@ -143,9 +143,35 @@ Bei Bluetooth handelt es sich um einen Industriestandard, der in den 1990er-Jahr
### Bluetooth Low Energy [draft]
Mit der einführung von Bluetooth 4.0 im Juli 2010 wurde \acl{ble} in die Bluetooth Technologie integriert. \acl{ble} ist nicht abwärtskompatibel, bietet jedoch einige nützliche Besonderheiten: Ein reduzierter Stromverbrauch und die kurze Aufbauzeit einer Übertragung sind die wesentlichen Vorteile.
Mit der Einführung von Bluetooth 4.0 im Juli 2010 wurde \acl{ble} in die Bluetooth Technologie integriert. Dabei ist \ac{ble} zu früheren Bluetoothversionen nicht abwärtskompatibel, bietet jedoch einige nützliche Besonderheiten: Ein reduzierter Stromverbrauch und die kurze Aufbauzeit einer Übertragung sind die wesentlichen Vorteile. Dabei Unterstützen Geräte wie Smartphones und Tablets sowohl das klassische Bluetooth als auch den \acl{ble} Standard. Geräte die nur \ac{ble} unterstützen werden als Bluetooth Smart Geräte bezeichnet.
Nach einer Marktanalyse bei verschiedenen Onlinehändlern hat sich herausgestellt das die meisten Geräte den 2014 eingeführten Bluetooth-Standard 4.2 oder neuer unterstützen. Geräte mit dem im Dezember 2019 eingeführten Standard 5.2 sind zum Zeitpunkt der Arbeit nur schwer zu erhalten. Da die neueren Standards 5.0, 5.1 und 5.2 abwärtskompatibel sind, wird im weiteren Verlauf Bluetooth 4.2 betrachtet.
\ac{ble} teilt sich in 40 physikalische Kanäle von je \SI{2}{\mega\Hz} im \SI{2.4}{\giga\Hz} \ac{ism} auf. Davon sind 37 Kanäle für die Datenübertragung vorgesehen sowie 3 Kanäle für das Advertising reserviert [@BluetoothSIG_2014, Vol. 1 Part A S. 16]. Abbildung \ref{fig:blechannels} zeigt die einzelnen \ac{ble}-Kanäle und die drei häufigst genutzten \ac{wifi}-Kanäle 1, 6 und 11 [@Kajita_2016]. Es ist zu erkennen das die Advertising-Kanäle (rot gekennzeichnet) außerhalb der \ac{wifi}-Kanäle liegen und somit wenig Störeinflüsse durch \ac{wifi} erwartet werden kann.
![\ac{ble} Kanäle im \SI{2.4}{\giga\Hz} \ac{ism} und die \ac{wifi} Kanäle 1, 6 sowie 11 als Referenz (nach [@ATL_2021]). \label{fig:blechannels}](../static/ble-advertising-channels.pdf)
Ein Advertising Paket enthält 31 Bytes die vom Nutzer frei definiert werden können. Dabei wird es jeweils auf allen drei Advertising-Kanälen versendet. Das senden benötigt dabei weniger als \SI{10}{\milli\second}. Das Sendeintervall kann zwischen \SI{20}{\milli\second} und \SI{10.24}{\second} eingestellt werden. Tabelle \ref{tab:adpackettype} zeigt die Advertising Pakettypen, bei Typen die keine Verbindung zulassen ist das minimal mögliche Sendeintervall auf \SI{100}{\milli\second} beschränkt [@BluetoothSIG_2014, Vol. 2 Part E S. 968 und Vol. 3 Part C S. 389].
Geräte die Advertising Packete aussenden werden Advertiser genannt wohingegen Geräte, die Advertising Packete empfangen, jedoch keine Verbindung aufbauen wollen, Scanner genannt werden [@BluetoothSIG_2014, Vol. 1 Part A S. 16].
In Abbildung \ref{fig:advertisingpackage} ist der Aufbau eines Advertisingpakets zu sehen. In den 31 Byte sind X Byte als Nutzdaten vorgesehen. [@BluetoothSIG_2014, Vol. 3 Part A S. 57 ff.]
- Gertäte die nur Advertisen nennen sich Beacon
- 5.2 Bessere Lokalisierungsmöglichkeiten
Ein Advertising-Packet, wie in Abbildung \ref{fig:advertisingpackage} zu sehen, ist 31 Byte groß. [@BluetoothSIG_2014, ]
\acl{ble} befindet sich im gleichen \ac{ism} wie das klassische Bluetooth. Es teilt den Frequenzbereich jedoch nicht in 79 Kanälen von \SI{1}{\mega\Hz}, sondern in 40 Kanälen von je \SI{2}{\mega\Hz} auf.
### Entfernungsmessung
@ -159,8 +185,11 @@ Mit der einführung von Bluetooth 4.0 im Juli 2010 wurde \acl{ble} in die Blueto
### RSSI
- Author: Sebastian Preisner,
Date: 2021-12-16 12:14:04,
Page: 358,
Content: Abweichung +/- 6 dB. Der Wert ist Absolut zu betrachten.,
Marking: Receiver Signal Strength Indicator If a device supports Receive Signal Strength Indicator (RSSI) the accuracy shall be +/- 6 dB.
comment = {Bluetooth Low Energy shares some similarities with Classic Bluetooth. Both use the 2.4GHz spectrum. Basic Rate (BR) and BLE both use GFSK modulation at 1Mbps, but their modulation index is different. Enhanced Data Rate (EDR) uses a completely different modulation than GFSK. Classic Bluetooth has 79 channels compared to LE’s 40 channels. The channels are also spaced differently. Both of these differences make LE and Classic different and incompatible, so they can’t communicate. Dual Mode Radios, like the Texas Instrument's CC256x or Corvo, support LE and Classic by switching their modulation parameters and the channels on which they’re running.},
author = {Kajita, Shugo and Amano, Tatsuya and Yamaguchi, Hirozumi and Higashino, Teruo and Takai, Mineo},
booktitle = {Proceedings of the 13th International Conference on Mobile and Ubiquitous Systems: Computing, Networking and Services},
title = {{W}i-{F}i {C}hannel {S}election {B}ased on {U}rban {I}nterference {M}easurement},
year = {2016},
address = {New York, NY, USA},
pages = {143--150},
publisher = {Association for Computing Machinery},
series = {MOBIQUITOUS 2016},
abstract = {Increasing availability and usability enhancement of Wi-Fi in public areas has become more active. However, due to the dense deployment of Wi-Fi access points (APs), there is a chaotic and disorderly environment in urban areas. In our previous work, we have designed a function that predicts the network performance at each Wi-Fi AP according to the measurement of IEEE802.11 MAC frames sensed in each Wi-Fi channel. However, it was not examined in such scenarios assuming urban environment. We should understand the situations of current Wi-Fi AP deployment and traffic conditions, and should confirm the effectiveness of channel migration in such realistic environment. In this study, we proposed urban Wi-Fi channel utilization model based on real urban Wi-Fi measurement. We show that our method can predict the best channels and APs can migrate to them in the urban scenario.},
Sebastian Preisner
2 years ago