基于RSSI门限的BLE速率自适应算法

孙中杰

（南京矽力微电子技术有限公司，江苏 南京 210042）

0 引 言

近几十年，随着互联网应用的爆炸式增长，新兴的小型化互联网设备也越来越多。这些小型化互联网设备，大多具备云端通信、语音识别、自组网等功能，进一步提高了人们的生活质量。物联网应用需要多种通信技术，其中低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy, BLE）作为一种重要的短程无线电技术，在物联网中发挥着不可或缺的作用。

BLE是一种节能、低功耗、低成本、不太复杂的短程无线电技术，设计之初被用于轻量级的短程数据交换。BLE在各个应用领域具有适用性，因此获得了很大范围的普及。2006年，BLE由诺基亚首次引入，并在2010年被添加到蓝牙4.0核心规范中。此后多个版本被标准化，BLE的整体性能也在版本的升级中得到优化。Bluetooth Special Interest Group（SIG）于2016年发布了BLE 5.0版本，并于2021年发布了BLE 5.3版本，以满足即将到来的物联网应用浪潮的多功能需求。BLE 5.0蓝牙规范不像以前的版本（蓝牙规范4.2）只提供1 Mb/s的数据速率，而是新增了三个速率选项：2 Mb/s、500 Kb/s和125 Kb/s。其中后两者与物理层编码相结合，虽然牺牲了数据通信的吞吐量，但是提高了通信可靠性。此外，BLE 5.0蓝牙规范还将最大传输功率从10 dBm提高到20 dBm。实际应用中，由于BLE 5.0的通信速率和传输功率有了更多选择，可以对这两个参数进行自适应控制，能够在不牺牲通信质量的情况下进一步提高系统的整体性能，同时降低系统的功耗。

然而，目前关于BLE 5.0的速率自适应控制算法的研究较少。Badihi等人研究了BLE 5.0中的多个速率在实际办公环境中的传输效率，包括通信的吞吐量和功耗等性能。……