蓝牙协议入门（二）传输层协议

蓝牙协议入门（二）传输层协议

1.传输层协议

传输层位于蓝牙系统的底层，负责蓝牙设备间，互相确认对方的位置，以及建立和管理蓝牙设备间的物理链路。其又分为射频层、基带层和链路管理层三部分。

2.射频层协议

2.1.工作频率

蓝牙工作在 2.4 GHz ISM 频段上，蓝牙采用跳频扩谱技术主动的避免工作频段受干扰。我国的蓝牙频率在 2.402 GHz～2.483 GHz,蓝牙每个频道的宽度为1 MHz，为了减少带外辐射的干扰，保留上、下保护为3.5 MHz 和 2 MHz，79 个跳频点中至少 75 个伪随机码跳动，30 s 内任何一个频点使用时长不能超过 0.4 s。

2.2.跳频技术、发射功率、时隙

• 发射功率：蓝牙发射功率分三级：一级功率100 mW( 20 dBm)；二级功率 2.5 mW( 4 dBm)；三级功率1 mW( 0 dBm)；
• 物理信道：蓝牙物理信道有伪随机序列控制的 79 个跳频点构成，不同跳频序列代表不同的信道。
• 时隙：蓝牙跳频速率为1600 次/s,每个时间为 625 us (1 s/1600) 称为一个时隙；

3.基带层协议

蓝牙发送数据时，基带部分将来自高层的数据进行信道编码，向下发给射频进行发送；接收数据时，将解调恢复空中数据并上传给基带，基带进行信道编码传送给上层。

3.1.蓝牙地址

蓝牙设备编码采取小端模式，即高位在后面。它的前 24 位是制造商分配的产品编号（LAP，低地址部分），中间8 位是 SIG 给制造商分配的编号（UAP，高地址部分），最后 16 位保留无效（NAP，无效地址部分）。

3.2.蓝牙时钟

每个蓝牙设备都有一个独立运行的内部系统时钟，称为本地时钟（Local Clock），决定定时器的收发跳频。为了与其他设备同步，本地时钟要加一个偏移量（offset），提供给其他设备同步。 具体说来，蓝牙系统中的时钟分为以下几种：

• CLKN：本地时钟：
• CLKE：预计时钟，扫描寻呼过程中用到；
• CLK：设备实际运行的时钟。

这三者之间存在着相关关系，具体说来 CLKE、CLK 由 CLKN 加上一个偏移量得到的。

• 主设备：CLK = CLKN
• 从设备：CLK = CLKN + offset

3.3.蓝牙物理链路

通信设备间物理层的数据连接通道就是物理链路。

• ACL（Asynchronous Connectionless）异步无连接链路；对时间要求不敏感的数据通信，如文件数据、控制信令等。
• SCO（Synochronous Connection Oriented）同步面向连接链路；对时间比较敏感的通信，如：语音；最多只支持3条 SCO 链路，不支持重传。

3.4.蓝牙基带分组

基带分组至少包括：接入码、分组头、有效载荷；

• 接入码用于同步、直流、载频泄漏偏置补偿标识；
• 分组头包含链路信息，确保纠正较多的错误。

详细分组类型如下：

• ACL分组形式为：D(M|H)（1|3|5）,D代表数据分组，M代表用2/3比例的 FEC 的中等速率分组；H 代表不使用纠错码的高速率分组；1、3、5分别代表分组所占用的时隙数目；

​DM1、DM3、DM5、DH1、DH3、DH5 * SCO分组形式为：HV(1|2|3)。HV代表高质量语言分组，1、2、3 有效载荷所采用的纠错码方法。1为1/3比例 FEC，设备2个时隙发送一个单时隙分组；2 为 2/3 比例 FEC ，设备4个时隙发送一个单时隙分组；3为不使用纠错码，设备6个时隙发送一个单时隙分组。

​HV1、HV2、HV3

3.4.1.ACL分组

3.4.2.SCO分组

注释：D 表示只对数据段有用，DV 表示分组包含数据段，也包含语言段。

X.参考链接

蓝牙核心技术概述（三）： 蓝牙协议规范（射频、基带链路控制、链路管理）

原文链接： https://jacksmiththu.github.io/2017/06/25/蓝牙协议入门（二）传输层协议/