BLE控制器之物理层特性
- 低功耗蓝牙采用了高斯频移键控,
- 其物理层比特率为1Mbit/s 或者叫 1Mbps, 每一个符号1比特。
- 传统蓝牙使用79个窄带信道间切换进行信息传输。低功耗蓝牙传输信息使用40个无线信道。
- 低功耗蓝牙使用最低频率为2402MHz,最高频率 2480MHz,在较低的频率部分,低功耗蓝牙所使用的频率与2.4GHz ISM 频段的最低频率有2MHz 的间隙,
- 发射功率规定最大发射功率为+10dBm,最小发射功率不能低于 -20dBm,否则可能导致对方接收不到。+10dBm 的发射功率为10mw, -20dBm 的发射功率仅仅为10uw
频率偏移问题:
实际的工作频率可能是2401.850MHz 或者 2402.150MHz, 整个报文的中心频率容限是+/-150kHz
接收机灵敏度
接收机灵敏度可以量化接收机接收能力,通常以dBm为单位。
低功耗规定其灵敏度要高于-70dBm,即在接收到0.000 000 1mw 的电磁能量条件下要
能够工作,一般低功耗蓝牙的控制器其灵敏度都可大-90dBm,或者说1pw,
通信距离问题
为了计算低功耗蓝牙的通信举例,需要确定系统的链路预算。它由各个部分组成,包括天线、匹配电路的增益和损耗。在假设天线和匹配电路的差别不大的情况下,链路预算
的主要来源是路径损耗。
路径损耗是发射机天线到接收机天线的能量消耗。路径损耗与距离的计算公式
path loss = 40 + 25log(d)
path loss标识路径损耗,d标识发射机和接收机的距离。
注意这只是一个近似的大概的计算公式。
路径损耗与距离的关系:
如发射功率为-20dbm,接收机灵敏度为-70dbm,则允许的路径损耗为50dbm,对应于2.5m的通信距离,这也是低功耗
蓝牙以最低功率发射,并在接收机灵敏度最低的情况下所达到的通信距离。
如果发射功率为10dbm即最大,接收机灵敏度为-90dbm即最小,则允许的路径损耗为100db对应于250m的通信距离,这是低功耗蓝牙以最高功率发射,接收机灵敏度非常好的情况下所达到的通信距离。