標準藍牙最初被批準時,它有以下五個核心價值,分別為:低成本、低功率、小覆蓋范圍、全球標準化和魯棒性。這些核心價值都經歷了時間的檢驗,正是在這種背景之下,ULP藍牙粉墨登場。

首先,ULP藍牙采用了與標準藍牙一樣的呼吸(sniff)監聽視模式,用于實現低功率工作。不同之處在于ULP藍牙在連接的初始階段就使用該功能。這就是說,每一個ULP藍牙連接都會自動進入降低速率的呼吸模式,因此自動實現了極低的功率。這意味著,在連接時,ULP藍牙就被優化成標準藍牙以達到后者最高潛能時所具備的性能。

其次,在應對低成本問題方面,ULP藍牙可以采用現成的標準CMOS制造技術進行構建,其時序要求不如標準藍牙苛刻,因此可以采用較低成本的晶振。這意味著ULP藍牙的外部材料成本也將比標準藍牙低。

同時,ULP還具有藍牙的其他核心價值,在使用時不需要進行特別的調整,不需要遵守任何限制性規則,是真正的可以用在世界地球任何角落的全球技術。

最后,ULP藍牙被設計成具有魯棒性,采用跳頻來確保能從單頻阻塞系統和其他跳頻器的干擾中恢復。

最初成型階段的藍牙就已經被設計成低功率,但是超低功率形式的藍牙進一步進行了相關優化。這種超低功率是如何實現的呢？藍牙設備在大部分時間內并不是在不斷地相互通信,而只是處于閑置狀態,不進行任何操作,等待被動和主動地進行一些重要操作。因此如果藍牙設備99%的時間都處在閑置狀態,針對這種狀態進行功耗優化是非常有意義的。這可以主要通過采用更低頻率來實現,與傳統藍牙相比,其連接時間更短,連接時的功耗更低。藍牙可采用32種頻率來實現連接,而ULP藍牙則只采用3種。因此與藍牙1%占空比不同的是,ULP藍牙具有0.1%的占空比。ULP藍牙設備還可以主動通過通知來告知其他設備它的存在。接著它快速偵聽以了解是否有其他設備有興趣進行連接,然后快速關斷一長段時間,直到它想再次通知它的存在。

一個顯而易見的問題出現了:如果ULP藍牙的功耗如此之理想的話,為什么還要采用標準藍牙呢？在針對極低功率對ULP藍牙進行優化的過程中,略有所失不可避免。對于ULP藍牙,失去的是立體聲音樂和音頻應用所需的更高的數據速率和極低的延遲。ULP藍牙不會就因此而止步,它也可以只傳送數據。例如,只需要公布溫度的溫度傳感器不需要進行連接或者不需要SDP記錄,甚至需要協議棧來首先啟動并運行起來。掃描設備將只查找到該設備,讀出溫度,僅此而已。

相比之下,連接移動手持設備和手機是標準藍牙的一個更加典型的應用。與ULP藍牙提供的連接相比,這種應用要求延遲更低、帶寬更高。ULP藍牙是針對非常快速而高效地傳輸極少量數據而設計的,而標準藍牙則針對傳輸大量數據而設計。

藍牙規范可能是目前使用的最成功的短距離無線技術。ULP藍牙只是這種概念的一個簡單的演進；標準藍牙將用于頭戴式耳機連接,而ULP藍牙將實現數字手表顯示呼叫ID；標準或EDR藍牙將處理立體聲音樂,而ULP藍牙將用于實現遙控。但是所有這些都將在一個芯片上實現。

由于硅片面積和功率要求的影響逐漸增加,ULP藍牙注定是迄今為止發展最快的無線標準。而不僅僅如此,其技術本身的簡單性及其從標準藍牙到ULP藍牙成本上零的增加,將使其成為手機制造商不可抗拒的技術。而這將會引發所有即將起飛的新應用。當我們面臨另一個十億部的潛在市場時,這確實是一個為短距離無線通信興奮的時刻。

作者:Robin Heydon

全球標準架構師

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