FiRa标准——蓝牙OOB规范（二）

接上一篇文章，FiRa标准——蓝牙OOB技术规范（一）_UWB码农Luo的博客-CSDN博客，对FiRa标准中，蓝牙设备的发现流程进行描述。

其中，CP为FiRa Bluetooth Connector Primary, 主连接器的简称；

CS为FiRa Bluetooth Connector Secondary，辅助连接器的简称。

1、蓝牙设备发现

基于蓝牙GAP和GATT角色，有以下一些示例需要考虑：

• FiRa设备具有匹配的单个蓝牙GAP角色（GAP广播者/外设角色，或GAP扫描/Central 角色）
• FiRa设备具有单个蓝牙GAP广播/外设角色，vs FiRa设备具有两个蓝牙GAP角色。
• FiRa设备具有单个蓝牙GAP扫描器/Central角色，vs FiRa设备具有两个蓝牙GAP角色。
• 所有FiRa设备都具有两个蓝牙GAP角色（广播者/外设角色，或扫描器/Central 角色）

关于蓝牙CSR的角色：广播者（Advertiser）、扫描者（Scanner）、从设备（Slave）、主设备（Master）、发起者（Initiator）。

由于几种情况有一定的相似性，重点对第一种情况和第4种情况进行了描述。

1.1 设备发现情形一

1.1.1 CPR Advertiser行为

广播方，支持SCAN_REQ/SCAN_RSP流程（对主动扫描的响应）。

应使用扩展广播通道/PDUs，如果实现上支持。

Advertiser应公开在蓝牙核心规范补充V10中定义的CP UUID。

Advertiser可以在“Service Data”中公开附加参数，AD type。

部分实现可参考：

typedef struct {
	uint8_t length;
    uint8_t type;
    uint16_t uuid;
}cp_adv_srv_t;

typedef struct {
    uint8_t type : 4u;
    uint8_t len : 4u;
}fira_spec_t;

//uwb 指示数据
typedef struct {
    fira_spec_t fira_spec;  /* 统一封装 */
    uint8_t cap_bitmask;
    uint8_t rssi_threshold;
}uwb_indication_data_t;

//子序列数据，长度根据uwb_indication_t.fira_spec_len决定。
uwb_indict_sq_idx = sizeof(cp_adv_srv_t) + sizeof(uwb_indication_data_t);

typedef struct {
    uint8_t fira_spec_type : 4u;
    uint8_t fira_spec_len : 4u;
    uint16_t vendor_id;
}vendor_spec_data_t;

vendor_spec_index = uwb_indict_sq_idx + uwb_indication_t.fira_spec_len 
    + sizeof(vendor_spec_data_t);

//UWB regulatory 监管信息
typedef struct {
    uint8_t fira_spec_type : 4u;
    uint8_t fira_spec_len : 4u;
    uint8_t src_inf : 4u;
    uint8_t reserved : 3u;
    uint8_t outdoor_permit : 1u;
    uint16_t country_code;
    uint32_t timestamp;
    uint16_t regul_info;
}uwb_regul_info_t;

#define UWB_REGUL_1ST_CHAN_MASK  0xF000  /* bit 15-12, 1st channel */
#define UWB_REGUL_CHAN_NUM_MASK  0x0E00  /* bit 11-9,  channel numbers */
#define UWB_REGUL_OUT_INDOOR_MASK 0x0100 /* bit 8, outdoor/indoor */
#define UWB_REGUL_POWER_LIMIT_MASK 0x00FF 

typedef struct {
    uint8_t fira_spec_type : 4u;
    uint8_t fira_spec_len : 4u;
}fira_profile_support_info_t;

/* 或封装为枚举类型，enum， 增加reserved段 */
#define FIRA_SPEC_TYPE_UWB_INDICATION   0x01
#define FIRA_SPEC_TYPE_VENDOR_SPEC      0x02
#define FIRA_SPEC_TYPE_UWB_REGUL        0x03
#define FIRA_SPEC_TYPE_PROFILE_SUPPORT  0x04

1.1.2 CSR Scanner行为

Scanner应支持主动扫描流程（通过SCAN_RSP/SCAN_REQ方法）。

如果可能，Scanner应支持扩展广播信道/PDUs。

Scanner负责实际设备的发现流程，因为其可以检测广播者，此外还应建立蓝牙连接的初始化（在蓝牙链路层作为Master），基本算法如下：

1. 扫描者等待检测广播者（接收ADV_IND包）；
2. 扫描者应执行主动扫描，收集附加数据。（SCAN_REQ/SCAN_RSP包）
3. 广播者通过公开UUID，指示CP（Connector Primary，主连接器）的存在。

1. 1. 扫描者搜寻UWB Indication data，若检测到，扫描者获取接收包的RSSI值，若该值高于或等于设定的蓝牙RSSI门限指示，则作为蓝牙GAP Central设备初始化连接。否则，继续执行发现算法。
   2. 若“UWB Indication data”没有提供，扫描者可以根据供应商的内部策略初始化连接（基于RSSI门限）或继续设备发现算法。

1. 在广播者没有指示主连接器（CP）存在的情况下，扫描者可以根据供应商的内部策略初始化连接，或继续设备发现算法。

case 2/case 3默认按照case 1来执行。

1.2 设备发现case 4

1.2.1 主连接器（CP）广播者行为

在该配置中，CPR设备的广播者/外设角色行为与case 1中描述的完全相同，除了“UWB指示数据”字段中的蓝牙GAP角色指示放置到FiRa “Service Data”AD类型对象中。

1.2.2 CS广播者行为

广播者应支持SCAN_REQ/SCAN_RSP流程（应答主动扫描）。

广播者应使用扩展广播信道/PDUs，如果在实现中支持。

广播者应公开在蓝牙核心规范供应（Bluetooth Core Specification Supplement v10）CS UUID。

相关“Service Data”AD type结构体定义如表5所示。（基本与CP UUID的AD type相似）

接下来同样包括以下几个字段，基本与CP UUID一致：

字段名	大小（bits）
UWB indication data	24
Vendor specific data	变长
UWB regulatory information	变长
FiRa Profile Support Information	变长

1.2.3 CP扫描者行为

Scanner应支持主动扫描流程（通过SCAN_RSP/SCAN_REQ方法）。在蓝牙中，当广播者收到Scanner的SCAN_RSP/SCAN_REQ之后，可以广播应答。

如果可能，Scanner应支持扩展广播信道/PDUs。

Scanner负责实际的设备发现流程，因为其可以检测广播者，并负责建立蓝牙连接的初始化（在蓝牙链路层作为Master，即Central角色）。在双模情况下，CP端（Connector Primary，主连接器）的算法如下：

1. 扫描者等待检测广播者（接收ADV_IND包）；
2. 扫描者应执行主动扫描，获取附加数据。（SCAN_REQ/SCAN_RSP包）
3. 在双模情况下，广播者通过公开UUID，指示CS（Connector Client）的存在。

1. 1. 扫描者在CS UUID的“Service Data”AD type对象中搜寻UWB Indication data，若检测到，扫描者获取来自特定广播者的接收包的RSSI值，若该值高于或等于设定的蓝牙RSSI门限指示，则作为蓝牙GAP Central设备初始化连接。否则，继续执行发现算法。——即信号强度要满足门限，才启动连接。
   2. 若“UWB Indication data”没有提供，扫描者可以根据供应商的内部策略初始化连接（如基于任意RSSI阈值）或可以继续从头执行设备发现算法。

1. 在广播者没有指示CS存在的情况下，扫描者可以根据供应商的内部策略初始化连接，或继续执行设备发现算法。

CP侧的扫描者可以在连接CS之后停止广播。如果决定使用GAP Central角色进行实际数据交换，也可以拒绝/中止来自CS侧的任何传入/正在进行的连接。

1.2.4 CS扫描者行为

CS设备的操作与示例1的设备发现一致，仅一个例外：如若来自CP的广播对象中，“UWB指示数据”字段中指示双重GAP角色支持（BIT0，设置为0b1），则应限制连接到此类设备。相反，可以继续发现过程，以便发起与另一个设备的连接。

如果CS扫描者检测到这样的CP广播者，则可以增加广播频率或信号强度，以便从CP侧触发蓝牙连接。

补充信息：

GAP，Generic Access Profile，保证不同的蓝牙产品可以互相发现对方并建立连接。GAP定义了蓝牙设备如何发现和建立与其他设备的安全/不安全连接。

在BLE下，GAP Role有四种：

• Broadcaster : 发送advertising events的设备(有Transmitter, 可能有Receiver)
• Observer : 接收advertising events的设备(可能有Transmitter, 有Receiver)
• Peripheral : 物理链路上接受连接的设备, 在LL层Connection State为Slave(有Transmitter和Receiver)
• Central : 物理链路上发起连接的设备, 在LL层Connection State为Master(有Transmitter和Receiver)