Bluetooth 5

Nagyobb adatátviteli sebesség
A Bluetooth LE bitsebessége az egyedi átviteli sebességről (1 Mbps) négy külön bitsebességre bővült, amint az alább látható. A maximális bitsebesség megduplázódott 2 Mbps-ra. A Bluetooth 4.2-ben bevezetett fejlesztésekkel együtt, amelyek lehetővé tették az adathossz-bővítéseket (DLE), a teljes átviteli sebesség x5-ször nagyobb, mint az eredeti Bluetooth 4.0 szint. Most az alkalmazások átbocsátási sebessége, amely nem tartalmazza az olyan általános költségeket, mint a címzés, akár 1,4 Mbps is lehet.

1. ábra Átbocsátási sebesség különböző hasznos terhelésekkel és bitrátákkal
Ez a növekedés olyan új alkalmazások számára kínál lehetőségeket, amelyeknek egyszerűen nagyobb adatátviteli sebességre van szükségük, mint ami korábban lehetséges volt. Emellett sokkal gyorsabb Over the Air Device Firmware Upgrades (OTA-DFU) is lehetővé válik.Az nRF52840, akárcsak az nRF5x sorozat minden tagja, egy flash-alapú SoC, ami lehetővé teszi, hogy kihasználja ezt a megnövekedett sebességet a firmware-frissítések elvégzéséhez és az adatok tömeges feltöltéséhez.

Hosszabb hatótávolság
A Bluetooth 5 jelentős változásokat vezetett be a fizikai (PHY) rétegben a Bluetooth rádió működéséhez. Mostantól négy bitsebesség áll rendelkezésre 2 Mbps, 1 Mbps, 500 kbps és 125 kbps. A 2 Mbps egyértelműen nagyobb átviteli lehetőségeket kínál. Miért kínálnak alacsonyabb, 500 kbps és 125 kbps bitsebességeket, kérdezhetik egyesek. Ennek az az oka, hogy ezeknél az alacsonyabb bitsebességeknél és a kapcsolódó LE kódolt feldolgozással, az előremutató hibajavítással (FEC) könnyebbé válik az adatátvitel visszakeresése a környező zajban. Röviden, az érzékenység javul, konkrétan körülbelül 12 dB-lel.
RF-kifejezésben a kapcsolat költségvetésének 6 dB-es javulása a hatótávolság elméleti megduplázásának felel meg, ezért a 12 dB-es javulás négyszeresére növeli a hatótávolság lehetőségét. Az összeköttetés költségvetése javítható a kimeneti teljesítmény növelésével, de a Bluetooth 5 nagy hatótávolságú javulásai nem a kimeneti teljesítmény növelésén alapulnak, és akár négyszer nagyobb hatótávolság érhető el anélkül, hogy a kimeneti csúcsteljesítményt növelni kellene. Az átviteli kapacitás természetesen csökken, ha 500 kbps vagy 125 kbps üzemmódot választunk, de sok Bluetooth LE alkalmazás számára, amelyek viszonylag egyszerű érzékelő és működtető alkalmazások, a csökkentett átviteli kapacitás tökéletesen megfelelő.
Növeltebb műsorszórási kapacitás
A reklámkiterjesztések bevezetésre kerülnek a reklámcsatorna-foglalás és az esetleges csatornatorlódás enyhítésére. A hosszabb csomaghossz és egy új PHY réteg megnövelte az egyes csomagok csatornafoglalási idejét. Mivel csak 3 reklámcsatorna létezik, ezek a csatornák hamarosan zsúfolttá válhatnak a nagy hasznos adatmennyiségű reklámcsomagok miatt alacsonyabb, például 125 kbs-os adássebesség mellett. A reklámkiterjesztés enyhíti ezt a potenciális problémát azáltal, hogy a reklámot a korábbiakhoz hasonlóan a 3 reklámcsatornán reklámozza, de az elküldendő adatok egy megállapodás szerinti nem reklámcsatornán, egy adatcsatornán kerülnek továbbításra.

2. ábra A reklámkiterjesztés csatornakiosztása a reklámadatok számára
A reklámkiterjesztés további jellemzője, hogy a reklámcsomagok láncolhatók, hogy kibővített reklámadat-hasznos terhet hozzanak létre, amint az az ábrán látható.

3. ábra Hirdetési adatcsomagok “láncolása” a hirdetési kiterjesztésekkel
A rendszeres hirdetések lehetővé teszik az adatok szinkronizáltabb sugárzását az eszközök között. Ebben az üzemmódban a periodikus hirdetés determinisztikus periodikus időközönként történik, így lehetővé válik a valódi kapcsolat nélküli műsorszórás.
Javított koegzisztencia a továbbfejlesztett csatornaugrási sorrenddel
A Bluetooth 5 egy továbbfejlesztett csatornakiválasztási algoritmust (CSA #2) is bevezetett a következő ugrás csatornaválasztás pszeudo-véletlenszerűségének javítása érdekében. A CSA #2 javítja az engedélyezett eszközök koegzisztencia-teljesítményét WiFi és más Bluetooth-eszközök jelenlétében. Az nRF52 sorozatú SoC-k mindegyike képes támogatni a CSA #2-t.
nRF52 sorozatú Bluetooth 5 SoC-k
Az nRF52 sorozatú SoC-k multiprotokoll SoC-it úgy tervezték, hogy kihasználják a Bluetooth 5 ezen jelentős teljesítménybeli előrelépéseit. Emellett az nRF52840 8 dB-re javított kimeneti teljesítményű, ami a Bluetooth 5 új, nagy hatótávolságú funkcióival együtt jelentős új alkalmazási lehetőségeket kínál, amelyek nagyobb hatótávolságú kommunikációt igényelnek.