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[资料发布] BLE GATT应用提高数据通信速率的方法

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发表于 2021-4-1 11:00:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
  1 简介

  本文主要是讲述了BLE GATT应用提高数据通信速率的方法,主要可简述为以下几个方面:
  ●使能DLE单帧数据长度扩展;
  ●BLE5.0及以上版本,使用LE 2M PHY;
  ●使用通知notify或写入无响应Write without Response数据类型
  ●尽可能增大 MTU,提高单次数据收发效率;
  ●选择1个合适的连接间隔;
  下文将针对以上几点,进行详细阐述。

  2 BLE GATT数据通信速率计算公式

  假设主从端采用通知有响应indicate数据类型,1M PHY编码率,每个连接间隔包含1个连接事件,我司模块连接事件时间默认值,一般就是协议栈允许最大值。

  如图2,收发单个数据包通信流程包含:从机发给主机空包、上一个包结束到下一个包开始之间的时间间隔IFS(协议规定是150us)、从机接收主机回复的完整data数据包、IFS。
图1 连接间隔与连接事件
图2 收发1个数据包通信流程
图3 BLE ATT数据帧结构

  那么,公式①:
  公式②:
  公式③:
  公式④:
  公式⑤:

  3 结论

  分析上述BLE数据通信速率计算公式,可看出提高BLE数据通信速率的方法有以下几点,具体分析过程如下所示:

  从上述公式①可看出,适当减小连接间隔可以提高BLE数据通信速率,但是也要明白连接间隔会影响功耗和客户体验,即连接间隔减小、功耗会提高,连接间隔增加、实时性越差、用户体验感越差。

  结合公式②和③可看出,避免空包出现可以提高BLE数据通信速率,所以一般建议客户使用通知notify和写入无响应Write without Response,而不要使用通知有响应indicate和写入有响应Write。

  结合公式①和⑤可看出,使ATT payload尽可能的大可提高BLE数据通信速率,那么使能DLE数据扩展后,Max ATT payload将从4.0/4.1协议的20bytes,提高至4.2/5.0协议的244bytes。

  结合公式④和⑤可看出,使用LE 2M PHY可以提高BLE数据通信速率,但是需注意2M PHY只有BLE5.0/5.1协议才支持,4.2及以下版本协议不支持。

  当MCU发给BLE设备的数据包字节数超过ATT MTU值时,协议栈会进行分包,如果ATT MTU尽可能大,例如大于等于Max ATT Payload,那么拆包数将达到最小,这将最小化数据包无效字节开销(即除了ATT Payload外其他字节开销),结合公式④和⑤可看出,这将极大提高BLE数据通信速率。

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