Bluetooth LE má zrychlit na 7,5 Mbit/s. Návrh vrstvy HDT je veřejný

Bluetooth Low Energy jede od roku 2016 nejvýš dva megabity za sekundu. To má skončit: sdružení Bluetooth SIG vydalo 28. července popis funkce High Data Throughput, zkráceně HDT, která strop posouvá na 7,5 Mbit/s. Návrh je veřejný jako dokument High Data Throughput VSr03_PR a je psaný jako sada změn oproti verzi 6.2 jádra specifikace.

Přijetí do samotného jádra sdružení očekává na konci roku 2026. Do té doby platí, že jde o koncept: dokument je na stránkách sdružení označený jako Draft.

Pět rychlostí, jedna symbolová rychlost

Zrychlení nepřichází z širšího kanálu. HDT má pořád stejných čtyřicet kanálů po dvou megahertzech v pásmu 2,4 GHz jako dnešní Bluetooth LE a všech pět rychlostí – 2, 3, 4, 6 a 7,5 Mbit/s – vysílá dva megasymboly za sekundu. Vyšší číslo dělá modulace, tedy způsob, jakým se do jednoho vyslaného symbolu vejde víc bitů.

Sdružení ve svém popisu mluví jen obecně o formách QPSK a QAM. Konkrétní rozpis má bílá kniha firmy Skyworks z května 2026: režimy HDT2 a HDT3 používají π/4-QPSK, HDT4 osmistavovou PSK a HDT6 s HDT7.5 šestnáctistavovou QAM.

Zajímavý je nejpomalejší režim. HDT2 jede stejné dva megabity jako dnešní LE 2M, jenže jinou modulací a s opravou chyb navíc. Skyworks k tomu s odvoláním na měření sdružení uvádí zhruba pětidecibelový náskok v energetické bilanci spoje, což odhaduje asi na sedmdesátiprocentní nárůst dosahu. Citlivost přijímače má být lepší než −75 dBm proti −70 dBm u dosavadního Bluetooth LE i u klasického Bluetoothu.

Oprava chyb a dělení na bloky

Na všech rychlostech přibývá dopředná oprava chyb (FEC) postavená na konvolučních kódech. Vysílač přidává redundantní bity a přijímač si z nich opraví část chyb sám, bez opakovaného vysílání.

Změnil se i tvar paketu. Nejvyšší režim unese podle sdružení užitečná data přes 8 000 bajtů a rozděluje je na menší bloky, každý s vlastním kontrolním součtem. Když se jeden blok poškodí, opakuje se jen ten, ne celý paket. Zařízení navíc smí poslat část bloků, vložit mezi ně jiný provoz a zbytek doslat později; potvrzuje se po blocích.

Rychlost se dá měnit paket od paketu – každý paket ji nese v hlavičce. Nepovinný mechanismus zpětné vazby k tomu umožňuje příjemci hlásit vysílači sílu a odstup signálu, takže spoj může na horšící se prostředí reagovat zpomalením místo přerušení.

Delší kontrolní součet a šifrování bez párování

S rychlostí se mění i bezpečnostní část. Kontrola integrity zprávy (MIC), která dnes má u vrstev Bluetooth LE 32 bitů, dostává varianty na 64 a 128 bitů. Nová funkce Encryption Key Schedule řeší přechod mezi starou vrstvou GFSK a novou HDT: při něm se přepnou klíče i délka součtu.

Sdružení k tomu jmenuje oddělené klíče pro různé druhy spojení, tedy jiný klíč pro data a jiný pro zvuk, a dopřednou utajenost přes jednorázovou výměnu ECDH. Přibývá také oportunní šifrování, které dovolí zapnout šifrování i bez předchozího spárování a bez dlouhodobého klíče. Základní stavební kameny – ECDH pro výměnu klíčů a AES pro šifrování – zůstávají.

K čemu to má být

Přenos vícemegabajtového souboru, který dnes trvá kolem šestnácti sekund, má s HDT zabrat asi čtyři. To číslo je ze sdružení a pochází z předvádění, které si udělali jeho členové na svých raných implementacích, ne z nezávislého měření.

Nejčastěji zmiňovaným cílem je zvuk. Dnešní LE Audio s kodekem LC3 se na dvou megabitech k bezeztrátovému přenosu nedostane a právě to má HDT změnit. Skyworks počítá s nasazením v naslouchátkách, ovšem až v generaci pro rok 2027 a dál. Vedle toho má sdružení rozpracované i rozšíření Bluetooth LE do pásem 5 a 6 GHz a přenos paketů IPv6 přes Bluetooth LE; ten druhý projekt míří na přijetí na podzim 2026.

Kde si sdružení protiřečí

Stránka rozpracovaných projektů uvádí u High Data Throughput cíl „až 8 Mbit/s“. Popis funkce z 28. července i veřejný návrh mluví o 7,5 Mbit/s. Rozdíl je uvnitř jedné organizace a ani jedna stránka ho nevysvětluje; není z nich poznat, jestli se cíl snížil, nebo jestli se osm megabitů týká něčeho jiného než největšího režimu.

Druhá věc je čas. HDT není nastavení dnešní vrstvy, ale vrstva nová: sdružení u ní počítá s koherentní detekcí v přijímačích a s jiným tvarem paketu. Skyworks datuje první koncept do roku 2024 a nasazení v naslouchátkách čeká od roku 2027 – o tempu to říká víc než datum přijetí do specifikace. Podle nás je to nejdůležitější údaj v celé věci: sedm a půl megabitu je zajímavé číslo, ale zařízení, které ho umí, si zatím nikdo nekoupí.

Zdroje: Bluetooth SIG o funkci HDT, návrh High Data Throughput VSr03_PR, přehled rozpracovaných projektů a bílá kniha Skyworks o BLE-HDT v naslouchátkách.