蓝牙的传输范围如何?

远至一公里之上,近至一米以内

蓝牙设备间有效可靠的传输范围远至一公里之上,近至一米以内。

使用蓝牙传输范围估算器

蓝牙传输范围的决定因素有哪些?

关于蓝牙传输范围的问题,答案都是“视情况而定”。

与其他无线技术不同,蓝牙旨在支持两台设备间各种可实现且可靠的传输范围,为开发者提供极大的灵活性,从而助力其创建最能满足其目标用例需求的无线解决方案。

下面是一些能够影响可靠无线连接有效传输范围的关键因素,包括:

无线电频谱

无线电频谱在30 Hz至300 GHz之间。频率越低,传输范围越远,但能够支持的数据速率越低。因此,选择无线电频谱时需要在传输范围、数据速率以及当地无线电管理部门所颁布的法律法规之间进行权衡取舍。

蓝牙使用2.4 GHz ISM(Industrial Scientific Medical)频段(2400至2483.5 MHz),可在传输范围和吞吐量之间实现很好的平衡。此外,低功耗蓝牙技术为真正的无线连接标准,在2.4 GHz频段可于全球范围内使用。

无线技术的物理层(PHY)定义了其用于在特定射频(RF)频段上发送数据的调制方案及其他技术,包括可用信道数量及其效用、纠错的使用、抵御干扰的防护等。如果将RF通信与口语交流类比,可理解为PHY定义了语音的速度和清晰度。两者都会影响你能够听及的范围。

蓝牙提供多种PHY选项,各自具有不同的特性,可实现不同的有效传输范围和数据速率。

接收器灵敏度是接收器能够测量到的最小信号强度的度量。换句话说,它是接收器能够检测到无线电信号、保持连接、且仍能够解调数据的最低功率电平。接收器灵敏度就像是对于你能够听到的声音清晰度、或者说你能听到并理解的最小音量的一种度量。

蓝牙规定的设备接收器灵敏度至少须达到-70 dBm至-82 dBm,具体取决于所用的PHY。然而,蓝牙在实施时的接收器灵敏度要更高。例如,蓝牙LE 125K(编码)PHY在实施时的平均接收器灵敏度可达-103 dBm。

发射功率电平的选择就是设计上对于传输范围和功耗的权衡取舍。发射功率越高,信号传输至更远距离处的可能性越大,有效传输范围越远。但是,增加发射功率也会增加设备功耗。发射功率就像你的音量,说话声音越大,别人就能能在更远处听到你,但需要消耗的能量也越多。

蓝牙支持的发射功率为-20 dBm(0.01 mW)至+20 dBm(100 mW)。

天线会将来自发射器的电能转换为电磁能(或无线电波),对于接收器则反之。天线位置、封装尺寸和设计都会在极大程度上影响信号发射和接收的效率。且天线的类型、尺寸、及其将电能转换成电磁能和聚焦能量传输方向的效率会有很大差异。

有效天线增益与发射和接收天线有关。天线的方向性影响类似于通过圆锥体说话或听声音,能够聚焦声音的能量。

蓝牙设计人员可选择实施各种天线选项。天线设计既是一门科学,也是一门艺术。蓝牙设备通常可实现的天线增益范围为-10dBi至+ 10dBi。

路径损耗是指随无线电波在空中传播而发生的信号强度降低。路径损耗(亦称路径衰减)随距离变化,且受传输信号所处环境的影响。发射器和接收器之间的障碍物也可能会严重影响信号传输。

衰减因子有很多种,例如湿度和降水、墙壁、窗户、以及由玻璃、木材、金属或混凝土构成的其他障碍物,包括反射和散射无线电波的金属塔架或面板。虽然无线电波能够穿透物体,但衰减量和有效路径损耗会随障碍物的类型和密度而变化。想一下当你试图听隔壁房间里某个人说话声音时,如果隔墙是木质的,那么相较于混凝土墙壁,你听到的音量和清晰度会有何不同。

Related Resources

Lighting: The Foundation of a Smart Building

The foundation of a Smart Building is not a concrete slab but instead a network of devices that adds intelligence to the building. See how a Bluetooth lighting system can create that foundation.

The Bluetooth LE Security Study Guide

Learn about fundamental security concepts, the security features of Bluetooth Low Energy, and gain some hands-on experience using those features in device code.

照明即平台

看互联照明平台如何帮助实现寻…

Bluetooth SIG Names Telink Co-Founder As Associate Member Director

Haipeng Jin from Telink Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd., Appointed to Bluetooth SIG Board of Directors

How to Make Wearables Bluetooth Mesh Provisioners

Learn how to create applications for smartwatches and other platforms that can monitor and control nodes in a Bluetooth mesh network.

用Blue构建更智能的建筑

了解蓝牙如何提高可靠性,降低…

An Introduction to Web Bluetooth

Provides foundation-level information and hands-on labs that walk you through using Web Bluetooth APIs.

2018 Bluetooth Market Update

Exclusive access to the latest trends and forecasts for Bluetooth technology.

Stay in the Know

Keep up to date with the latest Bluetooth technology updates