华章计算机 2017-07-03 1314浏览量
本节书摘来自华章社区《低功耗蓝牙开发权威指南》一书中的第1章什么是低功耗蓝牙技术,作者 (英)Robin Heydon,更多章节内容可以访问云栖社区“华章社区”公众号查看
第1章
什么是低功耗蓝牙技术
如果我能看得更远的话,那是因为我站在巨人的肩膀上。
—艾萨克·牛顿(Isaac Newton)
低功耗蓝牙是一种全新的技术,是当前可以用来设计和使用的功耗最低的无线技术。作为经典蓝牙的扩展,低功耗蓝牙沿用了蓝牙商标,并且借鉴了很多父辈的技术,然而,由于针对的设计目标和市场领域均与经典蓝牙有所不同,低功耗蓝牙应被视为一种不同的技术。
经典蓝牙的设计目的在于统一全球各地的计算和通信设备,让手机与笔记本电脑互相连接。不过事实证明,蓝牙最为广泛的应用还是音频传输,比如将音频从手机传到蓝牙耳机。随着技术的成熟,越来越多的蓝牙应用进入人们的视线,包括立体声音频流、汽车从手机下载电子书、无线打印和文件传输。由于每一个新的应用都要求更多带宽,因此,随着时间的推移,越来越快的无线电技术不断地加入蓝牙系统中。1.0版蓝牙为基本码率(Basic Rate,BR),最大物理层数据速率为1 Mbps(兆比特每秒);2.0版本为增强码率(Enhanced Data Rate,EDR),其物理层数据传输率增至3Mbps;3.0版本引入Alternative MAC PHY (AMP,交替射频技术),利用IEEE 802.11实现了高达数百Mbps的物理层数据速率。
低功耗蓝牙选择了完全不同的方向:并非只是增加可达的数据传输速率,而是从尽可能降低功耗方面进行优化。这意味着,也许你无法获得很高的传输速率,但是可以将连接保持数小时或数天的时间。这一选择非常有趣,显然,大部分有线和无线通信技术还在马不停蹄地提升速率,如表1-1所示。
对于那些由纽扣电池供电的设备,经典蓝牙并不能真正达到它们的低功耗要求。理解了这一点,就不难明白选择新方向的原因。然而,在充分考虑低功耗的相关要求时,还有一点必须考虑到,即低功耗蓝牙应被设计成满足极大规模部署的要求,以便用于迄今尚未装备无线技术的装置。要实现极大的规模,就必须要有极低的成本。就好像射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)通过一个价格较高的扫描装置获得能量,然而其标签本身的成本极低,从而获得了大量的部署。
因此,从低成本的需求方面审视低功耗蓝牙的系统设计尤为重要。实现低成本的设计有三个关键因素:
很多设备能容纳更大的电池,例如键盘或者鼠标内部很容易装下几节AA电池。然而生产商们却倾向于使用AAA电池,并不是因为它们更小,而是因为它们的原料成本更低,降低了设备的总成本。
因此,低功耗的基础设计就是以纽扣电池—这种最小、最便宜并且最容易购买的电池类型作为能量来源。这意味着我们无法令低功耗蓝牙实现很高的数据传输速率,或是将其用于大量数据的传输或者数据流传输。这一点或许是经典蓝牙与低功耗蓝牙的最大区别。下一节将就该问题进行详细讨论。
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