蓝牙基带

概述

蓝牙基带是在蓝牙设备之间指定或实施媒体接入及物理层程序的蓝牙系统的组成部分。

微微网由共享同一物理信道的两个或更多设备组成。一个蓝牙设备充当微微网的主设备，其它设备充当从设备。微微网中最多可以激活 7 个从设备。此外，还可以保持连接更多休眠状态的从设备。



微微网具有一个单从设备操作 (a)、一个多从设备操作 (b) 和一个散射网络操作 (c)。

数据包

数据以数据包的形式从空中传输。所有调制方案的符码率为 1 Ms/s。总空气数据率的“基本速率”是 1 Mbps。


标准“基本速率”数据包格式。

“增强数据率”具备一个可提供 2 Mbps 总空气数据率的基本调制模式以及一个可提供 3 Mbps 总空气数据率的辅助调制模式。


标准“增强数据率”数据包格式。

蓝牙时钟

每个蓝牙设备都具备一个可从自由运行系统时钟里派生的本地时钟。为了与其它设备同步，在添加至本地时钟时，偏差可用于提供相互同步的临时蓝牙时钟。

蓝牙设备寻址

每个蓝牙设备都分配有一个从 IEEE 注册机构获得的、唯一的 48 位蓝牙设备地址 (BD_ADDR)。

访问码

在蓝牙系统中，经由物理信道的所有传输均从访问码开始。共定义了三种访问码：

• 设备访问码 (DAC)
• 信道访问码 (CAC)
• 查询访问码 (IAC)

物理信道

物理信道定义

物理信道根据伪随机射频跳频序列、分组（时隙）定时和访问码定义。跳频序列由蓝牙设备地址与选定的跳频序列决定。跳频序列的相位由主设备的蓝牙时钟决定。所有的物理信道均被细分为时隙，其长度的不同视物理信道而定。

基础微微网物理信道

基础微微网物理信道由微微网的主设备定义。主设备通过轮询方案控制微微网物理信道上的通信。

根据定义，通过寻呼发起连接的设备即为主设备。一旦微微网建立起来，主从设备的角色便可能发生交换。

基础微微网物理信道被分为若干时隙，每个时隙长度为 625μs。

适应型微微网物理信道

适应型微微网信道可用于启用适应跳频 (AFH) 的连接设备。基础与适应型微微网物理信道之间存在两点区别。第一，造成从设备与前面的主设备传输频率相同的是同一个信道机制。第二，适应型微微网物理信道可以少于基础微微网信道的全部 79 个频率。

寻呼扫描物理信道

尽管主设备和从设备未在连接前定义，但是术语主设备可用于寻呼设备（在连接状态，它可以变为主设备），而从设备用于寻呼扫描设备（在连接状态，它可以变为从设备）。

寻呼扫描物理信道遵循比基础微微网物理信道稍慢的跳频图，而且它是射频信道间的短程伪随机跳频序列。

查询扫描物理信道

尽管主设备和从设备不是在连接前定义的，但术语主设备可用于查询设备，而从设备则可用于查询扫描设备。

查询扫描信道遵循比基础微微网物理信道稍慢的跳频图，而且它是射频信道间的短程伪随机跳频序列。

跳频选择

总共定义了六种跳频序列：其中五种用于基础跳频系统，而余下的一种用于适应跳频 (AFH) 使用的一系列适应跳频位置。这些序列分别是：

• 在 79MHz 频率上均衡分布的具有 32 个苏醒频率的寻呼跳频序列，周期长度为 32；
• 与当前寻呼跳频序列一一对应的包含 32 响应频率的寻呼响应跳频序列。主设备和从设备使用不同的规则获取相同的序列；
• 在 79MHz 频率内均衡分布的具有 32 个苏醒频率的查询跳频序列，周期长度为 32；
• 与当前寻呼跳频序列一一对应的包含 32 响应频率的查询响应跳频序列。
• 基础信道跳频序列的周期长度很长，在短时间的间隔内不显示重复模式，并且在短时间的间隔期间在 79MHz 频率内均衡分布跳频频率。
• 适应信道跳频序列从使用相同信道机制但使用低于 79 个频率的基础信道跳频序列派生而来。适应信道跳频序列仅用于代替基础信道跳频序列。其它所有跳频序列均不受跳频序列适配的影响。

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物理链路

物理链路代表蓝牙设备间的基带连接。物理链路总是正好与一个物理信道相关联。物理链路具有适用于物理链路上所有逻辑传输的通用属性。物理链路的通用属性包括：

• 功率控制
• 链路监管
• 加密
• 根据信道质量更改数据率
• 多时隙数据包控制

逻辑传输

主设备与从设备之间可以建立不同类型的逻辑传输。共定义了五种逻辑传输：

• 同步面向连接 (SCO) 逻辑传输
• 扩展同步面向连接 (eSCO) 逻辑传输
• 异步面向连接 (ACL) 逻辑传输
• 活动从设备广播 (ASB) 逻辑传输
• 休眠从设备广播 (PSB) 逻辑传输

逻辑链路

共定义了五种逻辑链路：

• 链路控制 (LC)
• ACL 控制 (ACL-C)
• 用户异步/等时 (ACL-U)
• 用户同步 (SCO-S)
• 用户扩展同步 (eSCO-S)

控制逻辑链路 LC 和 ACL-C 分别在链路控制级和链路管理器级使用。ACL-U 逻辑链路用于负载异步或等时用户信息。SCO-S 和 eSCO-S 逻辑链路则用于负载同步用户信息。LC 逻辑链路负载于包头中，其它所有的逻辑链路负载于数据包净荷中。ACL-C 与 ACL-U 逻辑链路可在逻辑链路 ID、LLID、净荷包头中的字段中指定。同步逻辑传输仅负载 SCO-S 和 eSCO-S 逻辑链路；ACL-U 链路通常由 ACL 逻辑传输负载 ；但是它还可以由 SCO 逻辑传输上的 DV 数据包中的数据负载。ACL-C 链路可以由 SCO 或 ACL 逻辑传输负载。

数据包

一般“基本速率”数据包由 3 个实体（访问码、包头与净荷）组成。

一般“增强数据率”数据包由 6个实体（访问码、包头、保护时段、同步序列、“增强数据率”净荷与包尾）组成。访问码和包头使用了与“基本速率”数据包使用的同一调制方案，而同步序列、“增强数据率”净荷与包尾使用“增强数据率”调制方案。保护时间可以允许在调制方案之间的进行转换。

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比特流处理

在通过空气接口发送净荷之前，可在传输器中执行多个位处理以提高可靠性与安全性。HEC 被添加到包头中，头位被白字扰乱，且应用了 FEC 编码。在接收器中，执行了反向流程。

链路控制器操作

左图显示了状态图，说明了在链路控制器中使用的不同状态。三种主要状态分别为：待机、连接和休眠；另外还有七种亚状态：寻呼、寻呼扫描、查询、查询扫描、主设备响应、从设备响应和查询响应。亚状态是用于建立连接和启动设备搜索的过渡状态。要从一个状态或亚状态转移到另一状态，可以使用链路管理器上的任意命令或链路控制器上的内部信令（例如相关器上的触发信号和超时信号）。

音频

在空中接口上，可以使用 64kb/s 对数脉冲编码调制 (PCM) 格式（A-law 或 μ-law）或 64kb/s 连续可变斜率增量调制 (CVSD)。后一格式适用带字节压缩的适应增量调制算法。线路接口上的语音编码设计用于获得与 64kb/s 对数 PCM 质量相等或较之更好的质量。下表总结了空中接口上支持的语音编码方案。

语音编解码器

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