什麼是 Bluetooth 5？—— (中篇)

Samson Chen, Tracmo Inc. CTO

藍牙4？ 藍牙5？

藍牙4與5的差別到底在哪，對大多數的人來說，就好像一部汽車從2017年款進到2018年款，除了知道後者比較新，其實還是不太清楚它們之間有什麼不同。

今天藉這個小小的篇幅，跟大家說明一下藍牙5到底新在那裡，以及在哪裡可以看到藍牙5。

藍牙5做了兩個底層的改變，一是把原來在藍牙3一路用到藍牙4的編碼方式，從原來的1 Ms/s (一秒鐘可以傳遞1M個符號，簡單的說法就是1Mb/s) 提升到2Ms/s，換句話說，高速藍牙 (HS，或者說耗電的那個版本) 的最高速度24Mb/s 就升到48Mb/s，而LE的速度就會從原來的 1Mb/s升到2Mb/s。

如果有人問：藍牙跟手機之間的傳輸速度，最快可以到什麼程度？
我通常給的答案是1Mb/s (藍牙4) 或2Mb/s (藍牙5)，而不是HS的48Mb/s。為什麼呢？因為如果藍牙要做HS連線，在iOS裝置上是需要過MFi的，現今如果沒有特別原因，幾乎不會有人這麼做。

藍牙5另一個重要的底層改變，就是增加了LE Coded這一層。LE Coded是在原來的1Ms/s的 LE資料列中，插入錯誤較正碼FEC，有興趣的朋友，可以查詢「漢明碼」Hamming Code的相關資訊，它是在1950年代發明，用於電信系統中做資料錯誤校正與回復的演算法。

為什麼加了錯誤回復就能增加距離呢？這是因為無線電信號在大自然中傳送的時候，所受到的週圍環境干擾實在太多，當信號夠強時，接收方能夠分辨出信號與干擾；但是隨著距離變遠，接收方收到的信號變弱，收到的資料就會開始出錯。就好像聽遠方的人說話，當距離越來越遠，聽到的聲音就會受到環境影響而變得不清楚，接收者便無法確定對方到底講了些什麼。

在藍牙有LE Coded以前，只要收到的資訊有一點錯誤，就會整筆廢掉，而LE Coded就是透過演算法，讓有限度的錯誤得以透過其他的資訊，恢復成正確的版本。LE Coded分成S2與S8，簡而言之，S2就是把2個當1個用，犧牲一半的傳輸效率做校正 (速度降到500Kb/s)，換取2倍的距離。而S8就是8個當1個用，用87.5%的傳輸做校正 (速度降到125Kb/s) 換取4倍的距離。

看起來S8像在大放送，但是對於資料傳送量不大的裝置來說 (Tracmo就是其中之一)，傳送距離的重要性更勝於速度，採用S8就有意義的多。

圖片來源：https://blog.bluetooth.com/exploring-bluetooth-5-going-the-distance