ 3 Mbit/s 125 kbit/s, 500 kbit/s, 1 Mbit/s, 2 Mbit/s
응용 프로그램 스루풋 0.7 ~ 2.1 Mbit/s 0.27 ~ 1.37 Mbit/s[48]
액티브 슬레이브 7 정의되지 않음, 구현에 따라 다름
보안. 56/128비트 및 애플리케이션 레이어 사용자 정의 CCM 모드의 128비트 AES 및 애플리케이션 층 사용자 정의
견고성 적응형 고속 주파수 호핑, FEC, 고속 ACK 적응 주파수 호핑, 느린 확인 응답, 24비트 CRC, 32비트 메시지 무결성 검사
웨이크업 지연 시간(연결되지 않은 상태에서) 보통 100 밀리초 6 ms
데이터 전송에 필요한 최소 총 시간(배터리 지속 시간 제외) 0.625 밀리초 3밀리초[49]
음성 대응 네. 아니요.
네트워크 토폴로지 산란기 산란기
소비전력 기준으로서 1 W 0.01~0.50 W(사용 사례에 따라 다름)
피크 전류 소비량 30 mA 미만 15 mA 미만
주요 사용 사례 휴대전화, 게임, 헤드셋, 스테레오 오디오 스트리밍, 스마트 홈, 웨어러블, 자동차, PC, 보안, 근접성, 의료, 스포츠 및 피트니스 등 휴대전화, 게임, 스마트홈, 웨어러블, 자동차, PC, 보안, 근접성, 의료, 스포츠 & 피트니스, 산업 등

자세한 기술 정보는 Bluetooth SIG에 의해 공개된 공식 사양에서 얻을 수 있습니다.소비전력은 Bluetooth 사양에 포함되지 않습니다.

광고와 발견

BLE 디바이스는, 방송 광고 패킷에 근거하는 순서로 검출된다.이것은 간섭을 줄이기 위해 3개의 개별 채널(주파수)을 사용합니다.애드버타이즈 디바이스는, 이러한 3개의 채널 중 적어도1 개의 채널로, 애드버타이즈인터벌이라고 불리는 반복 기간을 가지는 패킷을 송신합니다.연속되는 복수의 콜리젼의 가능성을 줄이기 위해서, 애드버타이즈 간격 마다 최대 10 밀리초의 랜덤 지연이 추가됩니다.스캐너는 검색 간격마다 주기적으로 반복되는 검색 창이라는 기간 동안 채널을 수신합니다.

따라서 발견 지연 시간은 확률론적 프로세스에 의해 결정되며 세 가지 매개변수(광고 간격, 스캔 간격 및 스캔 창)에 따라 달라집니다.BLE의 디스커버리 스킴은 주기 간격 기반 기술을 채택하고 있으며, 대부분의 파라미터화에 대해 디스커버리 레이텐시의 상한을 유추할 수 있습니다.BLE의 발견 지연은 순수하게 주기적인 간격 기반 프로토콜에 대한 모델에[50] 의해 근사될 수 있지만, 각 광고 간격과 3채널 발견에 추가된 랜덤 지연은 이러한 예측에서 이탈을 일으키거나, 잠재적으로 특정 매개 변수에 대한 [51]제한 없는 지연으로 이어질 수 있습니다.

보안.

소프트웨어 모델

모든 Bluetooth Low Energy 디바이스는 GATT(Generic Attribute Profile)를 사용합니다.Bluetooth Low Energy 인식 운영 체제에서 제공되는 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스는 일반적으로 GATT [52]개념을 기반으로 합니다.GATT에는 다음과 같은 용어가 있습니다.

고객
GATT 명령 및 요청을 시작하고 응답을 받아들이는 장치(예: 컴퓨터 또는 스마트폰)입니다.
서버
GATT 명령 및 요구를 수신하고 응답을 반환하는 디바이스(온도 센서 등).
특성.
클라이언트와 서버 간에 전송되는 데이터 값(예: 현재 배터리 전압).
서비스
특정 기능을 수행하기 위해 함께 작동하는 관련 특성 집합입니다.예를 들어, Health Temonometer 서비스에는 온도 측정값의 특성과 측정 간격의 시간이 포함됩니다.
디스크립터
기술자는 특성에 대한 추가 정보를 제공합니다.예를 들어 온도값 특성은 단위(예: 섭씨)와 센서가 측정할 수 있는 최대값과 최소값을 나타낼 수 있다.디스크립터는 옵션입니다.각 특성에는 임의의 수의 디스크립터를 포함할 수 있습니다.

일부 서비스 및 특성 값은 관리 목적으로 사용됩니다.예를 들어 모델명과 시리얼 번호는 Generic Access 서비스 내에서 표준 특성으로 읽을 수 있습니다.서비스는 서브기능으로서 다른 서비스도 포함할 수 있습니다.디바이스의 주요 기능은 이른바 프라이머리 서비스이며 보조 기능은 세컨더리 서비스입니다.

식별자

서비스, 특성 및 디스크립터는 집합적으로 Atribute라고 불리며 UUID에 의해 식별됩니다.실장자는 임의의 UUID 또는 의사 난수 UUID를 독자적인 용도로 선택할 수 있지만 Bluetooth SIG는 일련의 UUID(xxxxxxx-00-00-8000-00805F9B34 형식)를 예약했습니다.FB )를 참조해 주세요.효율성을 위해 이러한 식별자는 프로토콜에서 전체 UUID에 필요한 128비트가 아닌 16비트 또는 32비트 값으로 표시됩니다.예를 들어, 장치 정보 서비스의 짧은 코드는 0000180이 아니라 0x180A입니다.A-0000-1000-.... 전체 목록은 Bluetooth Assigned Numbers 온라인 문서에 있습니다.

GATT 조작

GATT 프로토콜은 클라이언트가 서버에 대한 정보를 검색하기 위한 여러 명령을 제공합니다.여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 모든 기본 서비스의 UUID 검색
  • 지정된 UUID를 가진 서비스 찾기
  • 지정된 기본 서비스의 보조 서비스를 찾습니다.
  • 특정 서비스의 모든 특성 검색
  • 지정된 UUID와 일치하는 특성 찾기
  • 특정 특성에 대한 모든 설명자 읽기

또한 특성 값을 읽기(서버에서 클라이언트로 데이터 전송) 및 쓰기(클라이언트에서 서버로)하는 명령도 제공됩니다.

  • 값은 특성의 UUID를 지정하거나 핸들 값(위의 정보 검색 명령에 의해 반환됨)으로 읽을 수 있습니다.
  • 쓰기 작업에서는 항상 특성을 핸들로 식별하지만 서버로부터의 응답이 필요한지 여부를 선택할 수 있습니다.
  • 특성 데이터의 길이가 무선 링크의 MTU를 초과할 경우 '긴 읽기' 및 '긴 쓰기' 작업을 사용할 수 있습니다.

마지막으로 GATT는 알림 및 표시를 제공합니다.클라이언트는 서버에 특정 특성에 대한 통지를 요구할 수 있습니다.그러면 서버는 값이 사용 가능하게 될 때마다 클라이언트에 값을 전송할 수 있습니다.예를 들어 온도 센서 서버는 측정을 수행할 때마다 클라이언트에 알릴 수 있습니다.이것에 의해, 클라이언트는 서버를 폴링 할 필요가 없어져, 서버의 무선 회로가 항상 동작하고 있을 필요가 있습니다.

알림은 메시지를 수신했음을 확인하는 클라이언트의 응답을 필요로 한다는 점을 제외하고는 알림과 유사합니다.

배터리의 영향

「IBeacon Hardware by Awelabs」(iBeacon 하드웨어에 대한 Hitchhikers Guide by Awelabs)[54]에 의하면, 비콘으로서 동작하는 경우의 Bluetooth 저에너지 칩셋의 소비 전력.

Bluetooth Low Energy 는, 디바이스의 소비 전력을 매우 억제하도록 설계되어 있습니다.캠브리지 실리콘 라디오, 다이알로그 반도체, 노르딕 반도체, ST마이크로일렉트로닉스, 사이프레스 반도체, 실리콘 랩스, 텍사스 인스트루먼트 등 여러 칩 제조사가 2014년까지 블루투스 저에너지 최적화 칩셋을 선보였다.주변기기 및 중앙역할을 가진 디바이스의 전력요건이 다릅니다.비콘 소프트웨어 회사인 Everwaylabs의 연구에 따르면 근접 비콘과 같은 주변기기는 보통 1,000mAh 코인 셀 [55]배터리로 1~2년 동안 작동한다고 합니다.이는 오디오 및 고대역폭 데이터에도 적합한 블루투스 클래식에 비해 작은 패킷만 전송하는 블루투스 저에너지 프로토콜의 전력 효율 때문에 가능합니다.

반면 중심 역할의 동일한 비콘에 대한 연속 스캔은 몇 시간 내에 1,000mAh를 소비할 수 있습니다.Android 및 iOS 장치도 스캔 유형과 [56]근처에 있는 블루투스 저에너지 장치 수에 따라 배터리 영향이 매우 다릅니다.새로운 칩셋과 소프트웨어의 진보를 통해 2014년까지 Android와 iOS 폰 모두 실제 블루투스 Low Energy 사용 [57]시 소비 전력을 무시할 수 있게 되었습니다.

200만 PHY

블루투스 5는 심볼 레이트가 2배인 새로운 전송 모드를 도입했습니다.블루투스 LE는 전통적으로 심볼당 1비트를 전송하여 이론적으로 데이터 전송 속도도 2배로 증가하였습니다.단, 새로운 모드에서는 대역폭이 약1MHz에서 약2MHz로 2배 증가하여 엣지 영역에서의 간섭이 증가합니다.ISM 주파수 대역의 파티셔닝은 변경되지 않았으며,[58] 2MHz 거리에서 40개의 채널 간격이 유지됩니다.이는 Bluetooth 5가 주파수 시프트 키만 사용하는 동안에도 1MHz 채널에서 µ/4-DQPSK 또는 8-DPSK 위상변조를 사용하여 데이터 레이트를 2배로 높인 Bluetooth 2 EDR과의 본질적인 차이입니다.

Bluetooth Basic Rate에서 1 Mbit의 기존 전송은 Bluetooth 5에서 1 M PHY로 이름이 변경되었습니다.2배의 심볼 속도의 새로운 모드가 2M PHY로 도입되었습니다.Bluetooth Low Energy 에서는, 모든 전송이 1 M PHY 로 개시되어 애플리케이션이 2 M PHY 로의 전환을 개시합니다.이 경우, 송신측과 수신측 모두 전송을 위해서 2M PHY로 전환합니다.이것은, 에러가 발생했을 경우에 애플리케이션이 기존의 1 M PHY로 되돌릴 수 있는 펌 웨어의 갱신을 용이하게 하도록 설계되어 있습니다.실제로 대상 장치는 프로그래밍 스테이션에 가까워야 합니다(수 미터).

LE 코드화

블루투스 5는 데이터 전송률이 낮은 두 가지 새로운 모드를 도입했습니다.새로운 "코드된 PHY"의 심볼 속도는 기본 속도 1M PHY와 동일하지만 모드 S=2에서는 데이터 비트당 두 개의 심볼이 전송됩니다.모드 S=2에서는, 입력 데이터 비트 마다 같은 스터핑 비트를 간단하게 생성하는 간이 패턴 매핑 P=1만을 이용한다.모드 S=8에서는 대조적인 기호 시퀀스를 생성하는 패턴 매핑 P=4와 함께 데이터 비트당 8개의 심볼이 있습니다. 즉, 0비트는 2진수 0011로 인코딩되고 1비트는 2진수 1100으로 [59]인코딩됩니다.P=1을 사용하는 모드 S=2에서는 범위가 약 2배, P=4를 사용하는 모드 S=8에서는 [60]4배입니다.

"LE Coded" 전송은 오류 수정 방식을 변경했을 뿐만 아니라 근본적으로 새로운 패킷 형식을 사용합니다.각 "LE Coded" 버스트는 3개의 블록으로 구성됩니다.스위치 블록("확장 프리암블")은 LE 1M PHY로 전송되지만 바이너리 '001100' 패턴의 10배만 구성됩니다.이들 80비트는 통상대로 FEC로 인코딩되지 않지만 무선 채널로 직접 전송됩니다.그 다음에는 항상 S=8 모드로 전송되는 헤더 블록("FEC 블록 1")이 이어집니다.헤더 블록에는, 행선지 주소(「Access Address」/32 비트)와 부호화 플래그(「Coding Indicator」/2 비트)만이 포함됩니다.코딩 표시기는 S=2가 [61]가능한 다음 페이로드 블록("FEC 블록 2")에 사용되는 패턴 매핑을 정의합니다.

Bluetooth 5 의 새로운 패킷 포맷에서는, 1 개의 버스트에 payload로서 최대 256 바이트까지 송신할 수 있습니다.이는 Bluetooth 4의 최대 31바이트보다 훨씬 많은 양입니다.도달 거리 측정과 함께 국소화 기능을 사용할 수 있어야 한다.전체적으로 4배 범위(동일한 전송 전력)는 125kBit의 8분의 1에 해당하는 낮은 데이터를 희생하면서 달성됩니다.1M PHY 및 2M PHY 모드에서 계속 사용되는 이전 전송 패킷 형식은 Bluetooth 5에서 "Uncoded"로 명명되었습니다.중간 "LE Coded" S=2 모드에서는 payload에서 500kBit의 데이터 전송률이 허용되며, 이는 버스트 시간 자체가 짧기 때문에 짧은 대기 시간과 낮은 전력 소비에 모두 유용합니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ MIMOSA는 모바일 서비스 및 [12]애플리케이션용 Microsystems 플랫폼의 약자로 유럽 연구 및 기술 개발 프레임워크 프로그램에서 자금을 지원하는 프로젝트 이름 중 하나입니다.
  2. ^ STMicroelectronics는 표준 구현을[13] 지원하는 프로세서를 출시했습니다.

레퍼런스

  1. ^ "Bluetooth Smart or Version 4.0+ of the Bluetooth specification". bluetooth.com. Archived from the original on 10 March 2017.
  2. ^ Gomez, Carles; Oller, Joaquim; Paradells, Josep (29 August 2012). "Overview and Evaluation of Bluetooth Low Energy: An Emerging Low-Power Wireless Technology". Sensors. 12 (9): 11734–11753. Bibcode:2012Senso..1211734G. doi:10.3390/s120911734. ISSN 1424-8220. PMC 3478807.
  3. ^ "beacons". Archived from the original on 24 October 2014. Retrieved 21 November 2014.
  4. ^ "bluetooth.com: Bluetooth Smart". bluetooth.com.
  5. ^ "Is Wibree going to rival Bluetooth?". HowStuffWorks. 1 December 2006. Retrieved 10 April 2020.
  6. ^ "Bluetooth SIG Extends Bluetooth Brand, Introduces Bluetooth Smart Marks" (Press release). Bluetooth SIG. 24 October 2011. Archived from the original on 3 February 2015. Retrieved 31 January 2016.
  7. ^ "Bluetooth Smart Marks FAQ". Bluetooth SIG. Archived from the original on 24 July 2015. Retrieved 31 January 2016.
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추가 정보

외부 링크