蓝牙核心规范6.2版本新增的功能特性

来源：Nordic半导体

蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）近期通过了蓝牙核心规范6.2版，为蓝牙产品带来了令人振奋的新特性与改进。其中最突出的当属蓝牙更短连接间隔（Shorter Connection Intervals，SCI）技术，该技术引入了低于7.5毫秒的新型连接间隔范围。这使得超低延迟蓝牙低功耗应用得以实现，在安全连接下可达到超过2千赫兹的报告速率——这是众多蓝牙开发者和消费者翘首以盼的功能。

本文将介绍蓝牙核心6.2版本新增的功能特性，重点解析蓝牙SCI技术及其潜在应用场景。

我们自豪地宣布，Nordic作为该增强功能的主要贡献者，更是SCI功能的核心推动者。我们的团队因在SCI IOP验证工作中的卓越贡献荣获蓝牙SIG颁发的奖项，表彰其“为蓝牙核心6.2增强功能验证作出杰出贡献，贡献了超过35%的验证结果”。完整获奖名单详见蓝牙技术官网的“奖项与荣誉”栏目。谨向所有获奖者及提名者致以祝贺！

蓝牙更短连接间隔

作为蓝牙核心6.2版本的一部分推出的蓝牙更短连接间隔功能，针对蓝牙低功耗连接实现了两项重要改进：

配置具有更短连接间隔的低功耗访问控制列表（LE ACL）链接

低功耗可清除访问控制列表数据（LE Flushable ACL Data）

蓝牙SCI技术实现了低于7.5毫秒的连接间隔，而此前蓝牙核心规范中规定的连接间隔下限始终为7.5毫秒。具体而言，SCI将连接间隔范围扩展至375微秒至4.0秒，并规定其分辨率为125微秒的倍数。该范围被称为扩展连接间隔值（ECV）。此外还定义了两个子集范围：

Rounded ConnInterval Values (RCV)

Baseline ConnInterval Values (BCV)

RCV被定义为所有分辨率为1250微秒整数倍的ECV值，而BCV则定义为所有等于或大于7.5毫秒的RCV值。下图以更直观的方式展示了不同范围，由此可清晰看出：BCV对应的连接间隔范围与蓝牙核心6.2之前定义的范围一致，且当未支持“更短连接间隔”时，该范围即为默认连接间隔范围。

若蓝牙控制器支持SCI功能，则必须支持所有RCV值（1.25毫秒至4.0秒，分辨率为1.25毫秒）。可选地，它也可支持ECV中的任意其他值；控制器应明确标注支持的值。若不支持SCI，控制器需支持所有BCV值，但不支持其他任何值。下表总结了各值的范围。

支持SCI的控制器还需支持连接子速率（Connection Subrating ）功能。此外，为充分利用蓝牙SCI技术，该控制器还应支持帧间隔更新（FSU）功能，以优化相邻传输间的时间间隔T_IFS——自蓝牙核心6.0起，该间隔可协商至低于150微秒的值。有关连接子速率功能的详细说明，请参阅蓝牙SIG发布的《蓝牙核心5.3功能增强》文档；关于FSU的说明请参阅《蓝牙核心规范6.0》。值得注意的是：FSU功能由Nordic Semiconductor公司首创！

建立新连接时，默认连接间隔必须在BCV范围内。随后可通过中央设备侧的新定义连接速率更新流程，或外设侧的连接速率请求流程，将连接间隔更新至ECV范围（即短连接间隔）。中央设备可拒绝连接速率请求流程。

第二项特性LE可清除ACL数据（LE Flushable ACL Data）允许主机标记为可清除的数据包被丢弃，前提是传输队列中的数据包超过指定清除超时时间。以人机接口设备（HID）鼠标为例：当鼠标输入数据因干扰被重传时，若传输队列中后续数据因失效而不再相关，此时LE可清除ACL数据包便能发挥作用。标记为可清除的数据可提升鼠标响应速度，因无需再传输过期数据包。需注意：已发送但未获应答的数据包必须持续重传直至确认，故不可清除——仅当数据包的清除超时时间在首次传输机会前已耗尽时方可清除。

蓝牙SCI的潜在应用

实现低于7.5毫秒的连接间隔对多种应用具有显著优势。对于需要超低延迟的HID产品（如游戏鼠标、键盘、绘图板及触控笔），更短的连接间隔与可刷新的人机接口访问控制列表数据尤为关键。迄今为止，蓝牙低功耗游戏外设通常受限于约125Hz的轮询速率，这可能无法满足所有玩家的需求。然而借助SCI技术特性，轮询率理论上可突破2kHz大关。实际应用中，支持SCI的HID设备能实现1-2kHz的轮询频率——因报告处理及蓝牙协议栈管理需消耗部分系统开销。

连接间隔时长的重大改进使得蓝牙LE游戏鼠标和键盘对竞技玩家与休闲玩家都比以往更具吸引力。此前，当蓝牙连接间隔达到或超过7.5毫秒时产生的延迟，曾被视为专业级2.4GHz无线技术与蓝牙技术在高强度游戏场景中最大的技术壁垒。通常认为，1000Hz的轮询率足以满足最苛刻的高速FPS游戏需求——无论休闲玩家还是职业选手，都能获得流畅的光标移动和输入响应，避免像素丢失或帧率下降。

相较于专有协议，蓝牙设备具有显著优势：只要主设备支持蓝牙低功耗技术，便无需额外配备专属2.4GHz接收器。蓝牙技术还具备抗干扰性强、功耗低、续航更持久的固有优势，同时显著提升了设备间的互操作性和兼容性。

除HID外，蓝牙SCI技术还适用于其他需要通过连接实现低延迟高频更新的应用场景，例如实时高精度定位、要求超快响应的时效性边缘AI应用，或精密运动表现追踪设备。在启用高性能模式的应用中，同样可采用1-2kHz的更新速率。该模式下测量数据以短周期采集并实时处理，从而实现更高精度、更优误差抑制及更快的响应速度。

蓝牙核心规范6.2的附加功能

蓝牙核心6.2还引入了以下功能：

基于通道探测幅度的抗攻击能力

HCI USB LE等时性支持

LE测试模式增强

安全与隐私强制要求（第二批）

基于信道探测振幅的抗攻击能力是持续改进蓝牙通道探测功能的一部分，本次重点关注安全性。该功能通过采用基于振幅的标准化攻击检测指标（NADM），为相位抗攻击能力提供额外的安全保障层。

HCI USB LE等时支持引入了一种通过USB传输层在LE等时信道上序列化和传输不同HCI数据包的方法。除传统模式外，该功能为USB传输层新增了可选的批量序列化模式。在支持批量序列化模式的控制器中，采用替代USB端点方案：主机至控制器的所有命令和数据在单端点序列化传输，控制器至主机的所有数据则在另一端点序列化传输。而传统模式下，命令、事件、数据及eSCO分别使用独立端点。

LE测试模式增强引入统一测试协议（UTP）功能，用于执行低功耗RFPHY测量。最后，安全与隐私强制要求（第二批）更新对安全及隐私实现提出新规范。该更新包含四项勘误，旨在通过改进安全简易配对、BR/EDR安全连接、LE传统配对及LE安全连接配对中的密钥生成机制，并缓解LE传统配对中的反射攻击，从而提升蓝牙安全性。

结语

蓝牙核心6.2现已发布，带来诸多令人振奋的新特性，其中包括由Nordic积极推动的蓝牙更短连接间隔功能。该功能使蓝牙开发者和消费者能够在蓝牙低功耗安全连接中实现低于7.5毫秒的超低延迟。此次更新还包含安全机制强化、测试流程优化及人机交互界面改进。若您对这些更新感兴趣，请点击下方订阅按钮关注Nordic开发社区博客动态。