8.1 低功耗蓝牙技术概述

便完成连接的进程。

这个专为设备操作模式而定义的结构,被灵活地借用到产品设计上,以便降低复杂性。例如,对于一个设备,如果只扫描处于“通告状态”的“低功耗蓝牙”设备是不是存在,那么这个设备就完全没有必要具备发射功能,这样做可以降低电池消耗量,最大程度减少设备成本。

要在两个“低功耗蓝牙”设备之间创建一个连接,“扫描状态”的设备会在“通告信道”里察看信标通告,然后决定要连接的目标设备。当接收设备选择好,“扫描状态”的设备就发送连接请求。在这一点上,回复的设备就会协商连接参数并同“主设备”建立一个连接。在连接建立之前,这个回复的设备的身份还不是“从设备模式”。

8.1.3 数据帧的配置

“低功耗蓝牙”使用有限的“有效载荷”(payload)的大小作为其整体节能策略的一部分,该“有效载荷”的长度为2~39字节。基本的“低功耗蓝牙”数据帧是由“前导码”(preamble)、“访问码”(access code)、“有效载荷”和“循环冗余校验”(Cyclical Redundancy Check,CRC)校验码组成。其中的“访问码”有时称为“访问地址”(access address)。整个结构如下图所示。

“低功耗蓝牙”数据包中,“有效载荷”长度的变化取决于“访问地址”的值和接收设备的状态。例如,一个数据包如果遵循“逻辑链路控制及适配协议”,那么它的内容就是一个长度是16位的头部,后面跟着变长的“有效载荷数据”(payload data),然后是一个可选的“信息完整性检查码”(Message Integrity Check,MIC)。这时,这些数据头部的各个字段意义分别如下:

·逻辑链路ID (Logical Link Identifier,LLID)字段 “逻辑链路ID”进一步说明了这个“有效载荷”数据的作用。比如0x01表示该数据包是一个帧的延续内容,或者这是一个空的“逻辑链路控制及适配协议”数据包;0x02表示一个“逻辑链路控制及适配协议”数据包的开始;0x03表示这是一个“逻辑链路控制”数据包的内容。

·下一个期望的序列号 (Next Expected Sequence Number,NESN)字段 “下一个期望的序列号”是用于对接收到的数据包进行确认。

·序列号 (Sequence Number,SN)字段 “序列号”主要用于发送数据包时,接收方确认该值是针对于“下一个期望的序列号”的下一个数据包。

·更多数据 (More Data,MD)字段 “更多数据”主要是为了说明发送方是否还有要发送给接收者的数据。

·保留字段 (Reserved) 未使用的位,虽然目前没有使用,但建议都填成“0”。目前接收者会忽略该位。跟在“长度”字段后面也有个“保留”字段,意义与此相同。

·长度字段 (Length)“长度”字段表示的是包含“信息完整性检查码”在内的“有效载荷数据”的长度,以字节为单位的。

这种数据帧的格式更详细地显示如下所示。

同样,一个“通告”数据包的有效载荷使用的也是一个16位的头部,后面跟的是通告的有效载荷数据,其完整的描述如下:

·类型字段 (Type) 有效载荷内容的类型,通过这一字段确定该数据包是一个“通告”数据包,也可以是一个扫描请求或响应,或者是一个连接请求。“类型”字段中,大部分可能的值都会保留,以供将来使用。其中的“通告”数据包包括“有向通告”(directed advertisement)、“广播通告”(broadcast advertisements)、“非连接通告”(nonconnectable advertisement)或“通告征集扫描”(advertisement solicitation scan)。

·发送地址字段 (TX address) 这个1位字段表示如果发送方将正在使用的生成的MAC地址用作私用,那该位就为“1”,否则如果MAC地址可以被无线接口使用,则该位就为“0”。

·接收地址字段 (RX address) 这个1位字段意义同“发送地址”字段意义一样,但是应用于接收地址上。

·有效载荷长度字段 (payload length) 这个6位字段指的是“有效载荷数据”(payload data)的长度(不包括头部内容的长度)。值得注意的是,尽管这个值在填写的时候,最大可以填到63个字节(26-1),但实际有效的值是0~37。

·保留字段 (Reserved) 未使用的位。在“通告信道”头部,这个位是保留的,并且建议目前都填成“0”。注意,共有两个“保留”字段,一个在“类型”字段后面,另一个在头部的最末端,二者意义相同。

这种数据帧的格式更详细地显示如下所示。

“蓝牙规范”4.0中,描述了“逻辑链路控制及适配协议”有效载荷数据的格式,包括所有定义的数据帧类型的格式。就像前面各版“蓝牙规范”一样,

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