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蓝牙开发零门槛之三:BLE 5.x 测速

INGCHIPS 为客户提供易用的 SDK,帮助客户便捷、高效地开发蓝牙产品。


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BLE 5.0 引入了 2M Sym/s 的无编码物理层

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理论峰值速率 

BLE连接状态下,单个数据包有效载荷最长 251 字节,2M 模式下,数据包空口时长为 1048 us;空包空口时长为 44us。当一个方向上持续发送 251 字节的数据包,而另一方向上只发送空包时,可以到达单向速率的理论最高值。此时,发送 251 字节所消耗的总时间为:


1048+44+150*2=1392(μs)

所以链路层所能提供的理论峰值速率为:

251*8/1392*1000000≈1442.528(kbps)

对于工作于 GATT 之上的应用程序,扣除 I2CAP、ATT 各层的开销,典型情况下单个数据包中 GATT 最大有效载荷为 251 - 7 = 244 字节。所以 GATT 能为应用程序提供的理论峰值速率为:

244*8/1392*1000000≈1402.298(kbps)

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速率实测

SDK 中包含了一组用于测试双向吞吐率的程序


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与手机对测

先下载 peripheral_throughput 程序。通过 ING BLE app 连接到名为 ING Tpt 的蓝牙设备, 进入吞吐率测试界面,在这里既可以进行主设备到从设备、从设备到主设备的单向测试,也可以同时进行双向测试。

下图是使用某支持 BLE 5.0 的 Android 手机测得的速率,从模块到手机可获得 1M+ bps 的传输速率。


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模块对测

central_throughput 程序演示了 BLE 主设备典型的工作流程和相关API的使用方法:

1. 扫描到支持吞吐率服务(service)的设备后,与其建立连接;

2. 发现设备上的吞吐率服务;

3. 发现服务包含的特性(characteristics);

4. 发现特性的描述符(descriptor)。


吞吐率服务包含两个特性:

• 输出:从设备通过该特性向主设备发送测试数据。该特性包含 Client Characteristic Configuration 描述符。

• 输入:主设备通过该特性向从设备发送测试数据


将 central_throughput 下载到另一模块,连接串口工具。输入“?” (注意:需要在行末附加回车、换行) 可以查看程序支持的控制命令。程序搜索到 peripheral_throughput 后会自动连接,输入“start s->m” 即可测试从主设备到从设备的吞吐率。


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下图显示在两个模块之间稳定获得了 1.2M+ bps 的传输速率:

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注:上述速率为空口实测,比理论值略低,但更接近实际。

INGChips 918xx 通过 BLE 2M 物理层带来的 1.2M+ “实感”速率无疑可以为 BLE 开拓更多的应用场景:支持视频实时传输的智能门铃,低时延高保真耳机等等。


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