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：

（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

（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：

（2）BR/EDR通用包结构：BR/EDR系统架构的一个映射

• 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。

• LE Uncoded PHYs数据包结构
  
• LE coded PHYs数据包结构
  
• 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。
  ② 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。