Bluetooth技术学习笔记 ——蓝牙数据传输架构

参考:蓝牙协议 core_v5.0
LMP:Link Manager Protocol,链路管理协议
PBD:Profile Broadcast Data
piconet:微微网
asynchronous:异步
isochronous :实时
1. 数据传输架构

数据传输架构如下图所示:
在这里插入图片描述
(1)物理层:物理传输、物理信道和物理链路

  • 物理传输:
  • 物理信道:
  • 物理链路:

(2)逻辑层:逻辑传输和逻辑链路

  • 逻辑传输:
  • 逻辑链路:

(3)L2CAP

2. 数据流承载

在这里插入图片描述
(1)后缀说明,传输的数据类型

  • -C: for control links carrying LMP or LL messages
  • -U:for L2CAP links carrying user data(L2CAP PDUs)
  • -S:for stream links carrying unformatted synchronous or isochronous data

(2)Framed Data Traffic:利用L2CAP层对应用层数据以帧结构的方式进行异步或实时传输。

  • 应用层数据以变长帧的方式进行传输,帧的最大长度由协商的决定。
  • L2CAP提供面向连接的和非面向连接的数据传输。

(3)Unframed Data Traffic:利用SCO-S、eSCO-S或PBD逻辑链路对应用层数据进行实时的、恒速的传输。

  • 传输特点:
    ① 保留物理信道带宽
    ② 提供锁定到微微网时钟的固定传输速率
    ③ 固定的数据包大小
    ④ 固定的传输间隔
  • SCO和eSCO发送端和接收端的关系是一对一,PBD是一对多。
  • 若应用层数据是实时的,速率可变的,只能以帧结构的形式通过L2CAP广播信道进行传输。
  • LE系统不支持非帧结构的数据流传输模式。

(4)数据传输的可靠性

  • BR/EDR
    ① 基带数据包头采用前向纠错码(FEC)进行编码,接收端可对存在的头错误进行纠正。
    ② 接收端利用头错误检查(HEC)来检查纠错后是否依然残留错误。
    ③ 若数据校验未通过,则对数据包进行自动重传(ARQ)。
    ④ 广播链路上的数据:每个数据包发多次,总有一次可以正确(最好是这样)。

  • LE
    ① LL数据包采用24-bit CRC。若数据校验未通过,则对数据包进行重传。
    ② 广播链路上的数据:每个数据包发多次,总有一次可以正确

  • AMP:AMP的可靠性取决于MAC/PHY。
     

3. 传输架构实体

(1)数据传输架构实体如下图所示:
在这里插入图片描述
(2)BR/EDR通用包结构:BR/EDR系统架构的一个映射
在这里插入图片描述

  • CAC:channel access code,信道接入码,标识某个特定物理信道上的通信。
  • LT_ADDR:logical transport address,逻辑传输地址,接收方用于识别该数据包是否传给自己,或者用于内部路由。
  • packet header:携带LT_ADDR和部分LC协议。
  • payload header:携带逻辑链路标识和payload信息长度。
  • MIC:Message Integrity Check,消息完保校验

(3)LE通用包结构

  • LE无线开发基于三种物理层,两种调制方案。

在这里插入图片描述

  • LE Uncoded PHYs数据包结构
    在这里插入图片描述
  • LE coded PHYs数据包结构
    在这里插入图片描述
  • 说明:
    ① LL链路层空口包不携带物理链路标识。物理链路标识在信道连接建立或周期性广播信道建立时确定。
    Access Address:接入地址,标识物理信道通信。LE物理信道有3种类型:广播物理信道(用于非周期性广播)、周期性物理信道(周期性广播)和微微网物理信道。广播物理信道接入地址为固定的,其余两种为随机生成的32-bit值。
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