蓝牙基带协议(baseband specification)

一、蓝牙基带协议(baseband specification)概述

蓝牙基带协议(baseband specification)_第1张图片

1、组网方式

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微微网(piconet)

点对点,点对多。一个主设备连接255个从设备,最多7个从设备处于active状态。

散射网(scatternet)

一个微微网主设备可以成为另一个微微网的从设备。每个微微网只有一个主机,从机可以使用TDM时分复用作为另一个微微网的从设备,一个微微网也可以作为另一个微微网的从。微微网间不存在频率同步,每个微微网有自己的跳频序列。

2、传输速率

空中数据传输有两种方式,一种是强制性的基准传输速率,另一种是可选的增强型数据传输。
基本速率的总空中数据速率为1 Mbps。增强数据速率具有提供2Mbps的总空中数据速率的主调制模式,以及提供3Mbps的总空中数据速率的二次调制模式。

3、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),决定定时器的收发定时和跳频同步。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。时钟频率32KHz,分辨率小于蓝牙跳频周期分辨率的一半(312.5us),蓝牙时钟地址周期约为24h,使用一个28bit计数器,循环周期为2^28-1。
微微网的定时和跳频有主设备确定。主设备时钟传送给从设备,从设备给自己本地时钟加入偏移量,实现同步。
蓝牙基带4个关键周期:312.5us、625us、1.25ms、1.28s。分别对应C0、C1、C2、C12。
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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频率。

CLKN是本机时钟,是所有其他时钟的参考。在STANDBY、Park,Hold和Sniff模式下,本机时钟可由低功率振荡器(LPO)驱动,最低的精度可放宽在(+/-250ppm)。否则本机时钟由标准晶体驱动振荡器,最低精度为(+/- 20ppm)。CLK和CLKE是由CLKN加上偏移量得到的。

蓝牙设备地址

48位地址,遵循IEEE802标准
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  • LAP:LowerAddress Part 低地址部分;
  • UAP: UpperAddress Part 高地址部分;
  • NAP: Non-significantAddress Part 无效地址部分。

物理信道(PhysicalCHannel)

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。
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时隙按照微微网主设备时钟进行编号循环,从0到2^(27-1)。同一微微网的主从设备之间按照时分双工(TDD)机制进行数据传输。

时隙(TimeSlot)

蓝牙跳频速率为1600次/s,每个频率持续时间为625uS(1S/1600)称为一个时隙。时隙按照微微网主从设备
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同一微微网内的主从设备间按照TDD时分双工进行数据传输。主设备在偶数时隙发送数据,在奇数时隙接受数据;从设备在偶数时隙接收数据,奇数时隙发送数据。
数据分组收发起始时刻与时隙同步,一个数据分组允许占用1~5个时隙进行发送和接收。

二、蓝牙物理链路

ACL链路

  • 支出同步和异步传输
  • 一对主从设备只允许建立一条ACL链路

速率:双向对称链路433.9kbps;双向非对称,正向5时隙(DH5)最大723.2kbps;反向单时隙57.6kbps。

SCO链路

同步面向连接链路(Synchronous Connection Oriented)

三、蓝牙基带分组格式

基本速率包:

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接入码(Access Code)

接入码构成如图,分为引导码,同步字,尾段(可选)
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长度是68或者72bit,如果当HEADER域没有的话,接入码没有尾段(TRAILER)就是68bit,否则就是正常的72bit。用于同步、直流、载频泄漏偏置补偿标识。

接入码四种类型

接入码类型 用途 组成长度
Channel Access Code(CAC) 用于标识设备所属微微网,同一微微网收发分组的CAC相同,不同微微网不同 72bit,主设备LAP
Device Access Code(DAC) 用于寻呼和寻呼响应 从设备LAP
General Inquiry Access Code(GIAC) 用于发现覆盖范围内的其他蓝牙设备 (预留)LAP
Dedicated Inquiry Access Code(DIAC) 用于发现具有共同属性的专用设备组内的其他蓝牙设备 专用LAP

引导码(Preamble)

用于DC偏置补偿,取值1010或者0101,取决与同步字最低位是0还是1
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同步字(Sync Word)

基于对应设备地址的LAP,

尾段

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