2021 年 7 月，蓝牙特别兴趣小组 (SIG) 发布了蓝牙 5.3 版，开发人员可以拥有更多的灵活性和配置选项。随着此版本的发布，蓝牙®低功耗（BLE）的三个更新可以提高性能、降低功耗和减少设备的延迟，这些改进与各种低功耗蓝牙应用和设备相关。

以下就深入了解这三个变化的细节和潜在应用。

No. 1 Connection subrating 提高响应能力

蓝牙设备可以为连接间隔设置不同的持续时间，即设备在持续连接事件之间等待的时间。较长的连接间隔可以节省功耗，而较短的连接间隔则响应速度更快，并且可以在给定的时间内发送更多的数据。

更改连接间隔会引入延迟。实际上，当设备想要更改连接间隔时，至少需要六个连接事件来协商该更改，如图 1 所示。

图 1 - 更改连接间隔时的延迟

当连接间隔因外部变化而从长变为短时，这六个事件占用的时间可能会成为问题。例如，如果需要六个连接事件才能将连接间隔从 1 秒更改为 10 毫秒，那么用户将必须等待 6 秒才能实现更改。

如果这种情况发生在对时间敏感的应用程序中，比如简短的传感器读数，那么延迟可能是无法容忍的。但是，通过分等级连接，用户可以减少从长连接间隔变为短连接间隔所需的等待时间。这是通过告诉中央和外围设备跳过连接事件来实现的，具体取决于数据是否在最近的连接事件中发送。

要使用子速率连接，用户必须指定两个参数：子速率因子subrate factor和延续数continuation number。子速率因子等于已使用连接事件之间未使用连接事件的数量。如图 2 所示，无论是否有数据要传输，每个子速率因子都必须使用一个连接事件。

图 2 - 子速率因子告诉设备何时跳过连接事件

延续数等于设备在非空连接事件（在设备之间传输数据的连接事件）之后必须响应的后续连接数。请记住，并非所有连接事件都会传输数据。有些仅用于保持设备之间的连接。

在图 3 中，延续数为 1。请注意，在非空连接事件 (5) 之后，连接如何继续处理，直到空连接事件 (8)，之后它们在下一个子分级连接事件 ( 10）。

图 3 – 连续编号表述连接不要跳过 6 和 7

这减少了与更改连接间隔相关的延迟，因为它不再需要设备之间的协商。它现在可以为每个连接事件动态执行。

No. 2 中央和外围设备的通道分类提高了可靠性

蓝牙® 协议将 2.4 GHz 频带分解为更小的 2 MHz 通道，设备在通信时会跨越这些通道。使用这种扩频策略可以减少数据包冲突和工业、科学和医疗无线电 (ISM) 频段干扰，因为设备使用半随机或有序序列频繁更改信道。使用的这个通道序列称为通道映射。

以前，中央设备自己决定频道映射。如图 4 所示，它将扫描 2.4 GHz 频段中的不同信道，以告知哪些信道可用于流量。流量较多的信道将被排除，以降低数据包冲突的可能性。

图 4 – 在通道分类增强之前，中央设备单独设置通道映射

由于中央设备决定了优先级，因此外围设备对使用哪些通道没有发言权。由于蓝牙设备可以在越来越远的距离上进行通信，外围设备和中央设备的信道条件可能会有所不同。如果信道图包含的信道似乎对中心位置没有明显干扰，但对外围位置有明显干扰，则这种差异会成为问题，如图 5 所示。

图 5 - 在通道分类增强之前，通道 2 对外围设备有噪声，但中央设备不知道并将其包含在通道映射中

随着将编码 PHY 引入BLE，BLE 连接可以覆盖的距离急剧增加。以电子货架标签为例。只有中心设备由于标签被放置在整个零售空间中，因此控制频谱空间的意义不大。从一个外围设备的位置到另一个位置，通道条件可能会有很大差异，但这些都不会反映在通道映射中，通道映射是由中央单独设置的。

借助新的通道分类增强功能，外围设备可以将其通道分类报告给中央设备，以影响外围设备和中央设备之间连接中使用的通道映射。这通过确保在设置信道映射时考虑到两个设备的环境条件，降低了当任一设备在拥塞环境中运行丢失数据包的风险。

图 6 – 通过通道分类增强，外围设备可以从通道中拒绝干扰的通道 2

No. 3 周期性广告功能增强省电

使用周期性广告的BLE设备通常会多次发送信息，以增加传输的多样性并提高扫描设备正确解码的可能性。因此，侦听器设备可能会接收到同一分组的多个副本，并且会浪费功率多次解码同一信息。

现在，在周期性广告中，发送设备可以在它们发送的数据包中包含一个AdvDataInfo 字段，以允许接收设备检查它们之前是否已经收到过这个数据包。如果是这样，设备将停止接收，从而节省无线电的功耗。这种做法还可以让设备避免将冗余数据包传递给主机。通过过滤传递给主机的内容，低功耗设备可以通过忽略冗余数据包来节省更多能源。

这对于侦听BLE 信标（如资产跟踪标签）的电池供电的BLE 设备特别有用。他们希望将功耗降低到尽可能低以保持电池寿命，因此他们不能浪费电力来处理冗余信息。通过此更新，他们将能够实现比以前更好的能源效率。

图 7 - 第一个数据包得到处理


图 8 - 第二个数据包被拒绝

作为蓝牙 SIG 的成员，TI 一直倡导客户的利益，并拥有一个独特的优势来帮助我们保持领先于创新。凭借我们的产品和专业知识，我们可以帮助您最大限度地利用低功耗蓝牙的优势，包括：

提高响应能力，同时通过连接子系统保持低功耗。
通过为外围设备提供影响通道映射的选项来提高可靠性。
通过忽略冗余消息来降低功耗。