理解BLE5.1基础知识

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理解BLE5.1基础知识

2023-11-17 19:57| 来源: 网络整理| 查看: 265

基础知识 无线频率信息

蓝牙低功耗 5.1(以下简称BLE 5.1)是2019年由蓝牙技术协会SIG发布,工作在ISM频段:2.4GHz~2.48Ghz,有40(编号0~39)个可用信道,其中37、38、39为广播信道,其余信道为数据信道,信道带宽为2MHz。蓝牙信号在传输时采用跳频技术来抗干扰,当一个蓝牙数据包在信道 f c u r f_{cur} fcur​传输完毕后,会在距离 f c u r f_{cur} fcur​信道 f h o p f_{hop} fhop​距离的 f n e x t f_{next} fnext​信道传输下一个数据包,因为数据传输信道只有37个,所以存在以下关系:

f n e x t = ( f c u r + f h o p )   m o d   37. f_{next}=(f_{cur}+f_{hop}) \ mod \ 37. fnext​=(fcur​+fhop​) mod 37.

图片来源: BLoc: CSI-based Accurate Localization for BLE Tags 广播信道分布在相距较远的信道目的是为了减少互相之间的干扰,同时,WiFi的2.4GHz的频段在1、6、11信道出的频率分别是:2402MHz~2422MHz, 2427MHz~2447MHz, 2452MHz~2472MHz,BLE的广播信道正好规避了WiFi的常用信道,减小相互之间的干扰。 低功耗蓝牙和经典蓝牙之间的对比如下图(来源于维基百科)所示: 数据包格式

BLE数据包格式如下: 在这里插入图片描述 在BLE5.1中增加了CTE字段(虚线框),此字段由一段连续的二进制符号1组成,由于BLE是使用GFSK调制,发送数据时的频率不是稳定的(比如以 f 0 f_0 f0​发送字符0,以 f 1 f_1 f1​发送字符1),在接受端并不能对这些调频信号进行采样,所以不能获得信号的精确相位信息,这也就是为什么在5.1版本之前,BLE不能支持计算波达角。在BLE 5.1中进行了改进,发送端会以一个稳定的频率发送CTE(因为内部为一连串的字符1),所以在接受端可以对这段稳定的频率进行采样,获取稳定频率的IQ数据,从而使得计算波达角。 蓝牙在发送数据包时,会先发送前导码部分,以此接入地址,数据单元,CRC检测部分,CTE。



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