低功耗蓝牙(BLE)学习记录簿
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RW_BLE_CORE记录
传输信道
BLE的传输信道在2.4G频段有40个channel。包括2种物理信道:广播信道和数据信道。数据帧中设置Access Address用于标识该信道,防止信道碰撞。Channel MAP如下:
数据帧通信
蓝牙帧结构如下:
Preamble:根据Access Address而定,假如AA的LSB(最右bit)bit为1,则前导便是10101010b,反之则为01010101b。
Access Address:广播帧的AA为:0x8E89BED6。其他情况可以是一个32bit的随机数。AA需满足以下条件
·不超过连续6个1或者0。
·与广播帧的AA不同bit超过1个。
·不能4byte相同。
·0 1跳变不能超过24次
·MSB 6bit 0 1跳变超过2次。
以下逐个介绍PDU。
一、Advertising Channel PDU
蓝牙广播帧帧结构
其中Header的帧格式如下:
其中,
a、广播帧类型(PDU Type)分为以下几类:
•ADV_IND: connectable undirected advertising event
•ADV_DIRECT_IND: connectable directed advertising event
•ADV_NONCONN_IND: non-connectable undirected advertising
event
•ADV_SCAN_IND: scannable undirected advertising event
b、Length:3~37bytes
广播帧分为很多种,其区别就是payload所代表的意义不同,以下分别对几种广播帧作分别阐释:
1、ADV_IND
ADV_IND的payload格式如下:
在广播帧帧头中的TxAdd位是广播地址的标示位:
TxAdd==0:AdvA地址为公用地址;
TxAdd==1:AdvA地址为随机地址。
AdvData则是广播HOST的广播数据。
2、ADV_DIRECT_IND
这种帧用于直接接入的广播事件。
ADV_DIRECT_IND的payload帧格式如下:
其中AdvA的意义与ADV_IND相同。
InitA为广播发起者地址:
RxAdd==0:发起者地址是公用地址;
RxAdd==1:发起者地址是随机地址。
注意:该帧不包含任何HOST数据。
3、ADV_NONCONN_IND
用于不可接入不直达(non-connectable undirected)的网络。其payload意义与ADV_IND 类似。
4、ADV_SCAN_IND
用于可扫描不直达网络。Payload意义与ADV_IND类似。
二、Scaning PDUs
1)SCAN_REQ:
这是扫描请求帧,处于广播状态的接收设备接收这种帧。
此处,
ScanA为扫描者的地址,其地址由TxAdd控制是公共地址还是随机地址。
AdvA为该扫描帧的目的地址。由RxAdd控制意义。
2)SCAN_RSP
扫描确认。处于广播状态的设备在收到扫描请求后,需要回复扫描确认帧。AdvA地址意义由TxAdd确定。ScanRspData为广播端的附带数据。
三、Initiating PDU
该部分为连接发起协议。发起的帧格式仅一种:CONNECT_REQ。由发起方发送该帧,广播方接收该帧。
1)CONNECT_REQ
CONNECT_REQ帧格式如下:
TxAdd确认InitA地址为公共地址还是随机地址;
RxAdd确认AdvA地址为公共地址还是随机地址。
LLData的数据格式如下:
AA:AccessAddress
CRCInit:CRC校验的初始值,它应该是LinkLayer产生的一个随机值。
WinSize:发送窗长度参数。transmitWindowSize=WinSize*1.25ms。WinOffset:发送窗起始偏移量。TransmitWindowOffset=WinOffset*1.25ms。
上述两个window意义如下:
Interval:确定connect interval的时间长度。connInterval = Interval * 1.25 ms。Latency:connSlaveLatency =Latency。
TimeOut:connSupervisionTimeout= Timeout * 10 ms(100ms~32s之间),当两帧数据之间的时间间隔超过6*connInterval或者connSupervisionTimeout时,则认为连接丢失。
ChM:即ChannelMAP,一共0~36个信道。LSB代表channel0,哪一个是1,则哪一个信道有效。Channel 37~39保留。
Hop:5~16之间的随机值,用于设置HopIncrement。用于计算不使用的信道编号。
unmappedChannel = (lastUnmappedChannel + hopIncrement) mod 37
如果计算结果是属于保留信道,则通过下式计算:
remappingIndex = unmappedChannel mod numUsedChannels SCA:设置Master睡眠时钟精确度的最大值。对应表如下: