泰凌微蓝牙BLE 蓝牙跳频技术
、蓝牙的跳频技术和时隙介绍1、蓝牙跳频速度是蓝牙通信中的核心技术参数,直接影响其抗干扰能力和传输稳定性。蓝牙使用了FHSS和 AFH 跳频技术。(1)FHSS 跳频扩频(Frequency Hopping Spread Spectrum)蓝牙从一开始的1.0版本就有使用跳频技术,当时使用的是 FHSS 技术。FHSS 是一种扩频技术,它通过在多个频率信道间快速切换(跳频)来发送数据,从而提高抗干扰能力和通信安全性。(2)AFH 自适应跳频(Adaptive Frequency Hopping )虽然 FHSS 能提高抗干扰能力,但在 2.4 GHz 频段中,有很多其他设备(如 Wi-Fi、微波炉、Zigbee)也在使用相邻或相同频率,可能造成干扰。为了解决该问题,从 蓝牙 1.2 开始,引入了 AFH 技术AFH 的核心思想是:AFH 会检测信道质量,自动将受干扰严重或质量差的信道从跳频序列中排除,只在“良好信道”之间跳频,从而提升通信质量。蓝牙的调频速度与应用场景的详细解析如下:(1)标准速率:1600跳/秒· 实现原理:蓝牙将时间划分为625μs的时隙,每个时隙切换一次频率。· 频点范围:传统蓝牙(BR/EDR)使用79个1MHz信道(2.402–2.480GHz),低功耗蓝牙(BLE)使用37个数据信道和3个广播信道。· 作用:高速跳频可分散信号能量,避免窄带干扰(如Wi-Fi、微波炉)持续阻塞单一频点。(2)特殊场景速率变化· 连接建立阶段:跳频速度提升至3200跳/秒(如设备配对时),通过快速扫描32个固定“寻呼频率”加速同步。· 多时隙分组传输:当数据包占用多个时隙(如DH3/DH5分组),跳频速率临时降低以保持连续传输。2、蓝牙的时隙介绍(1)BR/EDR(经典蓝牙)的时隙支持时隙长度:固定为 625 μs(即0.625 ms)。数据包占用时隙数:单时隙包:占用1个时隙(如DM1、DH1)。多时隙包:支持占用3个或5个时隙(如DH3、DH5、DM3、DM5)。DH3/DM3:占用3个时隙(约1.875 ms)。DH5/DM5:占用5个时隙(约3.125 ms)。技术影响:多时隙包可提升单次传输数据量(如DH5最大负载339字节),但会暂时降低跳频速率(正常1600跳/秒)。时隙分配由基带资源管理器(Baseband Resource Manager)动态调度,优先保障SCO语音链路的实时性。(2) BLE(低功耗蓝牙)的时隙支持时隙长度:与BR/EDR一致,为 625 μs。连接模式(Connected Mode):每个连接事件(Connection Event)固定包含 2个时隙:主设备→从设备:占用第1个时隙发送数据。从设备→主设备:占用第2个时隙回复数据。动态扩展:支持LE Data Length Extension (DLE),单包负载可扩展至251字节,但不增加时隙数(仍为2时隙/事件)。广播模式(Advertising Mode):无固定时隙概念,采用广播间隔(Advertising Interval,7.5 ms–4 s)周期性发送数据。每次广播事件在3个广播信道(37/38/39)轮流发送,每信道占用时间 <10 ms。蓝牙5.0+优化:LE Coded PHY:通过前向纠错(FEC)延长符号时间,但连接事件仍保持2时隙结构。
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