Bluetooth 5.0 確定仕様

Bluetooth 5 が正式に採択されたとBluetooth SIGが発表しました。

Bluetooth 5.0 の主な新機能は以下のとおりです。

  • BLEが高速化して最大速度が2倍に
  • BLEの最大通信距離が400メートルに
    • BLEの送信電力UP
    • 畳込み符号導入
  • アドバタイズの容量拡大
    • 最大31オクテットだったパケットサイズを、255 オクテットに拡大
  • 他システムと、よりスマートに共存
    • 利用可能なスロットを通知

BLEの高速化

Bluetooth 5 では、LEのデータレート最大値が、BLE4.2の2倍の2Mbpsになります。

LEのPHYへの2Mbps PHY追加ですので、従来の1Mbps PHYも使えます。

BLEの長距離化

LEのLEの出力上限アップ

最大送信電力 最小送信電力
Class 1 100 mW (+20 dBm) 10 mW (+10 dBm)
Class 1.5 10 mW (+10 dBm) 0.01 mW (-20 dBm)
Class 2 2.5 mW (+4 dBm)
Class 3 1 mW (0 dBm)
LE 100 mW (+20 dBm)
ここが10mWから100mW にUP

LEの最大送信送信出力が10mWから100mWにアップしました。Class 1と同じ出力をLEでも使えるようになりました。4.1, 4.2 でも利用可能。4.0 でもCSA3ないしCSA4対応していればLEの100mWを可としています。

- CSA 5 features (Higher Output Power)

Bluetooth全体としては、変化はなく、最大送信電力 100 mW (+20 dBm)、最小送信電力  0.01 mW (-20 dBm)の範囲に収まっています。

出力アップは、コア仕様補遺5(CSA5)を5.0 LEの仕様に統合する形にしたものです。CSA5は、5.0だけでなく、4.2、4.1にも適用できます。4.0にも、CSA3ないしCSA4適用済みであればCSA5が適用可能なので、4.2以前のBLEも出力上限がアップします。


LEに畳込み符号導入、通信距離延長

データレート PHYの変調速度 誤り訂正符号
2Mbps 2Mbps 誤り訂正符号なし
1Mbps 1Mbps 誤り訂正符号なし
500Kbps 1Mbps
CODED
符号化率1/2
1シンボルが2bit のFEC
125kbps 符号化率1/8
1シンボルが8bit のFEC

LEの1Mbps PHYに畳込み符号が追加されました。

畳込み符号によるFECにより、エラー耐性が向上し、通信距離可能距離が長くなります。

Bluetooth 5.0では、2Mbps、1Mbps、1Mbps(誤り訂正有)の3種類のPHYが選択できるようになりました。誤り訂正符号は2種類のシンボルレートを定義しているので、データレートは4種類にりました。

畳込み符号によりデータレートは低下しますが、エラー検知時に再送してもらうことなく、受信側で誤り訂正ができるので、再送トラフィックは減ります。

通信距離 400m

出力向上や畳込み符号導入などによりLEの通信可能距離は長くなりました。

通信距離の机上計算値は、Class 1 とLE:4300m、Class 2:680m、Class 3:444m ですが、実環境では、遮蔽物、反射波、外部からの干渉波などで悪化しますので、Class 1でも100mということになっています。

125 kbpsのLEでは、符号化率1/8のFECがあるので、エラーに対して強くなり、最大通信距離は400mということになっています。

混雑への対応力向上

スロット状況通知機能 SAM 追加

利用可能なスロットを相互に通知する機能、SAM:Slot Availability Mask を追加しました。

Bluetooth端末どおしは、625 μ秒を単位とする「スロット」時間に同期して通信していています。

使用可能なスロットは、Wi-Fi機器などの外部環境や、マスターとして通信しつつ、スレーブとしても同時に通信している場合「スキャッターネット (Scatternet)」によって、変化します。

自分が使える「スロット」を相手に伝える機能は定義されていますが、相手が伝えてきた「スロット」状況をどう使うかは定義されていません。

SAM単なる参考情報のだけの位置づけですが、通信効率の向上に活用することが可能です。チップベンダーがどう活用するか次第です。

ブロードキャストの拡張

ブロードキャストできる文字数拡大

ブロードキャスト通信のPDU payload は、4.2LEでは最大31octetsですが、Bluetooth 5では、255octetsに拡張されました。

これにより、255文字までのURLをペアリングなしで、ブロードキャストにより送信できるようになります。

High Duty Cycle non-connectable advertising

高いデューティサイクルでブロードキャストできるようになりました。

定期的アドバタイズ

一定の周期でアドバタイズすることがLEで可能になりました。

送信周期は、1.25msec × n です。nは、6から65535ですので、最小7.5 msec 、最大81,918.75 秒(22時間45分)までです。

下の図のオレンジ色の部分が、定期的なアドバタイズのためにBluetooth 5.0で追加されました。

Bluetooth Core_v5.0 TRANSPORT ARCHITECTURE ENTITIES


- LE Channel Selection Algorithm #2

LEでカウンターベースのチャネル選択アルゴリズム(LE Channel Selection Algorithm #2)が使えるようになりました。

最近のブログ記事

SORACOM,HLR持ちeSIM対応
SORACOMが自前のHLRを持ち、自…
準天頂衛星4機体制に
h2{ font-size:12…
Windows 10 mobile終了
Windows 10 mobileの新機…
カスタム検索

月別 アーカイブ