《低功耗藍牙開發權威指南》——2.2節時間即能量

本節書摘來自華章社群《低功耗藍牙開發權威指南》一書中的第2章，第2.2節時間即能量，作者 （英）robin heydon，更多章節内容可以通路雲栖社群“華章社群”公衆号檢視

2.2　時間即能量

時間即能量是貫穿低功耗藍牙設計的另一個基本概念。一旦無線電開始工作它便需使用能量，哪怕隻是檢查是否需要發送或者接收。是以，減少必要操作的執行時間變得十分重要。

許多關鍵而重複的操作必須通過一定的措施實作優化，包括魯棒地發現裝置、連接配接裝置和發送資料。減少這些活動所需的時間，能耗得以減少，進而延長了電池壽命。

魯棒的裝置發現要求至少有兩個裝置：其中之一用于尋找其他裝置，其他一個或多個裝置則處于可發現狀态。在低功耗藍牙中，一個裝置如果想被發現就必須每隔幾秒發送三次短消息；而如果它想發現打算與之通信的裝置，在廣播短消息之後該裝置應立即進行偵聽 。尋找其他裝置時，裝置将打開它的接收器并偵聽其他裝置的傳輸。

三次傳輸分别利用了三個不同的頻率進行，以提高魯棒性。選擇數字三其實是為了在魯棒性和低功耗之間求得平衡：如果頻率的數量隻有一個，那麼像很多其他技術那樣隻要該頻率被阻塞，整個系統将無法工作。如果頻率的數量太多，例如為16個，該裝置将花費大量的時間進行傳輸，将不再是“低功耗”裝置。

在選擇哪些裝置執行發送、哪些裝置執行接收時也要經過慎重的考慮。要搜尋一個正在發送的裝置可能需要花費很長一段時間，并是以耗費大量的能量，是以這類操作應當交給那些能量儲備更多的裝置或正好選擇低功耗裝置。在低功耗藍牙中，可發現裝置執行資料的發送，而尋找其他裝置的裝置執行接收。

資料封包的長度很短，主要是出于下列三個原因：首先，通過使用高效率編碼，短分組可以使用更少的能量更快地發送相同數量的資料。其次，限制裝置隻可使用短封包，控制器消除了在一次資料傳輸中需要不斷校準無線電的需求。這是由于無線電子產品在傳送或接收時不斷發熱，将改變矽晶片的特性，并是以改變傳輸頻率。如果封包控制在較短的長度，則晶片沒有足夠的時間發熱，是以傳輸頻率的偏移可以忽略不計。此外，對于短封包的要求也略微降低了晶片的峰值功率。最後，短期、間歇性而非長期、連續的取電令裝置可以從一個紐扣電池獲得更多的能量。可見，較之長封包的解決方案，使用短封包且彼此間保留足夠空間讓電池得以恢複的方案更為适合。