蓝牙有多快？Packet的选择：Single-Slot与Multislot中速率与高速率Packets高层协议的损耗其他损耗

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我是靠谱客的博主拼搏钻石，最近开发中收集的这篇文章主要介绍蓝牙有多快？Packet的选择：Single-Slot与Multislot中速率与高速率Packets高层协议的损耗其他损耗，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

原文：http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=21325

译者按：本文主要翻译给需要在L2CAP和RFCOMM上开发应用的同学，了解怎样评估蓝牙速率是否满足需求以及曾样进行优化。原文发表2001，不涉及Bluetooth 3.0+HS。本质上HS的数据传输过程已经和蓝牙无关了，而是通过802.11进行传输，蓝牙只是完成了握手。

也许你已经听说过了蓝牙的数据速率范围可以从每秒1兆字节到每秒几千比特。为什么会有如此大的差距呢？在影响蓝牙数据速率的因素这个问题上，Jennifer Bray会给你一个直截了当的回答。

Packet的选择：Single-Slot与Multislot

影响蓝牙数据速率的一个大的因素是packet类型。Single-Slot packets只使用一个625微秒slot，可以承载27个字节。这可以在每个方向上提供每秒108.8千比特的数据速率。Five-Slot packets可以在3125微秒内提供高达339字节的传输能力。这可以提高数据速率到每秒433.9千比特。数据传输几乎快了4倍，这是因为设备花了更多的时间来发送packets和较少的时间来重新调整数据包之间的radio。

为了获得更高的数据速率，采用非对称信道是可能的方法。如果较多的数据是从一个方向传输到另一个方向，那么可以在这个方向采用大packets而在另一个上采用小packets。图1显示了两种信道之间的差异：第一个，双向采用single-slot的对称信道；第二个，master到slave采用three-slot packets而反向采用single-slot的非对称信道。

图1 对称与非对称信道

当采用非对称信道和multislot packets时，牢记两点：

非对称信道可以在一个方向上给你更高的速率，但是在相反的方向上你会得到更低的数据速率。
Multislot packets只能在合适的无差错信道上提供更高的数据速率；当有差错时，他们是没有效率的，因为一个packet被毁坏了，会有更多的数据需要重传。

图2给出了最大空口数据速率。当考虑应用层的数据速率时，牢记像L2CAP和RFCOMM这些较上层的协议会使用部分信道容量来传输header和framing信息。

图2 对称与非对称信道的最大空口数据速率

中速率与高速率Packets

除single-slot, three-slot和multislot pakcets之外，图2显示了中速率（DM）和高速率（DH）packets。中速率packets携带了额外的错误保护信息：这种信息和CRC bits以2/3-rate FEC编码，即每个10-bit segment增加5个parity bits。在噪声环境中，DM packets是一个好的选择，尽管FEC的花费要求你把较少的数据打包进每个packet。

用户并不需要选择packet类型，因为Bluetooth Link Manages会自动地选择packet类型来适应当前环境中的错误率。

高层协议的损耗

图2向我们展示了基带数据速率的变化可以从每秒57.6千比特到每秒723.3千比特，这依赖于所使用的packet类型。但是，应用层看到的数据速率不仅是受到基带packets的影响。Host protocol层，比如L2CAP和RFCOMM，为header和framing信息消耗了带宽。举个例子，如果我们假定一个由20-byte packets构成的恒定数据流，通过RFCOMM, L2CAP和HCI来发送，以下将是会发生的事情：

RFCOMM增加1字节的address信息，1字节的control信息，1字节的length indicator信息和1字节的Frame Check Sequence(FCS)信息。加上这些额外的4字节，L2CAP收到了24-byte packet。RFCOMM忽视了一些characters，所以数据速率可能会更低，这依赖于发送的data patterns。

L2CAP增加了2字节的length信息和2字节的channel ID到packet里面。所以，算上已经从RFCOMM收到的24字节，L2CAP传输了28字节给HCI。

如果Link使用DH1 packets，其paylaod是27字节，那么这个L2CAP packet将会被分割成2个DH1 packets。在每个slot pair，一个DH1 packet可被传输一次，即最多每1350微秒一次，所以每秒钟可以有800个packets被传输。每个packet可以携带27字节，那最大数据速率为每秒21.6千字节或者每秒172.8千比特。但是，在实际中，每对packets携带28字节，那最大数据速率为每秒11.2千字节或者每秒89.6千比特。数据速率降低了几乎一半，只有52%。

每秒400个20字节的packets可以被发送给RFCOMM，所以在RFCOMM的上层，数据速率仅有每秒8千字节或者每秒64千比特。现在数据速率降到了最大空口速率的37%。

如果我们重复这些计算，看看在RFCOMM之上传输20-byte packets能达到多少传输速率，那么我们可以得到图3中的图表。随着packet大小的增加，传输小RFCOMM packets变得越来越低效，所以数据速率的降低代替了增长。