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'''Bluetooth Low Energy''' ('''Bluetooth LE''', '''BLE''') とは、[[無線PAN]]技術である [[Bluetooth]] の一部で、バージョン 4.0 から追加になった低消費電力の通信モード。Bluetooth は Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR) と Bluetooth Low Energy (LE) から構成される<ref>[https://www.bluetooth.com/bluetooth-technology/radio-versions Radio Versions | Bluetooth Technology Website]</ref>。
従来からの BR/EDR と比較して、省電力かつ省コストで通信や実装を行うことを意図して設計されている。BR/EDR とは独立しており、互換性は持たないが、BR/EDR と LE の同居は可能である。もとの仕様は'''Wibree'''という名称で2006年に[[ノキア|Nokia]]によって開発されたものであり<ref>[http://www.howstuffworks.com/wibree.htm HowStuffWorks.com: Wibree]</ref>、これが2009年12月
[[パーソナルコン
== 概要 ==
BLEの基礎となったのは、[[ノキア|Nokia]]によって制定された「Wibree」という仕様である。その後、{{仮リンク|Bluetooth Special Interest Group|en|Bluetooth Special Interest Group}} (Bluetooth SIG) に引き継がれ、2009年12
このように、BLEは従来からのBR/EDRのメジャー・バージョンアップ版としてではなく、そもそも別個の規格として策定された仕様である。BR/EDRと比較して「省エネルギーであること」「複雑でないこと」「低コストであること」などを謳っており、その特徴を獲得することに仕様策定の目的が絞られている<ref>Bluetooth Low Energyをはじめよう p1</ref><ref>{{cite web |url=https://developer.bluetooth.org/TechnologyOverview/Pages/BLE.aspx |title=Bluetooth Smart (Low Energy) Technology - Bluetooth Developers Portal |publisher=Bluetooth Special Interest Group |accessdate=2016-1-12}}{{リンク切れ|date=2021-12}}</ref>。事実、安価なハードウェア、簡素で拡張性のあるデータモデルが実現されており、BLE普及の原動力となっている<ref>Bluetooth Low Energyをはじめよう p2</ref>。
== 呼称 ==
しかし2016年に、Bluetooth SIGより「Bluetooth Smart」および「Bluetooth Smart Ready」の商標廃止が通達され、以降はBluetoothのみとなった<ref>{{Cite web|和書|url=http://micro.rohm.com/jp/techweb_iot/knowledge/iot02/s-iot02/01-s-iot02/175|title=Bluetooth® v4の概要 ーはじめにー|website=IoT技術情報サイト ROHM TECH WEB|publisher=[[ROHM]]|accessdate=2018-03-19}}</ref>｡
Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR) は、「Bluetoothクラシック」(Bluetooth Classic) と呼ばれることもある<ref>[https://www.bluetooth.com/ja-jp/learn-about-bluetooth/tech-overview/ Bluetooth 技術概要｜Bluetooth® Technology Website]</ref><ref>[https://www.bluetooth.com/learn-about-bluetooth/tech-overview/ Bluetooth Technology Overview | Bluetooth® Technology Website]</ref>。
== 機能 ==
=== Bluetooth BR/EDRとの互換性 ===
Bluetooth LEはBluetooth BR/EDRとは異なる規格であるため、互換性を持たない。しかしながら、[https://www.bluetooth.
互換性について、Bluetooth SIGによって[http://www.bluetooth.com/Pages/Bluetooth-Smart-Devices-List.aspx デバイスリスト]{{リンク切れ|date=2021-12}}が公開されている。
=== 通信速度と到達距離 ===
BLEにおける通信速度の規格値は、Bluetooth 4.0は1Mbps<ref name="startP7">Bluetooth Low Energyをはじめよう p7</ref>、5は2Mbps, 1Mbps, 500kbps, 125kbpsである。ただし、様々な制約により、現実的な通信速度は10kbps程度にとどまる<ref name="startP7" /><ref>{{Cite web
また、到達距離についても、30メートル以上の距離を設定することは可能ではあるが、実際には5メートル程度にまで短くされる。これも通信速度と同様の理由による。Bluetooth 5 では通信速度を 125 kbps にすることで最大到達距離が400mとなった。
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あるひとつのブロードキャスターが、不特定多数のオブザーバーに対して、同時に同じデータを発信できることが特徴で、よって機密性を要求されるようなデータのやり取りには不適である。例えば、「測定した温度データを一定周期に発信し続ける温度計（ブロードキャスター）」と、「受信した温度データを利用者に通知するアプリケーション（オブザーバー）」といったような利用法がある。
現実に利用されている例に[[
=== コネクション ===
コネクションは、あるBLEデバイスと別のBLEデバイスとの間で、相互にデータを送受信するための通信方法である。ブロードキャストとことなり、データの送受信は、コネクションに参加したデバイス間のみで、プライベートにおこなわれる。
この通信方法において、通信のホスト（コネクションを開始する側）となるデバイスを'''セントラル'''もしくは'''マスター'''、セントラルからのコネクション開始要求を受け付け、以降セントラルによって定められたタイミングでデータの送受信をおこなうデバイスを'''ペリフェラル'''もしくは'''スレーブ'''と呼ぶ。一般にセントラルは[[スマートフォン]]や[[タブレット (コンピュータ)|タブレット]]、PCが担当する。ペリフェラルは、それらのデバイス
通信には汎用属性
PC・スマートフォン・タブレットに使われるOSおよびBluetoothアダプターは一般的にセントラルロールをサポートするが、ペリフェラルロールをサポートするかどうかは各デバイスのOSおよびハードウェア次第である<ref>[https://docs.microsoft.com/en-us/windows/uwp/devices-sensors/bluetooth-dev-faq#is-this-functionality-supposed-to-exist-on-a-specific-sku- Bluetooth developer FAQ - UWP applications | Microsoft Docs] - Is this functionality supposed to exist on a specific SKU?</ref><ref>[https://project.nikkeibp.co.jp/idg/atcl/19/00002/00012/?ST=idg-cio-appli&P=3 Windows 10 20H1の最新テストビルド、スマホ連携や視線制御の強化など - CIOニュース：CIO Magazine]</ref><ref>[https://www.howto-connect.com/see-if-windows-10-pc-supports-bluetooth-low-energy-peripheral-role/ How to See if Windows 10 PC Supports Bluetooth Low Energy Peripheral Role]</ref>。サーバー向けOSはBluetooth自体をサポートしていないものもある。
多くのアプリケーションでは接続処理が完了すると、セントラルとペリフェラルは、一方がサーバーになり、もう一方がクライアントになる。通常はペリフェラル側がサーバーになり、セントラル側がクライアントになるが、用途によっては逆でも構わない<ref>[https://techweb.rohm.co.jp/iot/knowledge/iot02/s-iot02/04-s-iot02/3088 Attribute Protocol（ATTプロトコル） ｜ IoT技術情報サイト ROHM TECH WEB]</ref><ref name="fielddesign_ble_connect"/>。GAPのセントラル／ペリフェラルとGATTのクライアント／サーバーの役割は互いに独立している<ref name="msdocs_uwp_ble_overview"/>。
== プロトコルとプロファイル ==
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** ホストコントローラーインターフェイス
** セキュリティ・マネージャ（SM）
** 属性
** 論理リンク制御
** 汎用属性
** 汎用アクセスプロファイル（Generic Access Profile, GAP）
* アプリケーション
これらの定義には、デバイス間のペアリング
=== プロファイル ===
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==== GAPとGATT ====
==== そのほかのプロファイル ====
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また、Bluetooth SIGが策定していないユースケースのために、メーカーが独自にプロファイルを策定することも認められている。[[iBeacon]]は、そのようなプロファイルのひとつである。
== アプリケーション ==
Bluetooth SIGは、元のBluetooth仕様から借用して、BLEデバイス用のいくつかの[[#プロファイル|プロファイル]]を定義している。製造業者には、互換性を確保するために、デバイスに適切な仕様を実装することが期待される。デバイスには、複数のプロファイルの実装が含まれる場合がある。
{{いつ範囲|date=2023-07|現在}}のBLEアプリケーションプロファイルの多くはGeneric Attribute Profile（GATT）に基づいている<ref>{{Cite web |title=Core Specification 5.3 – Bluetooth® Technology Website |url=https://www.bluetooth.com/specifications/specs/core-specification-5-3/ |website=www.bluetooth.com |access-date=2022-07-17}}</ref>。これは、LEリンクを介して属性と呼ばれる短いデータを送受信するための一般的な仕様である。Bluetoothメッシュプロファイルはこのルールの例外であり、General Access Profile（GAP）に基づいている<ref>{{Cite web |title=Mesh Networking |url=https://www.bluetooth.com/learn-about-bluetooth/recent-enhancements/mesh/ |website=Bluetooth® Technology Website |access-date=2022-07-17 |language=en-US}}</ref>。
=== メッシュプロファイル ===
Bluetoothメッシュプロファイルは、Bluetooth Low Energyを使用して、ネットワーク内の他のBLEデバイスと通信する。各デバイスは、情報を「メッシュ」を構成した他のBLEデバイスを経由して転送する。たとえば、1台のスマートフォンから建物全体の照明をオフにできる。
* MESH（メッシュプロファイル）- ベースメッシュネットワーキング用。
* MMDL（メッシュモデル）- アプリケーション層の定義用。あいまいさを避けるために、メッシュ仕様では「プロファイル」の代わりに「モデル」という用語が使用されている。
=== ヘルスケアプロファイル ===
ヘルスケアアプリケーションのBLEデバイスには多くのプロファイルがある。Continua Health Alliance コンソーシアムは、Bluetooth SIGと協力してこれらを推進している。
* BLP（Blood Pressure Profile）- 血圧測定用。
* HTP（Health Thermometer Profile）- 医療用温度測定デバイス用。
* GLP（Glucose Profile）- 血糖値モニター用。
* CGMP（Continuous Glucose Monitor Profile）- 連続血糖値モニター用
=== スポーツとフィットネスのプロファイル ===
スポーツおよびフィットネスアクセサリーのプロファイルは次のとおり。
* BCS（ボディコンポジションサービス）
* CSCP (Cycling Speed and Cadence Profile) - 自転車やエアロバイクに取り付けられたケイデンスや車速の計測センサー用
* CPP（サイクリングパワープロファイル）
* HRP（心拍数プロファイル）- 心拍数
* LNP（ロケーションおよびナビゲーションプロファイル）
* RSCP（走行速度とケイデンスプロファイル）
* WSP（体重計プロファイル）
=== インターネット接続 ===
* IPSP（インターネットプロトコルサポートプロファイル）
=== 汎用センサー ===
* ESP（環境センシングプロファイル）
* UDS（ユーザーデータサービス）
=== HID接続 ===
* HOGP（HID over GATT Profile）により、BLE対応のワイヤレスマウス、キーボード、およびその他のデバイスが可能になり、バッテリー寿命が長持ちする。
=== 近接センシング ===
このアプリケーションは、「常時接続」デバイスで長いバッテリー寿命を提供するのに最適である。iBeaconデバイスの製造業者は、Apple社のiOSデバイスがサポートする近接センシング機能を利用するために、デバイスに適切な仕様を実装している。
関連するアプリケーションプロファイルは次のとおり。
* FMP（“find me”プロファイル）を使用すると、1番目のデバイスが2番目の置き忘れたデバイスにアラートを発行できる。
* PXP（近接プロファイル）を使用すると、近接モニターは、近接レポーターが近距離にあるかどうかを検出できる。 物理的な近接度は、無線受信機の RSSI 値を使用して推定でき、距離の絶対的な校正はしていないが、通常デバイス間の距離が設定されたしきい値を超えるとアラームを鳴らすことができる。
=== アラートとタイムプロファイル ===
* 電話アラートステータスプロファイルとアラート通知プロファイルを使用すると、クライアントデバイスは別のデバイスからの着信アラートなどの通知を受信できる。
* タイム (Time) プロファイル<ref>[https://www.bluetooth.com/ja-jp/specifications/specs/time-profile-1-0/ タイムプロファイル｜Bluetooth®テクノロジーウェブサイト]</ref>を使用すると、サーバーデバイス側のネットワーク時刻をもとに、クライアントデバイスの現在時刻やタイムゾーンを設定（同期）することができる。例えば腕時計と携帯電話の間など。
=== バッテリー ===
* バッテリーサービスは、デバイス内の単一バッテリーまたはバッテリーセットの、バッテリー状態とバッテリーレベルを公開する。
=== オーディオ ===
2020年1月に発表されたLE Audioは、従来のBluetooth音声規格 (Classic Audio) を再定義するものとなる<ref>{{Cite web|和書|title=LE Audio｜Bluetooth®テクノロジーウェブサイト |url=https://www.bluetooth.com/ja-jp/learn-about-bluetooth/recent-enhancements/le-audio/ |website=Bluetooth®テクノロジーウェブサイト |access-date=2022-07-17 |language=ja-jp}}</ref><ref>{{Cite web|和書|title=次世代Bluetooth「LE Audio」で何が変わる? ソニーキーマンに聞いた【藤本健のDigital Audio Laboratory】 |url=https://av.watch.impress.co.jp/docs/series/dal/1414684.html |website=AV Watch |date=2022-06-06 |access-date=2022-07-17 |language=ja |publisher=株式会社インプレス}}</ref>。デフォルトのコーデックとして[[LC3]]を採用した。Bluetooth 5.2の非同期転送とあわせて低遅延となっており、マルチストリームの仕様も標準化された。音源デバイスからの1つまたは複数の音声ストリームを、無制限の数のヘッドホンで同時に受信することができる。また補聴器のサポートも追加される。標準のBluetoothオーディオ (SBC) と比較して、バッテリー寿命が長くなっている。
2022年7月に、LE Audioのフルセットの仕様が完成した<ref>{{Cite web|和書|title=Just Announced: The Complete Suite of LE Audio Specifications Is Now Available |url=https://www.bluetooth.com/ja-jp/blog/just-announced-the-complete-suite-of-le-audio-specifications-is-now-available/ |website=Bluetooth® Technology Website |date=2022-07-12 |access-date=2022-07-17 |language=ja-JP}}</ref>。
=== 接触追跡と通知 ===
2020年12月、Bluetooth SIGは、COVID-19のパンデミックに対応するためウェアラブル接触通知サービスの仕様案をリリースした。このサービスにより、ウェアラブルデバイスの接触通知サービスは、スマートフォンなどのクライアントデバイスと通信して制御できるようになる<ref>{{Cite web |title=COVID-19 Pandemic Response Solutions |url=https://www.bluetooth.com/learn-about-bluetooth/use-cases/covid/ |website=Bluetooth® Technology Website |access-date=2022-07-17 |language=en-US}}</ref>。
== ハードウェア実装 ==
=== チップ ===
2009年の後半以降、Bluetooth Smartの[[集積回路|ICチップ]]の実装（製
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== 対応OS ==
* PC
** [[Microsoft Windows]]: セントラルロールは[[Microsoft Windows 8|Windows 8]]以降<ref>[https://github.com/MicrosoftDocs/windows-driver-docs/blob/026a7a01adcb76633616ad6242cc48065a5d2a4a/windows-driver-docs-pr/bluetooth/bluetooth-support-in-previous-windows-versions.md windows-driver-docs/windows-driver-docs-pr/bluetooth/bluetooth-support-in-previous-windows-versions.md at c70f46aa2e02f88db0308d7353d1e5b386310253 · MicrosoftDocs/windows-driver-docs · GitHub]</ref><ref>[https://github.com/MicrosoftDocs/windows-driver-docs/blob/2cf1244ca5ff5eedb51805ca82f75f0d0ad88c32/windows-driver-docs-pr/bluetooth/bluetooth-low-energy-overview.md windows-driver-docs/windows-driver-docs-pr/bluetooth/bluetooth-low-energy-overview.md at 2cf1244ca5ff5eedb51805ca82f75f0d0ad88c32 · MicrosoftDocs/windows-driver-docs · GitHub]</ref><ref>[https://github.com/MicrosoftDocs/windows-driver-docs/blob/026a7a01adcb76633616ad6242cc48065a5d2a4a/windows-driver-docs-pr/bluetooth/implementing-a-bluetooth-le-proximity-profile-device-and-application.md windows-driver-docs/windows-driver-docs-pr/bluetooth/implementing-a-bluetooth-le-proximity-profile-device-and-application.md at 026a7a01adcb76633616ad6242cc48065a5d2a4a · MicrosoftDocs/windows-driver-docs · GitHub]</ref>{{efn|[[Windowsランタイム]] (WinRT) APIでのサポートはWindows 8.1以降<ref>[https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/bg182882(v=win.10)#bluetooth-device-support Devices - Windows app development | Microsoft Docs] - Bluetooth device support</ref><ref>[https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions//hh920511(v=vs.85) Windows 8 and 8.1 API Index (Windows) | Microsoft Docs]</ref>。また、Windows 8.xでBLEデバイスにアクセスするには、設定UIで事前にペアリングを済ませておく必要がある。}}、ペリフェラルロールは[[Microsoft Windows 10|Windows 10]] Creators Update (バージョン1703, Build 15063) 以降<ref name="msdocs_uwp_ble_overview">[https://docs.microsoft.com/en-us/windows/uwp/devices-sensors/bluetooth-low-energy-overview Bluetooth Low Energy - UWP applications | Microsoft Docs]</ref><ref>[https://blogs.windows.com/windowsdeveloper/2017/01/13/new-bluetooth-features-in-creators-update-gatt-server-bluetooth-le/ New Bluetooth features in Windows 10 Creators Update (a.k.a. GATT Server and friends) - Windows Developer Blog]</ref><ref>[https://docs.microsoft.com/ja-jp/uwp/api/windows.devices.bluetooth.bluetoothadapter.isperipheralrolesupported BluetoothAdapter.IsPeripheralRoleSupported Property (Windows.Devices.Bluetooth) - Windows UWP applications | Microsoft Docs]</ref>。
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最新のリファレンスからは、Windows 8.xを含む旧OSに関する記述が削除されてしまっているので、GitHub上の過去のリビジョンを出典として使っている。
<ref>[https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/bluetooth/bluetooth-support-in-previous-windows-versions#whats-new-in-windows8 Bluetooth Version and Profile Support in Previous Windows Versions - Windows drivers | Microsoft Docs] - What's new in Windows 8?</ref>
<ref>[https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/bluetooth/bluetooth-low-energy-overview Bluetooth Low Energy Overview - Windows drivers | Microsoft Docs]</ref><ref>[https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/bluetooth/bluetooth-low-energy-functions Bluetooth Low Energy Functions - Windows drivers | Microsoft Docs]</ref>
<ref>[https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/bluetooth/implementing-a-bluetooth-le-proximity-profile-device-and-application Bluetooth LE Proximity Profile Overview - Windows drivers | Microsoft Docs]</ref>
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** [[macOS]]: セントラルロールはバージョン10.7以降<ref>[https://developer.apple.com/documentation/corebluetooth/cbcentralmanager CBCentralManager | Apple Developer Documentation]</ref>、ペリフェラルロールはバージョン10.9以降<ref>[https://developer.apple.com/documentation/corebluetooth/cbperipheralmanager CBPeripheralManager | Apple Developer Documentation]</ref><ref>[https://developer.apple.com/library/archive/documentation/NetworkingInternetWeb/Conceptual/CoreBluetooth_concepts/AboutCoreBluetooth/Introduction.html About Core Bluetooth | Documentation Archive]</ref>。
** [[Linux]] 3.4以降（[[BlueZ]] 5.0による対応）<ref>{{cite web |url=http://padovan.org/blog/2013/02/the-big-changes-of-bluez-5/ |title=The big changes of BlueZ 5|author=Gustavo Padovan|date=2013-02-22|quote=As the MGMT interface is the only one to support the new Bluetooth Low Energy devices, BlueZ developers decided to drop support for the old interface once MGMT was completed. As a result, you need to be running Linux Kernel 3.4 or newer to use BlueZ 5.|accessdate=2014-9-7}}</ref>
* モバイル
** [[Android (オペレーティングシステム)|Android]]: セントラルロールはバージョン4.3以降<ref>[https://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth-le?hl=ja Bluetooth Low Energy の概要 | Android デベロッパー | Android Developers]</ref>、ペリフェラルロールはバージョン5.0以降<ref>[https://developer.android.com/about/versions/android-5.0?hl=ja#BluetoothBroadcasting Android 5.0 API | Android デベロッパー | Android Developers]</ref>。Bluetooth 5対応はバージョン8.0以降<ref>[https://source.android.com/devices/bluetooth?hl=ja Bluetooth | Android オープンソース プロジェクト | Android Open Source Project]</ref>。
** [[iOS]]: セントラルロールはバージョン5.0以降<ref>[https://developer.apple.com/library/archive/releasenotes/General/WhatsNewIniOS/Articles/iOS5.html What's New in iOS 5.0 | Documentation Archive]</ref>、ペリフェラルロールはバージョン6.0以降<ref>[https://developer.apple.com/library/archive/releasenotes/General/WhatsNewIniOS/Articles/iOS6.html What's New in iOS 6.0 | Documentation Archive]</ref><ref>[https://blog.fenrir-inc.com/jp/2013/10/bluetooth-le-ios-1.html 【連載】Bluetooth LE (2) iOS デバイスで Bluetooth LE 機器を使う (フェンリル | デベロッパーズブログ)]</ref>。
** [[Windows Phone]] 8.1以降<ref>{{
** [[BlackBerry]] 10<ref>http://press.blackberry.com/press/2013/blackberry-supports-bluetooth-smart-ready-to-drive-m2m-applicati.html</ref>
Bluetooth LEアプリケーションを開発するには、OSによるGATT APIのサポートが必要となる。
BLEペリフェラルデバイスと接続・通信するための機能を[[ウェブブラウザ]]上で提供するための実験的な技術として、Web Bluetooth APIも策定されている<ref>[https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Web_Bluetooth_API Web Bluetooth API - Web APIs | MDN]</ref>。
== ターゲット市場 ==
Bluetooth SIGは省電力技術の市場としてスマートホーム、健康、スポーツ、フィットネスをはじめとするたくさんの市場があるとしている<ref>[http://www.bluetooth.com/Pages/market.aspx Bluetooth SIG 'Markets' pages]{{リンク切れ|date=2021-12}}</ref>。例えば以下のようなものが挙げられる。
* [[ボタン電池]]で月単位や年単位で動く機器（必要とする電力が少ないため）
* サイズが小さく、低価格な機器
* 市場シェアの大きい携帯電話、タブレット、
==
=== 注釈 ===
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=== 出典 ===
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== 参考文献 ==
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