Architektur von Bluetooth Low Energy-Kopfhörern und -Headsets für Spiele

Die Architektur von Bluetooth Low Energy ist sehr einfach. Es ist in drei grundlegende Teile unterteilt: Controller, Host und Anwendung. Ein Controller ist normalerweise ein physisches Gerät, das Funksignale sendet und empfängt und versteht, diese Signale in Datenpakete zu übersetzen, die Informationen enthalten. Ein Host ist normalerweise ein Software-Stack, der verwaltet, wie zwei oder mehr Geräte kommunizieren und das Funkgerät verwenden, um mehrere verschiedene Dienste gleichzeitig bereitzustellen. Die Anwendung verwendet den Software-Stack und wiederum den Controller, um die Benutzerinstanz zu implementieren. www.bjbjaudio.com

Innerhalb des Controllers gibt es sowohl physische als auch Verbindungsschichten sowie den direkten Testmodus und die untere Hälfte der Host-Controller-Schnittstellenschicht (HCI). Enthält drei Protokolle im Host: Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP), Attribute Protocol (Attribute Protocol) und Security Manager Protocol (SecurityManagerProtocol), zusätzlich zu Generic Attribute Specification (GATT), Generic Access Specification (GAP) und Modus. www.bjbjaudio.com

Regler
Der Controller wird von vielen als eines der Merkmale angesehen, die einen Bluetooth-Chip oder ein Funkgerät auszeichnen. Jedoch. Den Controller als Funkgerät zu bezeichnen, ist eine zu starke Vereinfachung. Der Bluetooth-Controller besteht aus digitalen und analogen Hochfrequenzgeräten und Hardware, die für das Senden und Empfangen von Datenpaketen verantwortlich sind. Der Controller ist über eine Antenne mit der Außenwelt verbunden und über eine Host-Steuerschnittstelle (HCI) mit dem Host verbunden. www.bjbjaudio.com

physische Schicht
Die physikalische Schicht ist der Teil, der die harte Arbeit des Sendens und Empfangens mit 24-GHz-Funkgeräten erledigt. Für viele scheint diese Schicht geheimnisumwoben zu sein. Aber im Wesentlichen gibt es auf der physikalischen Ebene keine Magie, sondern nur einfache Übertragung und Empfang elektromagnetischer Strahlung. Funkwellen können normalerweise Informationen übertragen, indem sie Amplitude, Frequenz oder Phase innerhalb eines bestimmten Frequenzbands ändern. Bei Bluetooth Low Energy wird eine Modulation namens Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) verwendet, um die Frequenz von Funkwellen zu ändern, um 0- oder 1-Informationen zu übertragen. Der Frequenzumtastungsteil bezieht sich auf das Codieren von Einsen und Nullen durch leichtes Erhöhen oder Verringern der Frequenz des Signals. Wenn sich die Frequenz im Moment der Änderung plötzlich von einem Ende zum anderen verschiebt, erscheint ein Energieimpuls über ein breiteres Frequenzband. Daher wird ein Filter verwendet, um zu verhindern, dass sich die Energie zu höheren oder niedrigeren Frequenzen ausbreitet. Die für Bluetooth Low Energy verwendeten Filter sind nicht so streng wie die für Classic Bluetooth, was bedeutet, dass das Funksignal mit niedriger Energie etwas stärker gespreizt ist als das klassische Bluetooth-Funksignal. Der Vorteil der richtigen Verbreiterung des Funksignals besteht darin, dass das Funkgerät den Einschränkungen des Streuspektrums gehorcht, während klassische Bluetooth-Funkgeräte dem Frequenzsprung unterliegen. Spread-Spectrum-Funkgeräte verwenden weniger Frequenzen zum Senden als Frequenzsprung-Funkgeräte. Ohne lockerere Filterwellenform. Bluetooth Low Energy wird nicht in der Lage sein, auf nur drei Kanälen zu senden, sondern muss mehr Kanäle verwenden, was zu einem höheren Energieverbrauch im System führt. Eine bescheidene Verbreiterung des Funksignals wird als Modulationsindex bezeichnet. Der Modulationsindex repräsentiert die Breite zwischen den oberen und unteren Frequenzen um die Mittenfrequenz des Kanals herum. Beim Senden eines Funksignals stellt ein positiver Offset von mehr als 185 kHz von der Mittenfrequenz ein Bit mit einem Wert von 1 dar; ein negativer Offset, der 185 kHz übersteigt, stellt ein Bit mit dem Wert 0 dar. Damit die physikalische Schicht arbeiten kann, insbesondere bei einer großen Anzahl gleichzeitiger Funkübertragungen im selben Bereich, wird das 24-GHz-Frequenzband in 40 geteilt HF-Kanäle mit jeweils einer Breite von 2 MHz. Die physikalische Schicht überträgt 1 Bit Anwendungsdaten pro Mikrosekunde. Beispielsweise würde es 80 us dauern, einen 80-Bit-String „Low Energy“ codiert im UTF-8-Format zu senden, der Overhead des Datenheaders wird hier natürlich nicht berücksichtigt. www.bjbjaudio.com