Bluetooth core ---------- LE 的运作程序及模式

1、设备筛选过程（Device Filtering Procedure）

      设备筛选过程是Controllers减少需要通信响应的设备数量的一种方法。由于它不需要响应每个设备的请求，因此它减少了LE Controller所需的传输次数，从而降低了功耗。它还减少了Controller与主机（Host）之间的通信。这将导致额外的电能节省，因为不需要涉及 Host 。

      advertising or scanning device 可采用 device filtering 来限制接收广告包（receives advertising packets）、扫描请求（scan requests）或连接请求（connection requests）的设备。在LE中，scanning device 接收到的一些 advertising packets 要求scanning device 向 advertising device 发送 request 。如果使用 device filtering 并且 advertising device is being filtered，则可以忽略此 advertisement 。connection requests 也会出现类似的情况。Connection requests 必须由 advertisers 响应，除非使用 device filter 来限制 advertiser 响应的设备。

       Advertisers 还可以使用 device filters 来限制接受 scan request 或 connection request 的设备。该 device filtering 是通过使用位于 the LL block of the Controller 中的 “White List” 来完成的。 White List 列举了允许与本地设备（local device）通信的远程设备（remote devices）。当 White List 生效时，来自不在 White List 中的设备的传输将被 LL 忽略。由于在 LL 中发生 device filtering，它会通过 filtering (或  ignoring ) 那些被发送到较高层（higher layers）来用于处理的 advertising packets 、scan requests 或 connection requests，从而对功耗有重大影响。

       在某些过程中，需要仔细评估 device filtering 的使用情况，以确保 devices 不会在无意中被忽略，这可能会在尝试 establish connections或 receive advertising broadcasts 时造成互操作性问题（interoperability problems）。

2、Advertising Procedure

       advertiser 使用 the advertising procedure 向该区域的设备执行单向广播（unidirectional broadcasts）。unidirectional broadcast 发生在 the advertising device 和 the listening devices 之间没有连接的情况下。the advertising procedure 可用于与附近的initiating devices 建立连接，或用于向在 the advertising channel 上收听（listening）的 scanning devices 提供用户数据的 periodic broadcast 。The advertising procedure 使用所有 the primary advertising channel 来进行 advertising broadcasts 。然而，数据可能将在 the secondary advertising channel 在一个或多个辅助包（auxiliary packets）中减少占用的the primary advertising channel 和 the total on-air time ，也允许数据超过最大值并放入一个 single packet。

        LE piconet 中连接的 LE device 可以使用任何类型的 advertising event 进行 advertise。在 connected 时，花费的advertising 时间需要与维护已经建立的连接所需的 connection requirements 进行平衡（如果设备是 piconet 中的 slave，则需要维护与 master的连接，如果设备是 master，则需要维护与piconet中的一个或多个 slaves 的连接）。

       Advertising devices 可以接收来自 listening devices 的 scan requests，以便从 the advertising device 获得额外的用户数据（user data）。Scan responses 由 the advertising device 发送到发出 scan request 的设备。

       advertising device 可以接收来自发起者设备（initiator devices）的 connection requests 。如果 advertising device 正在使用可连接的广播事件（connectable advertising event），且启动设备（initiating device）未被 device filtering procedure 过滤，则advertising device 停止广播并进入 connected mode。设备在 connected mode 下可以重新开始广播。

       在 LE Uncoded PHYs 上投放广播时，scan requests 和 scan responses 可以在与原广播相同的PHY通道上进行，也可以卸载（offloaded）到二级广播通道（secondary advertising channel）。在某些情况下，当在 LE Uncoded PHYs 上投放广播时，connection request 和 connection responses 被转移（offloaded）到辅助广告通道（secondary advertising channel）。当在 LE code PHY 上做广告时， scan requests,  scan responses, connection requests, 和 connection responses总是被 offloaded。与广播数据一样，卸载（offloaded）是通过让 primary advertising channel 上的初始广播（initial advertisement）指向次级广告通道（secondary advertising channel）上的辅助包（auxiliary packet）来完成的。Scan requests 和 scan responses, connection requests 和 connection responses被 made 成辅助包（auxiliary packet）在相同的PHY和相同的 channel 上。

3、Scanning Procedure

       scanning device 使用该 scanning procedure 侦听（listen）来自使用该 advertising channe 的 advertising devices 的用户数据（user data）的单向广播（unidirectional broadcasts）。scanning device 可以通过发出 scan request 从 advertising device 请求额外的用户数据。advertising device 通过 advertising channel 向 scanning device 发送额外的用户数据来响应这些请求。

       scanning procedure 可以在连接到 LE piconet 中的其他LE设备时使用。connected 时的扫描时间需要与 piconet 中已建立连接的其他 LE 设备保持所需的 connection requirements 相平衡。

       如果 broadcasts 是 connectable advertising events，scanning device 处于initiator mode（发起者模式），则可以通过向advertising device 发送 primary advertising channel 或 secondary advertising channel 上的 connection request 来发起连接。在primary channel上发送 connection request 后，scanning device 停止 initiator mode scanning（启动器模式扫描）以获取其他广播，并进入 connected mode（连接模式）。当 connection request 在 secondary channel 上发送时，scanning device 离开initiator mode（发起者模式），停止扫描以获取其他广播，并在接收到 connection response（连接响应）时进入 connected mode。设备进入 connected mode 后即可使用 scanning procedure。对于master device（主设备），使用 initiator mode（启动器模式）并扫描 connectable advertisements ，是如何将其他设备添加到 master device 的 LE piconet 中的方法。

4、Discovering Procedure

       蓝牙设备使用 advertising procedure 和 scanning procedure 来发现附近的设备，或者被给定区域内的设备发现。

       discovery procedure 是 asymmetrical（不对称）的。试图找到附近其他设备的蓝牙设备称为“ discovering device ”，它侦听advertising scannable advertising events 的设备。可以被找到的蓝牙设备称为“ discoverable devices ”，并通过advertising broadcast physical channel；来积极 broadcast scannable advertising events。

       discovering device 和 discoverable devices 可能已经连接到 piconet 中的其他蓝牙设备。inquiring（查询）或occupying（占用）advertising broadcast physical channel 的时间，需要与 piconet 中其他LE设备已建立的连接所需的连接要求相平衡。

       通过 scanning device 对设备进行 filtering（过滤），可以防止 scanning device 发现给定区域内的所有设备。

5、Connecting Procedure

       connections 的形成过程是 asymmetrical（不对称）的，要求一个蓝牙设备执行 advertising procedure，另一个蓝牙设备执行 scanning procedure。advertising procedure 可以有 targeted（目标性），这样只有一台设备会对 advertising 做出 respond。scanning device 还可以以 advertising device 为目标，首先发现 advertising device 以 connectable manner 出现在给定的区域，然后使用 device filter 仅扫描来自该设备的 connectable advertising events。从目标 advertising device 接收到connectable advertising events后，通过 primary advertising channel 或 secondary advertising channel 向目标 advertising device 发送 connection request，发起连接。

       连接时的扫描时间需要与 piconet 中其他LE设备保持已建立的连接所需的 connection requirements 相平衡。

6、Connected Mode

       在一个成功的 connection procedure 之后，这些设备在一个 piconet 中物理地相互连接。这意味着它们都连接到一个 piconet physical channel，设备之间有 physical link（物理链接），并且有默认的 LE-C 和 LE-U logical links（逻辑链接）。在connected mode 下，可以在保持与 piconet physical channel 连接的同时改变 physical 和 logical links 的属性，如改变 adaptive frequency hopping sequence（自适应跳频序列）或改变 data packets 的长度。 该设备还可以执行advertising, scanning 或者 discovery procedures，而不需要断开与原 piconet physical channel 的连接。

       使用与远程蓝牙设备交换 LL Protocol messages 的 Link Manager 创建其他 logical links，以协商这些链接的创建和设置。

       其中一个链路(LE-C)传输 LL control protocol，它对 Link Manager 上面的层是不可见的。另一个链路(LE-U)传输 L2CAP signaling protocol 和 任何多路复用 L2CAP best-effort channels。通常引用缺省的 LE ACL 逻辑传输，它可以通过上下文解析，但通常引用缺省的 LE-U 逻辑链接。还要注意，这两个 logical links（逻辑链接）共享一个 logical transport（逻辑传输）。

       在 slave device 主动连接到 piconet 的期间，slave device 和 master device 之间始终存在默认的 LE ACL 逻辑传输。删除默认的LE ACL 逻辑传输的方法是从 piconet physical channel 中 detach（分离）设备，此时将删除设备之间的 L2CAP channels、logical links 和 logical transports 的整个层次结构。

7、Periodic Advertising Procedure（周期性的Advertising Procedure）

       advertiser 使用 periodic advertising procedure 向区域内的设备执行 unidirectional periodic broadcasts（单向定期广播）。unidirectional broadcast（单向广播）发生在 advertising device 和 listening devices 之间没有连接的情况下。periodic advertising procedure 可用于与附近设备 synchronize（同步），向在 advertising channel 上收听的 scanning devices 提供用户数据的 deterministic periodic broadcast（确定性周期广播）。advertising procedure  使用 primary advertising channel 和 secondary advertising channel 来 broadcast control information 和用户关于 periodic advertising 的信息。

       与 periodic physical channel 上的其他LE设备 synchronized（同步）的LE设备使用 periodic advertising event（周期性广告事件）。在与其他LE设备 connected 或 synchronized（同步）时所花费的周期性广告时间需要与维护已建立的连接或同步所需的连接和同步需求进行平衡。

8、Periodic Advertising Synchronization Procedure（定期广播同步流程）

       Periodic Advertising Synchronization Procedure 是 asymmetrical （不对称）的，要求一个蓝牙设备执行 advertising procedure，另一个蓝牙设备执行 scanning procedure 。 scanning device可以首先发现 advertising device 在给定区域内 broadcasting periodic advertisements（定时播放广告），从而将目标对准 advertising device。从目标 advertising device 接收到包含 synchronization information（同步信息）的 advertising events 后，可以同步到periodic advertising  events。

       Synchronizing devices（同步设备）可能已经在advertising 、scanning，或者连接到 piconet 中的其他蓝牙设备，或者同步到其他 periodic advertisements。任何用于同步到 periodic advertising 的时间都需要与维护已经建立的连接或同步所需的需求进行平衡。

9、Periodic Advertising Synchronized Mode（定期广播同步模式）

       在一个成功的 synchronization procedure（同步过程）之后，设备之间在物理上是 synchronized（同步）的。这意味着有一个periodic physical channel（周期的物理通道），它们都与之同步，设备之间有一个 periodic physical link（周期的物理链接），还有一个 ADVB-U 和一个 ADVB-C 逻辑链接。设备也可以执行 advertising、scanning 或 discovery procedures，而不需要断开与 LE periodic physical channel 的连接。