说到家庭和工业自动化、物联网(IoT)、可穿戴设备、人机接口设备(HID)很多运用的无线衔接协议时，蓝牙一定是首选。为满意各种运用的需求，蓝牙技能联盟(SIG)对蓝牙标准进行了继续改善。发布4.1版大约一年后， SIG在2014年12月蓝牙发布了蓝牙标准4.2版。新的4.2首要包含三项更新 – 低功耗(LE)数据长度扩展(DLE)、链路层(LL)隐私保护以及安全性加强。这些功用进步了BLE数据带宽、隐私保护和安全性，一同还有助于下降功耗。本系列文章将具体评论这些功用以及它们怎么影响体系功用。
蓝牙低功耗(BLE)协议栈能够分红三个部分：
操控器：协议栈操控器对数据包进行了加密，转换为无线信号发送。在接纳时，操控器将对无线信号解码，并重构数据包。
主机：主机由办理两个或多个设备彼此通讯的各种协议和配置文件(安全办理器、特点协议等)组成。
运用：可使主机和操控器完成一个特定功用的用例。
链路层(LL)
蓝牙4.2的大部分新功用都会集在链路层周围。链路层在树立牢靠物理链路和功用中扮演着非常重要的人物，有助于进步BLE协议稳健性和能效。链路层功用包含播送、扫描、创建和保护衔接以树立物理链路。在链路层上界说了两个人物：主设备和从设备。
数据长度扩展(DLE)
数据长度扩展能够使两个BLE设备之间的数据传输更快。为了了解DLE功用，请先让咱们来看看链路层上的BLE数据包。下图所示为蓝牙4.0/4.1的链路层数据包结构。
假如咱们仔细观察各数据包的开支，将发现存在1个字节的前导、4个字节的拜访地址、2个字节的数据头、3个字节的循环冗余查看(CRC)和一个可选的4个字节的音讯完整性查看(MIC)。当运用加密时，音讯完整性查看(MIC)将与有用负载一同发送。因而，每个包含27个字节数据的加密链路层数据均含有14个字节的开支。现在，让咱们来看看蓝牙4.2界说的链路层数据包结构。
相较于旧版本蓝牙标准的27字节，蓝牙4.2中的有用负载量可到达251个字节。每个数据包开支依然坚持不变，即14个字节。可是，该开支现已与多达251个字节相关联，而不是27个字节。这种最小有用负载的改变进步了吞吐量并减少了处理时刻。
图4所示为当数据需求经过蓝牙4.1和蓝牙4.2从一个设备传输至另一个设备时的吞吐量。
在上图中，数据包时刻的计算方法如下：
数据包时刻= 8 *(前导字节的数量+拜访地址字节的数量+头字节的数量+有用负载字节的数量+ MIC字节的数量+ CRC字节的数量)/数据速率 秒
关于接纳数据包，不存在有用负载和MIC字节。因而，接纳数据包时刻为：
发送数据包时刻= 8 *(1 + 4 + 2 + 3)/ 106 秒
=80微秒
含27个字节的有用负载的发送数据包时刻为：
发送数据包时刻= 8 *(1 + 4 + 2 + 27 + 4 + 3)/ 106秒
=328微秒
相同，251个字节的有用负载的发送数据包时刻为2120微秒。
别的，如上图所示，跟着各发送/接纳数据包，存在两个相关的帧间距离(T_IFS)，一个为发送期间，一个为接纳期间。假如某个业务的帧数量添加，则该业务的耗时也将成份额地添加。当数据长度功用被启用时，相较于蓝牙4.1，蓝牙4.2在一个帧内打包了更多数据，然后减少了每次业务处理的总时刻，并添加了吞吐量(其间，吞吐量 =有用负载尺度/总时刻)。
如上图所示，关于蓝牙4.1链路层，最大有用负载尺度为27个字节(216比特)以及该买卖的总时刻为708微秒，意味着约 298 kbps的理论吞吐量。
而关于4.2链路层，最大有用负载尺度为251个字节(2008比特)以及总时刻为2500微秒，意味着约 784 kbps的理论吞吐量。因而，相较于蓝牙4.1，蓝牙4.2供给了大约2.6倍的更高吞吐量。
BLE 4.2答应主设备和从设备之间洽谈数据长度，还答应不对称的发送和接纳有用负载量。有用地使用该功用以及挑选适宜的接纳/发送数据长度关于完成最大吞吐量具有十分重要的含义。
让咱们考虑这样一个运用：BLE从设备需求将几千字节传输至主设备、从主设备接纳空包而且衔接距离为8.75毫秒。假设在以下设置中洽谈数据长度(从设备)：
情形1 – 发送 – 251个字节，接纳 – 251字节
情形2 – 发送 – 251个字节，接纳 – 27字节
在情形1中，如图5所示，在第一次接纳/发送数据包时，接纳有用负载尺度为0字节以及发送有用负载尺度为251个字节，耗时2.5毫秒(包含帧间距离)。第2次接纳/发送数据包也是相同的。这两个接纳/发送数据包共耗时5毫秒，在此衔接距离内剩余3.85毫秒。在抱负情况下，应该在同一衔接距离内存在另一个接纳/发送数据包。可是，主设备的调度器不会在此衔接距离内组织另一个接纳/发送数据包。这是由于调度器会根据洽谈的数据长度(本事例中发送/接纳的数据长度均为251)来查看发送/接纳数据包是否具有满足的时刻。如图所示，含有接纳和发送有用负载量为251字节的接纳和发送数据包需求4.54毫秒。可是，前两个数据包之后的可用时刻为3.85毫秒，这导致在本衔接距离内仅2个发送数据包。
在情形2中，在该衔接距离内，调度器仅需求2.64毫秒就可调度一个数据包，因而在8.75毫秒的衔接距离内能够包容第三个数据包，如图6所示。如图所示，相关于事例1，本事例将供给高于50%的吞吐量。
虽然PDU尺度的挑选会影响吞吐量，但还存在对其产生影响的其他要素，比方，衔接距离和最大传输单元(MTU)。
数据长度的扩展可经过任何衔接设备的操控器来触发。假如两个设备都支撑数据长度的扩展功用，则该设备可发送一个获取更新数据长度的恳求，而其他设备将经过其自己的参数来做出呼应。图7所示为洽谈进程。
