CC2640R2F BLE5.0 蓝牙协议栈LE 2M PHY功能

介绍

BLE5-Stack支持以每秒符号速率为1兆（Ms/s）。由于一个符号对应于一个数据位，因此与堆栈的高位相关联，比特率为1Mb/s，这被称为LE 1M PHY。LE 2M PHY允许物理层以2 Ms/s的速率运行，从而实现比LE 1M PHY更高的数据传输速率。除了先前支持的LE 1M PHY之外，还将此LE 2M PHY功能引入蓝牙核心规范版本5.0。

默认情况下，BLE5-Stack的所有项目都支持LE 2M PHY; 需要在应用程序中调用API来使用该功能。
添加了以下HCI命令来支持此功能：

• LE设置PHY命令（HCI_LE_SetPhyCmd（））
• LE设置默认PHY命令（HCI_LE_SetDefaultPhyCmd（））
• LE读PHY命令（HCI_LE_ReadPhyCmd（））

当调用HCI_LE_SetPhyCmd（）时，Controller启动PHY更新过程来更改PHY。该过程包括交换两个设备的PHY参数并根据PHY参数协商使用正确的PHY。根据对端设备的能力和优先级，PHY更新过程可能不会导致有效PHY配置发生变化。

LE 2M PHY

LE 2M PHY功能使用与LE 1M PHY相同的发射功率，唯一的变化是PHY中数据的调制。使用LE 2M PHY，由于在相同的输出功率下进行更高的数据调制，能耗降低。下表列出了两个PHY之间的一些区别：

参数	比较
能量消耗	在对等设备中的两个端点之间的逻辑连接，其特征在于它们的信道标识符（CID）
速率	服务数据单元：L2CAP与上层交换的数据包，并使用本文档中规定的过程通过L2CAP通道透明传输
接收灵敏度	协议数据单元：包含L2CAP协议信息字段，控制信息和/或上层信息数据的数据包
输出功率	L2CAP层实体可以接受的八位字节中的有效负载数据的最大大小（即，MPS对应于最大PDU有效载荷大小）。

使用LE 2M PHY的主要优点是高吞吐量应用程序以更高的速度传输数据。

PHY限制

以下是BLE5-Stack当前的PHY限制：

• BLE控制器不支持在连接期间链路层发起的PHY自动更改。连接总是以1M PHY形成。应用程序或对端设备调用 HCI_LE_SetPhyCmd（）来切换到不同的PHY。
• BLE控制器不支持连接在每个方向（RX和TX）上使用不同PHY的非对称连接。
• HCI_LE_SetPhyCmd（）中的PHY_options参数将在以后的版本中与LE Long Range功能一起得到支持。

默认PHY

应用程序可以调用HCI_LE_SetDefaultPhyCmd（）来设置主配置和从配置的默认PHY首选项。如果没有指定首选项或API没有被调用，则堆栈将使用所有支持的PHY（1M + 2M）。类似地，对于HCI_LE_SetPhyCmd（），如果没有指定首选项，则堆栈将使用默认PHY（即由HCI_LE_SetDefaultPhyCmd（）定义的连接PHY ）），否则将使用参数中指定的内容。

HCI_LE_SetDefaultPhyCmd（）应在连接之前调用。HCI_LE_SetPhyCmd（）只能在连接期间被调用。另请注意，HCI_LE_SetDefaultPhyCmd（）不更改PHY，只有HCI_LE_SetPhyCmd（）可以更改PHY。在下面这两种情况下使用HCI_LE_SetDefaultPhyCmd（）设置的首选项：

• 对端设备使用HCI_LE_SetPhyCmd（）启动PHY更新过程， 以根据两个设备的首选项协商要使用的正确PHY。
• HCI_LE_SetPhyCmd（）被调用，设置为1 AllPhys参数（表示对设置参数没有要求）

在PHY协商中可以看到这个例子。

更改PHY

应用程序可以在连接中启动PHY更新过程，而不管设备的角色。在设置的PHY协商期间默认使用HCI_LE_SetDefaultPhyCmd（）设置的PHY首选项，除非由HCI_LE_SetPhyCmd（）更改。HCI LE setdefaultmd()用于指定用于传输和接收所有后续连接的首选参数。但是，当HCI_LE_SetPhyCmd（）用于更改连接的PHY时，更改仅适用于该连接（后续连接将恢复为使用默认PHY）。

两者的参数HCI_LE_SetDefaultPhyCmd（）和 HCI_LE_SetPhyCmd（）是相同的。ALL_PHYS参数指定是否使用其他两个参数（TX_PHYS和RX_PHYS）。主值'1'表示客户端没有该方向的PHY偏好，而'0'表示应该使用相应的参数。可以将TX_PHYS和RX_PHYS设置为分别指定用于发送和接收的PHY。请注意，当指定所有支持PHY，堆栈总是试图一组PHY协商期间选择最快的PHY，具体实现参考下面PHY协商

下面的序列图显示了主机启动PHY更新过程的用例：

或者，从设备也可以使用与以下相同的API启动PHY更新过程：

如果PHY没有改变（例如，如果主机尝试更改为Slave不支持的PHY），那么只有启动PHY Update过程的一方将获得hciEvt_BLEPhyUpdateComplete_t事件。另一方将不会收到hciEvt_BLEPhyUpdateComplete_t事件，如图中虚线箭头所示。

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