BLE 数据包格式

转自： https://blog.csdn.net/Life_Maze/article/details/79634097

广播态：

LSB									MSB
链路层帧（10-47 Octet）
Preamble	Access Address	PDU （2-39 Octet）									CRC
		PDU type	RFU	TxAdd	RxAdd	length	RFU	广播的数据（0-37 Octet）
								AdvA		0-31 byte
1 Octet	4 Octet	4 bit	2 bit	1 bit	1 bit	6 bit	2bit	6 bytet			3 Octet

preamble = 10101010 or 01010101

Access Address = 0x8e89bedd6

PDU type： 1）0000 - connected undirected advertising event 可连接非定向广播事件 2）0001 - connected directed advertising event 可连接定向广播事件 3）0010 - non-connected undirected advertising event 不可连接非定向广播事件 4）0011 - response to scan request form scanner扫描请求响应 5）0101 - connect request by initiator连接请求 6）0110 -connected directed advertising event 可发现非定向广播事件
非定向广播包（Undirected advertising packets）		定向广播包（Directed advertising packets
AdvA (6 Bytes)	AdvData (31 Bytes max.)	AdvA (6 Bytes)	InitA(6 Bytes)
AdvA contains advertiser‘s public address if TxAdd = 1, or a random address if TxAdd = 0	AdvData advertising data	AdvA contains advertiser‘s public address if TxAdd = 1, or a random address if TxAdd = 0;	InitA contains initiator's address if RxAdd = 1, or a random address if RxAdd = 0;

PDU type： 1）0011 - scan request for further information from advertiser 扫描请求 2）0100 - response to scan request from scanner 扫描响应
扫描请求		扫描响应
ScanA (6 Bytes)	AdvA(6 Bytes)	AdvA(6 Bytes)	ScanRspData（0~31Bytes）
ScanA contains Scanner's public address if TxAdd = 1, or a random address if TxAdd = 0;	AdvA contains advertiser‘s public address if TxAdd = 1, or a random address if TxAdd = 0;	ScanRspData data from advertiser’s host;	AdvA contains advertiser‘s public address if TxAdd = 1, or a random address if TxAdd = 0;

PDU type：

0101 - connect request by initiator

连接请求

InitA（6 Bytes）

AdvA（6bytes）

LLData（22 Bytes）

连接态：（非链路层控制报文）

LSB

MSB

链路层帧（10-41 Octet）

Preamble

Access Address

PDU （2-33 Octet）

CRC

LLID

NESN

RFU

length

RFU

L2CAP层（0-27 Octet）

MIC

length

Channel ID

ATT_MTU=23协议帧（0-23 Octet）

attribute opcode

attribute handle

attribute Value

1 Octet

4 Octet

2bit

1bit

3bit

5bit

3bit

2 byte

1 byte

2 byte

0-(MTU-3)

4 byte

3 Octet

MIC为4字节，只有在链路加密的情况下才会存在，为消息完整性校验，防止消息被篡改。PS:加密链路中的空包不会存在MIC

1字节opcode用来指示 write，notify，indication

2字节handle为句柄用来标识是操作哪个特性值的。

规范中默认这个MTU最大为23字节，这个值其实是可以通过命令来协商的

Host层的GAP（通用访问协议）

l 负责：连接前数据广播

l 本层有定义了4种不同类型的广播(gap.h)：

1. 通用的：GAP_ADTYPE_ADV_IND （可被扫描，可被连接）

2. 定向的：GAP_ADTYPE_ADV_DIRECT_IND （不可被扫描，可被连接）

3. 不可连接的：GAP_ADTYPE_ADV_DISCOVER_IND （可被扫描，不可被连接）

4. 可发现的：GAP_ADTYPE_ADV_NONCONN_IND （不可被扫描，不可被连接）

通用广播：通用广播是用途最广的广播方式。进行通用广播的设备能够被扫描设备扫描到，或者在接收到连接请求时作为从设备进入一个连接。通用广播可以在没有连接的情况下发出，换句话说，没有主从设备之分。

定向广播：有时候，设备间需要快速建立连接。如果从设备想这么做，就需要进行广播。定向广播事件就是为了尽可能快的建立连接。这种报文包含两个地址：广播者的地址和发起者的地址。发起设备收到发绐自己的定向广播报文后，可以立即发送连接请求作为回应。

不可连接广播：不想被连接的设备使用不可连接广播事件。这种广播的典型应用包括设备只想广播数据，而不想被扫描或者连接。也是唯一可用于只有发射机而没有接收机设备的广播类型。不可连接广播设备不会进入连接态，因此，它只能根据主机的要求在广播态和就绪态之间切换。

可发现广播：最后一种广播事件是可发现广播。这种广播不能用于发起连接，但允许其他设备扫描该广播设备。这意味着该设备可以被发现，既可以广播数据，又可以响应扫描，但不能建立连接。这是一种适用于广播数据的广播形式，动态数据可以包含于广播数据之中，而静态数据可以包含于扫描响应数据之中。可发现广播不会进入连接态，而只能在停止后回到就绪态。

协议规定，payload 最大 27。剩下的就 23 个字节 MTU。就是你看到的。就剩下 20了。这剩下的 20 字节就是我们常说的发送的 20 字节的数据。

payload 最大 27
L2CAP	23 个字节 MTU
	ATT 层op code	ATT 层attribute handle	可用
4 个字节	1 个字	2 个字节	20byte

　　上面是蓝牙协议 4.0 中的内容。所以这个 MTU 是不少于 23，也是可以修改的，但是前提是 client 支持修改 MTU，如果 client 只支持 Default Value，那就不能修改。如果一个设备既有 client 又有 server，那么 client Rx MTU 和 server Rx MTU 必须是一样的。
　　但是这个修改我不确定是不是 BLE 的特性，问了 TI 的人，给的回答是 BLE 允许修改 MTU 是蓝牙 4.1 的新特性，姑且相信他吧。

广播PDU格式：

无方向广播包：

PDU Type = ADV_IND类型的：PDU解析

协议数据单元PDU
Header(16bits)						Payload=advA(6byte)+advdata(0-31byte)
PDU Type (4 bits)	RFU (2 bits)	TxAdd (1 bit)	RxAdd (1 bit)	Length (6 bits)	RFU (2 bits)	Payload (长度由Header中的“Length”字段决定)
指示PDU(协议数据单元)的类型	reserved	由具体的PDU Type决定	由具体的PDU Type决定	PDU的长度	reserved	XXX
0	/	0	0	13	/

32 octets(octet专指8 bits构成的字节)				说明
有效数据部分 significant	长度 Len (1 octes)	Data (len octes)		/
	长度 Len (1 octes)	AD Type（n ）AD Type.c	AD data（len-n)	/
	表示这个 AD Structure 的长度（除去 len本身 1）	标记这段广播数据代表什么，比如设备名， uuid	数据	/
	02	01	06	广播数据单元1 AD Structure
	03	02	F0 FF	广播数据单元2 AD Structure
	。。。	。。。	。。。	广播数据单元n AD Structure
无效数据 non-significant	补充 0；到32octets			/

扫描请求包和扫描回应包分析：

扫描请求包:

扫描回应广播包：

连接请求和回应包：

Host层的GATT（通用属性协议）

l 负责：连接后的数据传输。在属性协议(ATT)的基础上构建，为属性协议传输和存储数据建立了一些通用操作和框架。

l 本层有定义两个角色：服务器和客户端

l GATT的角色并不一定与特定的GAP角色有关联，但可能由更高层级的配置文件指定。

l GATT和ATT不是传输专用，也可以用于BR/EDR和低耗能。但是，由于GATT和ATT用作发现服务，故必须在低耗能技术中实施。

l GATT服务器存储通过属性协议传输的数据，并接受GATT客户端发出的属性协议请求、指令及确认。

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