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藍牙裝置的功耗如何降低?

姚小熊27 ? 來源:xx ? 2019-08-24 09:36 ? 次閱讀

藍牙規格

BluetoothSIG降低藍牙裝置功耗最重要的方法,就是發展出EDRBluetooth。藍牙無線電元件消耗的電力,取決于運作時間的長短。v2.0+EDR藍牙規格讓資料傳輸速度達到傳統藍牙的3倍(3Mbps比1Mbps),這代表無線電波的運作時間減少到三分之一,因此消耗的電量也減少至三分之一。提高的資料傳輸率歸功于徹底改變資料封包的傳輸方式。

標準傳輸率(1Mbps–例如像v1.2以前的藍牙版本)封包中含有四個部分:

1.存取碼(AccessCode)–接收裝置利用這個存取碼來辨識輸入端的傳輸作業

2.封包表頭(Header)–描述封包的種類與長度

3.封包內容(payload)–實際傳送的資料內容

4.跨封包的GuardBand(Inter-packetGuardBand)–將無線電波轉至下個頻帶

所有三個傳送部份都采用高斯頻率偏移調變機制(GaussianFrequencyShiftKeying,GFSK)來處理射頻訊號:載波頻率偏移范圍為正負160kHz,來代表零或一,每個符元(symbol)編碼出一個位元。符元傳輸率為1Msps(MegaSymbolperSecond)。存取碼、表頭、以及GuardBand保護頻帶等三個部份所需的資源,讓最高負載資料率達到723kbps。

BluetoothEDR封包仍對存取碼與表頭采用GFSK調變機制,但對payload資料則使用以下二種其中之一不同的調變機制:一種是強制性,提供2倍的資料傳輸率,能容許較高的噪音;另一種是選擇性調變機制,提供3倍的資料傳輸率。

2倍資料傳輸率采用π/4DifferenTIalQuadraturephaseShift鍵移或π/4-DQpSK技術。這種調變機制會改變載波的相位而不是頻率。“Quadrature”代表每個符元有四個可能的相位,讓每個符元中有兩個資料位元能進行編碼。符元率維持不變;因此資料傳輸率提高兩倍。

3倍資料傳輸率采用的是8-DpSK(8-phaseDifferenTIalphaseShiftKeying),這種機制類似π/4-DQpSK,但能移至任何8個可能的相位。鄰近位置之間縮小的相位差,加上使用±π相位跳變,意謂著8-DpSK較容易受到干擾,但每個符元能編碼3個位元的資料。

在EDR規格的成功邁入實際產品階段后,通過檢驗的產品于2005年問市,SIG仍繼續研究各種新方法來降低耗電量。

CSRBlueCore以低功耗模式及內部時脈進一步降低耗電量

CSR的BlueCore芯片內建的硬件時脈,能將數字元件與無線電加以區隔;關閉無線電;以及將芯片切換至淺層或深層睡眠模式。藉此提供甚至可超越BluetoothSIG官方標準的低耗電效能。

如何降低藍牙裝置的功耗

功耗是決定可攜式裝置發展成敗的關鍵因素。由于這類裝置的趨勢朝向功能匯整的方向演進,最明顯的跡象就是百萬像素數字相機整合至照相手機中,新型的多功能裝置必須持續迎合消費者的需求,尤其是在功耗方面。

雖然藍牙本身就已是低功耗技術,但為了進一步延長電池續航力,藍牙技術聯盟(BluetoothSIG)仍持續整合許多新方法,以降低新版本藍牙規格的功耗。在2004年11月,BluetoothSIG修訂了2.0+EnhancedDataRate(EDR)規格,結合一種革命性的技術,創造出更有效率的無線連結一與資料封包傳送機制。

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