蓝牙基带协议(baseband specification)
一、蓝牙基带协议(baseband specification)概述
1、组网方式
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。
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
- 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。
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
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:
接入码(Access Code)
接入码构成如图,分为引导码,同步字,尾段(可选)
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
同步字(Sync Word)
基于对应设备地址的LAP,
尾段
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