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Bluetooth Low Energy (BLE): 完全ガイド

Bluetooth Low Energy (BLE): 完全ガイド

目次
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Bluetooth 低エネルギー
Bluetooth 低エネルギー

BLEはBluetooth Low Energyテクノロジーとも呼ばれ、 2006年のノキアのWibreeテクノロジーこの技術はBluetooth技術に似ていますが、Bluetooth技術と同等のバッテリー消費量と比べると、ほんのわずかな電力しか消費しません。この技術は後にBluetoothに統合され、2010年にSIG(Special Interest Group)によってリリースされたBluetooth 4.0技術仕様の一部となりました。

BLEプロトコルスタックを下図に示します。BLEは従来のBluetoothとは異なるプロトコルセットであり、対応するデバイスは下位互換性を実装していません。

Bluetooth Low Energy (BLE) は次の 3 つのデバイス タイプをサポートします。

クラシックBluetoothデバイス

クラシックBluetoothデバイス(Bluetooth ベーシックレート/拡張データレート(BR/EDR)と呼ばれる)BR/EDR:従来のBluetoothのみをサポートするデバイス(一部のレガシーデバイスや古い携帯電話など)です。クラシックBluetoothは、データ転送にSPP(シリアルポートプロファイル)を使用します。SPPは、RFCOMMセットアップを使用して2つのピアデバイス間のシリアルケーブル接続をエミュレートするために必要なBluetoothデバイス要件を定義します。

Bluetooth Smart Readyデバイス

Bluetooth 4.0デュアルモードとして知られるこの規格は、クラシックBluetoothとLEモードの両方のデバイスをサポートし、iOSやAndroidシステムなどの新しい携帯電話、ノートパソコン、タブレットコンピューターでサポートされています。デュアルモードコントローラーはBR/EDRコントローラーとLEコントローラーの両方を統合しているため、2つのBluetoothプロトコルをサポートします。

Bluetoothスマートデバイス

BLEシングルモードとも呼ばれます。LEコントローラを使用し、LEモードデバイスのみをサポートします。ビーコンデバイスは低エネルギープロトコル(LE低電力プロトコル)のみをサポートするため、ボタン電池で長時間駆動できます。

Bluetooth Low Energy テクノロジーは、従来の Bluetooth テクノロジーと同じスペクトル範囲 (2.400~2.4835 GHz ISM 帯域) で動作しますが、使用するチャネル セットは異なります。

従来のBluetoothの79個の1MHzチャネルの代わりに、Bluetooth Low Energyは40個の2MHzチャネルを備えています。ビットレートは1Mbpsまたは2Mbpsです。アドバタイジングチャネルとレシービングチャネルはそれぞれ37、38、39です。

Bluetooth BR/EDRとBluetooth LE

特徴Bluetooth BR/EDRブルートゥースLE
周波数帯域ISM 2.4000GHz~2.4835GHzISM 2.4000GHz~2.4835GHz
チャンネル79チャンネル40 チャネル(37 データ + 3 広告)
チャネル帯域幅1MHz2MHz
スペクトラム拡散1600ホップ/秒の周波数ホッピング拡散スペクトル(FHSS)FHSS
変調方式GFSK、DQPSK、DPSKGFSK
電力使用量1W約0.001W~0.1W(間隔によって異なります)
データレート– BR PHY (GFSK): 1 Mb/s – EDR PHY (DQPSK): 2 Mb/s – EDR PHY (DPSK): 3 Mb/s– LE コード化 PHY (S=8): 125 Kb/s – LE コード化 PHY (S=2): 500 Kb/s – LE 1M PHY: 1 Mb/s – LE 2M PHY: 2 Mb/s
デバイスの検出お問い合わせまたは呼び出し広告
デバイスアドレスのプライバシーなしプライベートデバイスアドレス指定をサポート

Bluetooth BR/EDRとBluetooth LE – アプリケーション比較

応用分野Bluetooth BR/EDRブルートゥースLE
ネットワークトポロジピアツーピアピアツーピア、ブロードキャスト、メッシュ
オーディオアプリケーション (ヘッドセット、時計、スピーカー)サポートサポート
測位と方向探知1. 資産と人物の追跡2. 屋内ナビゲーション3. ビーコンベースのサービスサポートされていませんサポート
データ転送アプリケーション• ディスプレイデバイス: E-ink• 医療/健康: 心拍数モニター• スポーツ/フィットネス: 歩数計、時計サポートされていませんサポート
デバイスネットワークアプリケーション• センサー:温度、圧力、液面レベル• 監視システム:タイヤ空気圧• リモートコントロールデバイスサポートされていませんサポート

注 1. チャネル 37、38、および 39 はプライマリ アドバタイジング チャネルと呼ばれます。他の 37 チャネルはセカンダリ アドバタイズメント用および接続が確立された後のデータ転送用です。

周波数範囲 2402MHz - 2480MHz

ホワイトペーパーを読む: Bluetoothテクノロジーと一般的な用語の紹介.

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