Linux蓝牙从入门到精通(BR/EDR)Baseband Introduction(一)General Description

Baseband Introduction

蓝牙是一种短程宽带无线电技术,是实现语音和数据无线传输的全球开放性标准。它使用跳频扩谱(FHSS)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等先进技术,在小范围内建立多种通信与信息系统之间的信息传输。
蓝牙协议包括两种技术:Basic Rate(简称BR)和Low Energy(简称LE)。这两种技术,都包括搜索(discovery)管理、连接(connection)管理等机制,但它们是不能互通的。
本文先介绍BR,后面再对LE进行补充

  • 蓝牙技术特点
    (1)、工作频段:2.4GHz的工科医(ISM)频段,无需申请许可证。大多数国家使用79个频点,载频为(2402+k)MHz(k=0,1, 2…78),载频间隔1MHz。采用TDD时分双工方式。
    (2)、传输速率:1Mb/s(V2.0以上版本吗)
    (3)、调试方式:BT=0.5的GFSK调制,调制指数为0.28-0.35。
    (4)、采用跳频技术:跳频速率为1600跳/秒,在建链时(包括寻呼和查询)提高为3200跳/秒。蓝牙通过快跳频和短分组技术减少同频干扰,保证传输的可靠性。
    (5)、语音调制方式:连续可变斜率增量调制(CVSD,ContinuousVariable Slope Delta Modulation),抗衰落性强,即使误码率达到4%,话音质量也可接受。
    (6)、支持电路交换和分组交换业务:蓝牙支持实时的同步定向联接(SCO链路)和非实时的异步不定向联接(ACL链路),前者主要传送语音等实时性强的信息,后者以数据包为主。语音和数据可以单独或同时传输。蓝牙支持一个异步数据通道,或三个并发的同步话音通道,或同时传送异步数据和同步话音的通道。每个话音通道支持64kbps的同步话音;异步通道支持723.2/57.6kbps的非对称双工通信或433.9kbps的对称全双工通信。
    (7)、支持点对点及点对多点通信:蓝牙设备按特定方式可组成两种网络:微微网(Piconet)和分布式网络(Scatternet),其中微微网的建立由两台设备的连接开始,最多可由八台设备组成。在一个微微网中,只有一台为主设备(Master),其它均为从设备(Slave),不同的主从设备对可以采用不同的链接方式,在一次通信中,链接方式也可以任意改变。几个相互独立的微微网以特定方式链接在一起便构成了分布式网络。所有的蓝牙设备都是对等的,所以在蓝牙中没有基站的概念。
    (8)、工作距离:蓝牙设备分为三个功率等级,分别是:100mW(20dBm)、2.5mW(4dBm)和1mW(0dBm),相应的有效工作范围为:100米、10米和1米。

General Description

Where is Baseband ?
这里写图片描述
- Device Manager
负责与数据传输没有直接关系的蓝牙系统的所有操作,如inquiry,connect,discoverable,connectable etc.
- Baseband Resource Manager
调度程序将物理通道上的时间授予所有交互访问的实体,
与这些实体协商访问约定。
- Link Controller
对蓝牙数据包进行编码和解码,
创建链接,更新链接参数,加密等。
- 组网模式
-
piconet
Piconet with a single slave operation(a),a multi-slave operation(b) and a scatternet operation(c)

  • 蓝牙地址(小端模式)
    BD_ADDR:BluetoothDevice Address
    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;
    蓝牙地址
    company_assigned(制造商分配产品编号)
    0X9E8B00~0X9E8B3F reserverd
    0X9E8B33 General Inquiry Access Code(GIAC)
    0X9e8B00 Limited Dedicated Inquiry Access Code(LIAC)
  • Access Code
    -识别特定物理信道上的通信
    -所有的接入码都是设备地址或者查询地址的低地址部分
    Device Access Code(DAC)
    -在page,page scan ,pageresponse substate状态使用,来源于page设备的BD_ADDR
    Channel Access Code(CAC)
    -在连接connection state使用,形成物理通道上的所有交互报文的开头,来源于Master的BD_ADDR
    Inquiry Access Code(IAC)
    -在inquiry substate使用,由一个General IAC(GIAC)和63个Dedicated IAC(DIACs)组成

  • 蓝牙时钟(Blutooth Clock)
    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),决定定时器的收发跳频。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。
    蓝牙基带四个关键周期:312.5uS、625uS、1.25mS、1.28S。
    这里写图片描述
    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;
    CLKE、CLK由CLKN加上一个偏移量得到的。
    这里写图片描述
    这里写图片描述

  • BR/EDR
    -Basic Rate:gross air data rate is 1Mbps
    -Enhanced Data Rate:
    Primary modulation mode:gross air date rate is 2Mbps.
    Secondary modulation mode :gross air data rate is 3Mbps.
    Tips:gross air date rate != trans date rate
  • Freq Bands and Channel Arrangement
    这里写图片描述
    Bluetooth system operates in the 2.4GHZ ISM band.
    This frequency band is 2400-2483.5 MHZ

[1]https://blog.csdn.net/xubin341719/article/details/38145507
[2]https://www.bluetooth.org/DocMan/handlers/DownloadDoc.ashx?doc_id=421043&_ga=2.177817580.858833675.1533278280-1543993413.1533018791

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