上一篇我们提到了蓝牙BR/EDR/LE的核心控制器及主机的配置层要求。默认大家对蓝牙BR/EDR/LE的基本概念已经比较熟悉,如果需要重温的话可以参考本篇最下方的补充说明。
今天我们继续来看不同蓝牙版本的feature都有哪些变化或者升级。
01、New Features
蓝牙所有feature可以分为以下四种类型:
Type 1 | 主机无法通过HCI配置/启用的控制器功能 |
Type 2 | 主机可通过HCI配置/启用的控制器功能 |
Type 3 | 同时存在于控制器和主机中,需要HCI命令/事件才能运行的功能 |
Type 4 | 不涉及控制器的主机功能 |
为了更好地理解这些Type,我们需要提前来了解一下Vol 1中的一些内容。上周我们提到了蓝牙不同版本(BR/EDR/LE)主机和控制器所需要支持的配置,下图所示为蓝牙主机和控制器的组合,从左到右分别为:仅支持LE的控制器、仅支持BR/EDR的控制器和支持BR/EDR/LE的控制器。
蓝牙核心系统由主机和一个或多个控制器组成。我们来看一下它们的定义:
主机(Host):处理上层协议栈(如L2CAP、ATT、GATT等)和应用逻辑。
控制器(Controller):负责底层射频、基带处理和链路管理(Link manager)以及可选的HCI。
HCI(Host Controller interface):标准通信接口,用于主机与控制器之间的命令、事件和数据传输。
所以说Host是一个逻辑实体,定义为非核心配置文件以下和HCI以上的所有层。Controller也是一个逻辑实体,定义为 HCI 以下的所有层。显而易见,HCI是连接主机和控制器之间的通信接口。但HCI的相应部分的实现被分别包含在了主机和控制器的实现中。
接下来的这一张大表,就是我们今天的主要内容,了解一下各个蓝牙版本的主要feature的更新情况和所属类型。有些名称字面上看似简单,或者不知所云,但实际的意义却很复杂。这里仅先作为一总结列表供大家参考和了解。
蓝牙版本 | Feature Type | Feature |
1.2 | 1 | Basic AFH(自适应跳频) operation |
Enhanced inquiry | ||
1.2 | 2 | Configuration of AFH (setting channels and enabling/disabling channel assessment) |
Enhanced synchronization capability | ||
Interlaced inquiry scan(隔行查询扫描) | ||
Interlaced page scan(隔行寻呼扫描) | ||
Broadcast encryption | ||
1.2 | 3 | Enhanced flow specification and flush time-out(刷新超时) |
Extended SCO links(eSCO:为抗干扰,在SCO中增加了重传功能) | ||
Inquiry Result with RSSI | ||
1.2 | 4 | L2CAP flow and error control |
2.0 + EDR |
2 |
2 Mb/s EDR |
3 Mb/s EDR | ||
3 slot packets in EDR | ||
5 slot packets in EDR | ||
2 Mb/s eSCO | ||
3 Mb/s eSCO | ||
3 slot packets for EDR eSCO | ||
2.1 + EDR | 1 | Encryption Pause and Resume |
2.1 + EDR | 3 | Erroneous Data Reporting |
Extended Inquiry Response | ||
Sniff subrating(减速呼吸/低功耗监听模式) | ||
Link Supervision Timeout Changed Event(链路监控超时更改事件) | ||
Non-Flushable Packet Boundary Flag(不可刷新包边界标志) | ||
Secure Simple Pairing(配对) | ||
3.0 + HS | 1 | Enhanced Power Control |
3 | Generic Test Methodology | |
4 | Unicast Connectionless Data(单播无连接数据) | |
Addendum 1/3.0 + HS | 4 | L2CAP Enhanced Retransmission Mode |
L2CAP Streaming Mode | ||
4.0 | 3 | Low Energy Controller (PHY and LL) |
4 | Low Energy Host (L2CAP and Security Manager) | |
Attribute Protocol and Generic Attribute Profile属性协议和通用属性文件 | ||
Addendum 2 | 4 | Appearance Data Type |
Addendum 3 | 2 | MWS Coexistence Signaling(在共址无线设备间提供标准化接口,用于沟通某些共存技术所需信息) |
Addendum 4 | 3 | Connectionless Peripheral Broadcast无连接外设广播 |
4 | Unencrypted(未加密) UCD | |
4.1 |
2 | Train Nudging(提供一种机制,在定期无法接收相应回复的时段时,提高寻呼和查询的成功率) |
Generalized Interlaced Scan(提供一种机制,在某些slot定期无法进行扫描时提高寻呼和查询扫描的成功率) | ||
Low Duty Cycle Directed Advertising低占空比定向广告 | ||
LE Ping | ||
3 | BR/EDR Secure Connections | |
Piconet Clock Adjustment(允许蓝牙设备将 piconet 时钟与LTE 等外部技术保持一致) | ||
LE Link Layer Topology(链路层拓扑) | ||
4 | 32-bit UUID Support in LE | |
LE Dual Mode Topology | ||
LE L2CAP Connection Oriented Channel Support(面向连接的信道支持) | ||
LE Privacy v1.1 | ||
4.2 | 2 | LE Data Packet Length Extension |
3 | Link Layer Privacy(链路层隐私) | |
Link Layer Extended Filter Policies | ||
4 | LE Secure Connections | |
5.0 |
2 | Slot Availability Mask(为两台蓝牙设备提供一种机制,使其能相互指示各自时隙的可用性) |
LE 2M PHY | ||
High Duty Cycle Non-Connectable Advertising | ||
LE Channel Selection Algorithm #2 | ||
3 | LE Coded PHY | |
LE Advertising Extensions | ||
Addendum 5 | 1 | LE Higher Output Power |
5.1 |
1 |
Control Length Extension |
Advertising Channel Index | ||
ADI field in scan response data扫描响应数据中的 ADI 字段 | ||
Allow the SID to appear in scan response reports允许在扫描响应报告中显示 SID | ||
2 | Angle of Arrival/Angle of Departure到达角/离开角 | |
HCI support for debug keys in LE Secure Connections在 LE 安全连接中支持 HCI 调试密钥 | ||
Sleep clock accuracy update mechanism(睡眠时钟精度更新机制) | ||
Interaction between QoS and Flow Specification(QoS与流量规范之间交互) | ||
Host channel classification for secondary advertising(用于二次广告的主机信道分类) | ||
3 | Periodic Advertising Sync Transfer | |
4 | GATT Caching(缓存) | |
5.2 | 2 | LE Power Control |
3 | LE Isochronous Channels(异步信道) | |
4 | Enhanced Attribute Protocol | |
5.3 | 2 | Periodic Advertising ADI support |
Set Min Encryption Key Size command and Encryption Change [v2] event设置最小加密密钥大小命令和加密更改 [v2] 事件 | ||
Channel Classification(信道分类) | ||
3 | Connection Subrating(连接分级) | |
5.4 | 2 | Advertising Coding Selection |
3 | Periodic Advertising with Responses | |
4 | Encrypted Advertising Data | |
LE GATT Security Levels Characteristic | ||
6.0 |
2 | ISOAL Unsegmented Framed Mode(异步适配层非分割成帧模式) |
LE Frame Space Update | ||
LL Extended Feature Set | ||
3 | Channel Sounding(信道探测) | |
Decision-Based Advertising Filtering基于决策的广告过滤 | ||
Monitoring Advertisers |
按照Type1、Type4、Type3、Type2的顺序,所占的Feature比例大概是10%、20%、30%、40%。简单地说,Type1是独立于主机的控制器功能;Type4是独立于控制器的主机功能,这两种类型的feature均占比较小;而Type2和Type3则是介于主机和控制器之间,Type2是主机可以通过HCI进行启动/配置的控制器功能;Type3是同时存在于主机和控制器中的功能,这两种类型的feature共占70%。
上面表格中还出现了一个词儿:Addendum(增编),在蓝牙规范各版本之外,还有CSA(Core Specification Addendum),它包含单卷中的一个或多个部分、多卷中的一个或多个部分、一个或多个部分的变更,或部分与变更的混合。根据下表中的规则,增编部分可用于取代卷中的一个部分,也可用于在卷中增加一个部分。
注:每个变更可能包含对规范一个或多个部分的更改和/或增补。
增编分为1、2、3、4、5部分内容,增编1是针对L2CAP的增强重传模式和流媒体模式;增编2是针对外观数据类型;增编3是针对共存;增编4是针对无连接外设广播和未加密UCD等;增编5是针对LE更高输出功率。有的是可选,有的是在特定条件下的必选,具体参考下面的表格:
02、补充说明
蓝牙是一种短距无线通信系统,它相当于是取代了那些连接电子设备的电缆。主要的特点就是鲁棒性、低功耗和低成本。它的许多功能都是可选的,也就是可以根据应用去实现你所需要的,所以不同的蓝牙产品有很大的差异性。规范也定义了很多不同的feature,来提供多种选择。
蓝牙系统有两种形式:
基本速率(BR:basic rate)
低功耗(LE:Low Energy)
无论哪种形式的系统都包括以下三个过程:
设备发现:device discovery;
连接建立:connection establishment;
连接机制:connection mechanisms
所有系统的Feature都是围绕这三个过程进行设计的。BR系统又包含可选的增强数据速率(EDR:Enhanced Data Rate)的扩展;提供同步和异步连接,BR的数据传输速率为 721.2 kbps,EDR的数据传输速率可以达 2.1 Mbps。
与 BR/EDR 相比,LE 系统包含的功能可以使产品实现更低的功率消耗、更低的复杂性和更低的成本;而且LE系统还专为数据速率较低和占空比较低的应用而设计。它包含一个可选的2 Mbps物理层数据速率,同时提供了同步数据传输(isochronous data transfer)功能,该功能通过面向连接和无连接的机制实现,并利用同步传输进行数据传输。LE 系统还包括可选调制Tone用于传输距离估计信息。