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SIG蓝牙核心(Core)规范的各版本及特点

浏览:9633  来源:通信人在线  日期:2020-09-08

蓝牙(Bluetooth)技术是成立于19985月的蓝牙特别兴趣小组(SIGSpecial Interest Group)开发的一种近距离的无线通信技术,该技术归类于无线个域网(WPAN)的范畴。自从SIG成立伊始,就专门致力于蓝牙技术的协议规范的开发、研究与制定,其规范的版本也在不断的演进之中,qi 核心(Core)规范从最早的V0版本,发展到如今的V5版本,使蓝牙技术的应用得到了质的提高。下表0汇总了不同版本蓝牙技术在数据传输速率和传输距离的变化。下述对SIG所制定的不同阶段核心规范的版本及特点做一介绍,鉴于篇幅,对于各代蓝牙技术中的各版本特点的更具体的描述汇总于下附件0中。

0:蓝牙技术不同版本的数据传输速率和传输距离

附件0:各代蓝牙技术中的版本及特点描述

欲更多了解蓝牙技术介绍的请进入

一、第0代蓝牙技术:蓝牙技术的探索

实际上,在SIG成立的当年,就推出了蓝牙技术规范的第一个版本:0.7版本;在1999年又分别推出了0.8版本和0.9版本。这些版本的推出,对蓝牙技术进行了先期探索,为蓝牙技术规范的正式版本及蓝牙技术发展奠定了基础。

上述第0代蓝牙技术中各版本的特点分别具体描述详见附件0中。

二、第1代蓝牙技术:蓝牙技术的形成

1999年的726日,SIG推出了她的蓝牙技术规范的第一个正式版本:V1.0a版本,并正式在网站上进行了公布,后又陆续公布了1.0B版本、V1.1V1.2版本,它们都是在1999年推出的。这些版本的推出成形了蓝牙技术空中接口的规范,后续代际的蓝牙技术版本均是以第1代所形成的空中接口规范为基础,而不断推出些蓝牙技术的新功能。

1Bluetooth V1.0

V1.0版本开始,SIG正式确定蓝牙技术使用2.4GHz频谱,采用跳频技术,最高资料传输速度可达720Kbit/s,同时开始了大规模宣传。在V1.0版本中,包括V1.0a版本和V1.0B版本;在发布V1.0a版本之前还发布了V1.0 Draft

2Bluetooth V1.1

V1.1版本是SIGIEEE 802.15共同开发的,即IEEE 802.15.1-2002《系统之间电信和信息交换的IEEE标准-LAN/MAN-特定要求-15部分:无线个人区域网(WPAN)的无线媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范》标准,正式形成了蓝牙技术的空中接口(MACPHY层)规范,克服了V1.0版本(V1.0A版本和V1.0B版本)的技术风险与不足。V1.1版本与IEEE 802.15.1-2002完全兼容。V1.1使用以前在网站上发布的勘误表项更新了规范。蓝牙指定号码附录从规范中删除,以允许对网站进行持续维护。

3Bluetooth V1.2

V1.2版本发布于2003年,是对V1.1版本的改进,包括编辑更改,并向下兼容V1.1的设备。此后,IEEE也推出了IEEE 802.15.1-2005版本(或称IEEE 802.15.1a)标准,V1.2版本与IEEE 802.15.1-2005也是完全兼容的。IEEE在发布802.15.1-2005标准后冻结了与SIG的合作,此后蓝牙技术的所有标准完全由SIG负责,为此,这里特提供802.15.1-2005标准于下附件2-3,以供下通信人查阅,仅供参考。

附件2-3IEEE 802.15.1-2005

V1.2版本最大的改进在于增加了可调式跳频技术(AFHAdaptive Frequency Hopping)这项技术,并主要针对现有蓝牙协议和802.11b/g之间的互相干扰问题进行了全面的改进,防止用户在同时使用支持蓝牙和无线局域网(WLAN)的两种装置的时候出现互相干扰的情况。V1.2版本与V1.1版本相比新增加的功能和弃用的功能详见下表2-3中。

2-3V1.2版本新增加的功能与弃用的功能

上述第1代蓝牙技术中各版本的特点分别具体描述也见附件0中。

三、第二代蓝牙技术(V2.x):提高蓝牙技术的数据率

1Bluetooth V2.0

V2.0V1.2的改良版,SIG200481日宣布批准最新规范“Bluetooth Core Specification Version 2.0 + EDR”,突出的特点是新增加了增强的数据率(EDREnhanced Data Rate)功能。这个版本旨在成为一个独立的蓝牙规范。

EDR通过提高多任务处理和多种蓝牙设备同时运行的能力,数据传输速度提高到以往的3倍,并减小了耗电量。Version 2.0 + EDR建立了可同时使用多个功能和设备的环境,以提高传输大容量数据时的性能。由于耗电量减小,可使新一代蓝牙设备的使用时间最长可延长到V1.2版本的两倍。 CD级音质的音频流式媒体、传输数字图像以及输出激光打印机等都需要高速数据传输,这些成为制订新版本的动力。

Version 2.0 + EDR的主要特点为:数据传输速度提高到3倍(最多提高到10倍);增大可使用带宽,简化多链路方法;向下兼容原有的规格;加强误比特率(BER)的性能。目前蓝牙技术的传输范围约为10左右,速率为1Mb/s,新标准出来后,可使传输范围达到100,最高速度达到10Mb/s

2Bluetooth V2.1

V2.1只是在V2.0的基础上新增加些功能。包括Sniff Subrating 省电功能、SSP 简易安全配对功能、近场通信NFC)功能等。

上述第2代蓝牙技术中各版本的特点分别具体描述也详见附件0中。

四、第三代蓝牙技术(V3.0):进一步提高蓝牙技术的数据传输率

SIG在日本东京2009年度全体会议上,正式批准了新一代蓝牙技术标准规范V3.0+高速High Speed,可简称为“蓝牙3.0+HS”。新版蓝牙规范中,数据的传输速率提升至24Mbit/s,是V2.1+EDR8倍。新颁发的V3.0+HS版本主要引入的新功能包括:交替射频技术AMPGeneric AMPGeneric Alternate MAC PHY),这是V3.0+HS的核心功能;增强功率控制(EPCEnhance Power Control);单播无连接数据模式(UCDUnicast Connectionless Data)等

3代蓝牙技术版本的特点具体描述也详见附件0中。

五、第四代蓝牙技术(V4.x):低功耗蓝牙技术

第四代蓝牙技术重点是推出了低功耗蓝牙技术(BLE),称为了SIG蓝牙技术的一大技术品牌。在2010年发布V4.0版本后,又陆续退出了V4.1版本和V4.2版本。

1Bluetooth V4.0

201077日,SIG推出了蓝牙技术规范的V4.0版本。其最重要的特性是支持省电,即低功耗蓝牙(BLEBluetooth Low Energy),功耗较V3.0版本降低了90%V4.0版本规范可广泛用于卫生保健、体育健身、家庭娱乐、安全保障等诸多领域。V4.0 是第一个蓝牙综合协议规范,将三种规格集成在一起:即低功耗蓝牙、传统蓝牙和高速蓝牙三种模式。蓝牙V 4.0 版本的芯片模式分为 单模式(Single mode )与 双模式(Dual mode)。 此外,蓝牙V 4.0 版本还把蓝牙的传输距离提升到100米以上(低功耗模式条件下)。 

2Bluetooth V4.1

2013年发布的V4.1版本的蓝牙技术,在传输速度和传输范围上变化很小,但在软件方面有着明显的改进。此次更新目的是为了让 Bluetooth Smart 技术最终成为物联网(Internet of Things)发展的核心动力。 

3Bluetooth V4.2

2014124日,SIG发布了蓝牙V4.2版本,改善了数据传输速度和隐私保护程度,可直接通过IPv66LoWPAN接入互联网。在新的标准下蓝牙信号想要连接或者追踪用户设备必须经过用户许可,否则蓝牙信号将无法连接和追踪用户设备。速度方面变得更加快速,两部蓝牙设备之间的数据传输速度提高了2.5倍,因为蓝牙智能(Bluetooth Smart)数据包的容量提高,其可容纳的数据量相当于此前的10倍左右。

上述第4代蓝牙技术中各版本的特点分别具体描述也详见附件0中。

六、第五代蓝牙技术(V5.x):重视物联网应用的蓝牙技术

在美国时间2016616日的伦敦SIG正式发布了V5.0版本的蓝牙技术,开启了第五代蓝牙技术,它更加重视于蓝牙技术在物联网(IoT)中的应用。目前,第五代蓝牙技术已发布了V5.0V5.1V5.2三个版本,

1Bluetooth V5.0

蓝牙技术V5.0 在低功耗(LE)模式下具备更快更远的传输能力,传输速率是V4.2 的两倍(速度上限为 2Mbps),有效传输距离是V4.2 的四倍(理论上可达 300 米),数据包容量是V4.2 的八倍。 

2Bluetooth V5.1

V5.1蓝牙规范发布于20191月,它增加了准确的定位能力,这是许多业界期盼的物联网(IoT)应用的基本用例。不过,尽管新版本的编号只是V5.1,和V5.0似乎相差不远,但蓝牙5.1其实是非常重要的。测向是V5.1的一项主要功能,它可以将产品和物品在三维空间中的绝对定位带入低功耗无线连接的世界。这是对低功耗蓝牙功能库的非常重要的补充。我们认为它对室内定位应用产生的影响有如GPS对户外定位生产的影响一样巨大。

3Bluetooth V5.2

SIG20191231日正式批准了、并于2020115日正式生效了蓝牙V5.2版本,同时还发布了基于该版本的新一代蓝牙音频技术标准-低功耗音频LE Audio。为此,V5.2版本给低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy)增加了三个新功能。分别是LE同步信道(LE Isochronous Channels)、增强版属性协议(Enhanced ATT)以及LE功率控制(LE Power Control)。

欲更多了解蓝牙核心规范V5.2版本功能概述的请进入

5代蓝牙技术中各版本的特点分别具体描述也详见附件0中。

欲进一步了解IEEE 802.15标准情况介绍的请进入

附录
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