Bluetooth 5

Vyšší datová propustnost
Přenosová rychlost pro Bluetooth LE byla nyní rozšířena z jediné přenosové rychlosti (1 Mb/s) na čtyři samostatné přenosové rychlosti, jak je vidět níže. Maximální přenosová rychlost se zdvojnásobila na 2 Mb/s. Spolu s pokroky zavedenými v Bluetooth 4.2, které umožnily rozšíření délky dat (DLE), je celková propustnost x5 vyšší než původní úroveň Bluetooth 4.0. Nyní může být propustnost aplikací bez započtení režie, jako je adresování, až 1,4 Mb/s.

Obr. 1 Propustnost při různých užitečných zatíženích a přenosových rychlostech
Toto zvýšení nabízí příležitosti pro nové aplikace, které jednoduše potřebují větší datovou propustnost, než bylo možné dříve. Umožňuje také mnohem rychlejší aktualizace firmwaru zařízení vzduchem (OTA-DFU). nRF52840, stejně jako všichni členové řady nRF5x Socks, je SoC založený na paměti flash, což mu umožňuje využít této zvýšené rychlosti k provádění aktualizací firmwaru a k hromadnému nahrávání dat.

Delší dosah
Bluetooth 5 zavedl významné změny na fyzické vrstvě (PHY) pro provoz rádia Bluetooth. K dispozici jsou nyní čtyři přenosové rychlosti 2 Mb/s, 1 Mb/s, 500 kb/s a 125 kb/s. Rychlost 2 Mb/s jednoznačně nabízí vyšší možnosti propustnosti. Někdo se může ptát, proč nabízet nižší přenosové rychlosti 500 kb/s a 125 kb/s. Důvodem je to, že při těchto nižších přenosových rychlostech a souvisejícím kódovaném zpracování LE pomocí dopředné korekce chyb (FEC) je snazší obnovit datové přenosy v okolním šumu. Stručně řečeno, zlepšuje se citlivost, konkrétně asi o 12 dB.
V rádiových termínech představuje zlepšení rozpočtu spoje o 6 dB teoretické zdvojnásobení dosahu, zlepšení o 12 dB tedy zvyšuje možnosti dosahu čtyřnásobně. Rozpočet spoje lze zlepšit dodatečným výstupním výkonem, ale kriticky důležité je, že zlepšení dlouhého dosahu v Bluetooth 5 nezávisí na zlepšení výstupního výkonu a znamená, že lze dosáhnout až čtyřikrát většího dosahu, aniž by bylo nutné zvýšit špičkový výstupní výkon. Kapacita propustnosti se samozřejmě snižuje, pokud jsou zvoleny režimy 500 kb/s nebo 125 kb/s, ale pro mnoho aplikací Bluetooth LE, které jsou relativně jednoduchými aplikacemi pro snímání a ovládání, je snížená propustnost naprosto dostačující.
Zvýšená kapacita vysílání
Zavádí se reklamní rozšíření, aby se zmírnilo obsazení reklamních kanálů a jejich případné přetížení. Delší délka paketů a nová vrstva PHY prodloužily dobu, po kterou každý paket obsazuje kanál. Vzhledem k tomu, že existují pouze 3 reklamní kanály, mohly by se tyto kanály brzy zahltit reklamními pakety s velkým datovým nákladem při nižších rychlostech přenosu ve vysílání, jako je 125 kbs. Reklamní rozšíření zmírňuje tento potenciální problém tím, že reklama se přenáší na 3 reklamních kanálech jako dříve, ale data, která se mají odeslat, se přenášejí na dohodnutém nereklamním kanále, datovém kanálu.

Obr. 2 Reklamní rozšíření přidělení kanálu pro reklamní data
Další vlastností reklamních rozšíření je možnost řetězit reklamní pakety a vytvářet tak rozšířenou reklamní datovou zátěž, jak je vidět na obr. 3. 3.

Obr. 3 Reklamní rozšíření „řetězení“ reklamních datových paketů
Periodická reklama umožňuje synchronizovanější vysílání dat mezi zařízeními. V tomto režimu probíhá periodická reklama v deterministickém periodickém intervalu, což umožňuje skutečné vysílání bez spojení.
Zlepšená koexistence s vylepšeným pořadím skoků do kanálu
Bluetooth 5 také zavedl vylepšený algoritmus výběru kanálu (CSA #2), který zlepšuje pseudonáhodnost výběru dalšího skoku do kanálu. CSA #2 zlepší výkonnost koexistence povolených zařízení v přítomnosti WiFi, jiných zařízení Bluetooth. Všechny SoC řady nRF52 mají schopnost podporovat CSA #2.
SoC řady nRF52 Bluetooth 5
Všechny multiprotokolové SoC řady nRF52 byly navrženy tak, aby využívaly těchto významných výkonnostních pokroků Bluetooth 5. Kromě toho má nRF52840 vylepšený výstupní výkon 8 dB, který spolu s novými funkcemi dlouhého dosahu v Bluetooth 5 nabízí významné nové možnosti aplikací vyžadujících komunikaci na větší vzdálenost.

.