蓝牙传输速率(BR/EDR, LE 1M, LE 2M, LE Coded)

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蓝牙传输速率(BR/EDR, LE 1M, LE 2M, LE Coded) [复制链接]

经典蓝牙(BR/EDR)

根据蓝牙核心规范中的信息(如下表)，经典蓝牙基本速率(BR)模式下(DHx数据包类型)最大数据传输速率为723.2kbps; 经典蓝牙增强数据速率(EDR)模式下采用π/4-DQPSK调制方式时(2-DHx数据包类型)最大数据传输速率为1448.5kbps; 经典蓝牙增强数据速率(EDR)模式下采用8DPSK调制方式时(3-DHx数据包类型)最大数据传输速率为2178.1kbps.

 

经典蓝牙各种ACL数据包速率

 

低功耗蓝牙LE 1M PHY

LE 1M PHY采用1MHz占用带宽，GFSK调制方式，每一个bit占用时间为1μs.

数据包中有数据有效载荷为最大255个字节时数据包总长度 = 前导码(1 octet) + 存取地址(4 octets) + PDU (257 octets) + CRC (3 octets) = 265 octets = 2120 bits, 占用时间为2120μs.

数据包中有数据有效载荷为最小0字节时数据包总长度 = 前导码(1 octet) + 存取地址(4 octets) + PDU (2 octets) + CRC (3 octets) = 10 octets = 80 bits, 占用时间为80μs.

已知数据包间的时间间距(T_IFS)为固定的150μs.

基于以上时间信息可以画出在LE 1M PHY模式下最大数据传输速率的时序图如下:

 

LE 1M PHY模式下最大数据传输速率的时序图

 

从上图可知LE 1M PHY以最大数据速率传输255个字节数据的周期为2500μs, 因而LE 1M PHY模式下最大数据传输速率 = (255 * 8) / 2500µs = 816kbps.

 

低功耗蓝牙LE 2M PHY

LE 2M PHY采用2MHz占用带宽，GFSK调制方式，每一个bit占用时间为0.5μs.

数据包中有数据有效载荷为最大255个字节时数据包总长度 = 前导码(2 octets) + 存取地址(4 octets) + PDU (257 octets) + CRC (3 octets) = 266 octets = 2128 bits, 占用时间为1064μs.

数据包中有数据有效载荷为最小0字节时数据包总长度 = 前导码(2 octets) + 存取地址(4 octets) + PDU (2 octets) + CRC (3 octets) = 11 octets = 88 bits, 占用时间为44μs.

已知数据包间的时间间距(T_IFS)为固定的150μs.

基于以上时间信息可以画出在LE 2M PHY模式下最大数据传输速率的时序图如下:

 

 

LE 2M PHY模式下最大数据传输速率的时序图

 

从上图可知LE 2M PHY以最大数据速率传输255个字节数据的周期为1408μs, 因而LE 2M PHY模式下最大数据传输速率 = (255 * 8) / 1408µs = 1448.8kbps.

 

低功耗蓝牙LE Coded PHY

已知在LE Coded PHY中数据包各字段的大小和时长如下表所示，其中PDU有效载荷中数据长度最大为255个字节，最小为0字节。

 

 

LE Coded PHY数据包各字段的大小和时长

 

当采用S=2编码时有效载荷中数据长度为最大255个字节时数据包总占用时间为4542μs.

当采用S=2编码时有效载荷中数据长度为最小0字节时数据包总占用时间为462μs.

已知数据包间的时间间距(T_IFS)为固定的150μs.

基于以上时间信息可以画出在LE Coded (S=2) PHY模式下最大数据速率的时序图如下:

 

LE Coded (S=2) PHY模式下最大数据速率的时序图

 

由上图可知LE Coded (S=2) PHY以最大数据速率传输255个字节数据的周期为5304μs, 因而LE Coded (S=2) PHY模式下最大数据传输速率 = (255 * 8) / 5304µs = 384.6kbps.

 

当采用S=8编码时有效载荷中数据长度为最大255个字节时数据包总占用时间为17040μs.

当采用S=8编码时有效载荷中数据长度为最小0字节时数据包总占用时间为720μs.

已知数据包间的时间间距(T_IFS)为固定的150μs.

基于以上时间信息可以画出在LE Coded (S=8) PHY模式下最大数据速率的时序图如下:

 

LE Coded (S=8) PHY模式下最大数据速率的时序图

 

由上图可知LE Coded (S=8) PHY以最大数据速率传输255个字节数据的周期为18060μs, 因而LE Coded (S=8) PHY模式下最大数据传输速率 = (255 * 8) / 18060µs = 112.9kbps.

低功耗蓝牙LE Coded PHY以牺牲数据传输速率为代价换取了传输距离的延展，采用S=2前向纠错编码(FEC)和S=8前向纠错编码(FEC)对低功耗蓝牙接收灵敏度和传输距离的改善可参阅前一篇文章《蓝牙传输距离 #理论与现实#》。

 

汇总