Bluetoothの概要

  • （１）Bluetoothは携帯情報機器の接続に使われる短距離無線通信技術で、BluetoothSIG（Special Interest Group）にて標準化を行っている。免許のいらない2.45GHz帯（ISM Band）を利用し、最高24Mbpsの速度で通信を行うことが可能。
  • （２）現在、Bluetoothのバージョンは1.1/1.2/2.0/2.1/3.0(Classic)と4.0/4.1/4.2/5.0/5.2(BLE)があり、バージョン4.0以降の最大の特長であるBluetooth Low Energyと呼ばれる省電力機能を導入。　また、バージョン3.0以前とバージョン4.0以降の通信互換性はない。
  • （３）バージョン4.0はBluetooth SmartとBluetooth Smart Ready（デュアルモード）の2種類の規格が存在し、Bluetooth Smart Ready対応デバイス同士でのみ、Bluetooth Low Energy（BLE）による低消費電力モードでの通信が可能。無線LANルータ､Wi-Fiブリッジ。

Bluetooth規格の沿革

Ver 1.1 : 2001年2月

  • 普及バージョン

ver1.2(+BDR) : 2003年11月

  • 2.4GHz帯域の無線LAN（11g/b）との干渉対策AFH(Adaptive Frequency Hopping)が盛り込まれた。

ver2.0(+EDR) : 2004年11月

  • 容量の大きいデータを通信する際に最大通信速度が3Mbps（ver1.2の約3倍）の通信に切り替えるEDR (Enhanced Data Rate) がオプションで追加。

ver2.1(+EDR) : 2007年7月

  • ペアリングが簡略化（Secure Simple Pairing機能）され、近距離無線通信のNFC (Near Field Communication) に対応。マウスやキーボードなどのスリープ時間が多い機器のバッテリーを最大で5倍延長できるSniff Subrating機能（＝省電力モード）が追加。

Ver3.0(+HS) : 2009年4月

  • PAL（Protocol Adaptation Layer) とAMP（Generic Alternate MAC/PHY) によって無線LAN規格IEEE 802.11のMAC/PHY層の利用が可能となり、最大通信速度が24Mbps（ver2.1の約8倍）となるHS (High Speed) がオプションで追加。また、電力管理機能を強化し、省電力性を向上。

Ver4.0(+BLE) : 2010年6月

  • 大幅な省電力化を実現する低消費電力モード（Bluetooth Low Energy＝BLE）に対応（Bluetooth SIG資料によれば、ボタン電池1つのみでも数年駆動可能としている）。
  • 転送速度は1Mbps、データパケットサイズが8-27オクテットと短いパケットをサポート。センサとのデータ通信に向けた仕様となっている（ベンダは3.0、4.0をそれぞれ目的別に採用する必要がある。4.0は以前のバージョンとの互換性を持たない。ただし、ホスト側は2.1もしくは3.0を組み込んだ「デュアルモード」を実装できる。

Ver4.1 : 2013年12月

  • LTEとの干渉抑制、IPv6対応、6LoWPAN（IoT規格） でモノインターネット（IoT）対応。

Ver4.2 : 2014年12月

  • セキュリティ強化(FIPS対応)、データ長が最大251オクテットに拡張。通信速度（アプリケーションスループット）が260kbpsから650kbps（2.5倍）へ高速化。

Bluetooth3.0/4.0仕様比較

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周波数ホッピングスキーム

BLEでは、データ・サイズを小さくし、通信間隔を長くすることで低消費電力化を図っている。

Classic Bluetoothでは、2402-2480MHzの間に1MHz間隔で79個のチャネルをランダムに選択。 FH(Frequency Hopping)により、ストリームが途切れないよう1600times/sec周波数チャネルを切り替える。AFH(Adaptive Frequency Hopping):Bluetooth1.2から採用。

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アクティブスキャンとパッシブスキャン

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