BlueTooth: 蓝牙基础知识进阶——Packet解析
发布日期:2021-05-03 09:30:52 浏览次数:1 分类:技术文章



六  包的格式解析

   在分析其它问题之前,我们需要了解在空气中传播的数据包的格式,这样才能深刻理解我们能通过格式中的各个部分做些什么。

Q1:PACKET的基本格式是什么样子的

之前我们提到蓝牙传输有两种rate,不同的rate其格式是不同的,我们分别来看一下。

Basic Rate:

 

Basic Rate的包格式如下图6-1所示:

图6-1 Basic Rate的packet通用格式

 

从图中可以看到基本可以分为三个部分:

 

ACCESS CODE:长度是68或者72bit,当HEADER域没有的话就是68,否则就是正常的72bit。他是用来同步和DC偏移补偿的。更通俗地来讲他是同一个piconet上的标志,也就是一个piconet上(即同一个物理通道上)传输的packet的ACCESS CODE是相同的。

 

HEADER:包含用于链路控制的信息。

 

PAYLOAD:就是信息内容,他的大小最大是2745bit。

 

总得来说,一个Basic Rate的packet可以由上面三者的以下组合组成:

 

1)ACCESS CODE;2)ACCESS COED + HEADER; 3)ACCESS CODE + HEADER + PAYLOAD;

 

Enhanced Data Rate

 

Enhanced Data Rate的包格式如下图6-2所示:

 

图6-2 EnhancedData Rate的包格式

 

这里的ACCESS CODE和HEADER是和Basic Rate一样的。事实上,我们可以理解为后面的都是payload的部分,只不过在payload部分,我们强制使用了一些头和尾的内容。

 

Guard:保护间隔,它要来表示HEADER的结尾到SYNC开始之间的时间。范围是4.75μs到5.25μs。

 

Sync:同步序列,DPSK使用的同步序列。

 

Enhanced data rate payload:对应的负载。

 

Trailer:payload的尾,其实他们都是0,对π/4 DQPSK调制而言是0000,对8DPSK的调制而言是000,000.

 

其实对于同步的数据而言,在payload的最后还有一个16bit的CRC校验,大家知道就可以了。

 

Q2:Header域都有哪些link控制的信息啊

 

Header域是很重要的,它包含了很多链路控制的信息,不过总得来说,可以总结为6个部分,如下图6-3:

 

图6-3 Header域的结构示意图

各个部分的含义如下:

 

LT_ADDR:3bit的逻辑传输地址,他是用来表示master是把这个包发给哪一个slave的。或者这个包是从哪个slave发送过来的。

 

TYPE:表示packet的类型。。

 

FLOW:是流控位,只有在ACL逻辑传输的时候才会使用,当RX buffer满的时候,就会把这个位置0,表示stop。当buffer又空了之后,就会把这个位置为1告诉TX可以继续发送了。需要注意的是ACL-C以及SCO,ESCO是不能使用这个位的。

 

ARQN:是用来告知tx放,payload是成功传输的,就是通过了CRC校验。

 

SEQN:就是数据流的sequence number。

 

HEC:就是前向纠错。

 

Q3:上文提到的packet类型能否简单介绍一下

 

我们会把这些packet分为几个部分来简单介绍,首先是5个common packet type:

 

ID Packet:这个packet就是上文提到的只有ACCESSCODE那一种packet。我们之后提到的inquiry msg就是一个ID Packet。

 

NULL Packet:这个packet只有ACCESS CODE和HEADER。一般来说他是用来返回链路信息的,比如什么rx buffer状态,或者ARQN之类的。他不需要对端的确认。

 

POLL Packet:和NULL Packet是类似的,比较大的差别就在于它需要对端回确认信息。需要注意的是不能会POLL Packet,否则就没玩没了。

 

FHS Packet:这个包的特别之处在于他包含了发送的clk信息和address信息,在page等开始的同步过程中起到了很大的作用。

 

DM1 Packet:这个packet的特别之处在于所有逻辑链路的控制信息都需要允许这种包,不过他也能传输data,不过仅限于ACL链路中,从一定程度上来说,可以认为他是一种ACL的packet。

 

接着我们来看4种类型的SCOPacket。这四种类型总得来说分为两大类,分别是DV和HV的packet。他们的差别在于:HV是没有CRC并且不重传,DV在data域有CRC,但是在同步数据域没有,data域的数据应当重传

 

HV Packet有可以分为HV1,HV2,HV3三种类型,HV1,HV2,HV3就是1/3,2/3/,以及没有FEC纠错,他们均没有crc,长度是固定的30byte,所以HV1就是10byte的有效数据,HV2就是20byte的有效数据,HV3就全部都是有效数据

 

DV packet是由10byte的data和150bit的voice域组成,voice域没有FEC纠错,data域是1~10byte长度加上16bit的crc,他们都是2/3的FEC。所以就是96/3*2,就是144bit,Voice域不能重传,data域是有校验的,所以可以重传。所示没有ack,也是需要重传的

 

下面我们来看一下7种eSCO的packet类型。这七种根据BasicRate和Enhanced Data Rate有可以分为两个部分,对Basic Rate而言,有以下三种packet的类型:EV3,EV4,EV5。

 

EV3:1~30byte,加上16bit的crc,无FEC

 

EV4:是1~120byte,加上16bit crc,然后是2/3FEC。

 

EV5:是1~180byte加上16bit的crc,无FEC

 

对Enhanced Data Rate而言就是还有四种packet会被使用:

 

2-EV3,2-EV5:和上面EV3,EV5的差别在于,使用π/4DQPSK进行调制。

 

3-EV3,3-EV5:和上面EV3,EV5的差别在于,使用8DPSK进行调制。

 

最后我们看一下ACL上传输的packet类型,同样可以分为BasicRate和Enhanced Data Rate两个部分。

 

Basic Rate有以下几种类型的packet:

 

DM1:就是1~18byte,加16bit的crc,然后又2/3的FEC

 

DH1:DH1相比DM1而言,没有FEC,所以长度也可以长一点

 

DM3:2byte123byte的长度,加16bitcrc,然后有2/3FEC

 

DH3:和DM3类似,就是没有FEC纠错

 

DM5:2~226byte,16bit的crc校验,信息价crc校验有一个2/3的FEC纠错

 

DH5:和DM5类似,但是没有FEC的纠错

 

AUX1:就是没有CRC校验的DH1

 

对Enhanced Data Rate而言,又增加了几个类型,分别是2-DH1,2-DH3,2-DH5以及3-DH1,3-DH3和3-DH5,这个也是调制的差别,能理解吧,哈哈~~

 

Q4:这么多的packet类型,4bit的TYPE位是如何来全部表示的啊

 

其实很简单啦,就是和逻辑传输的类型一起就可以判断了,具体的值见下图6-4,大家一看就了解了哦。

图6-4 packet的类型和type域值的对应关系表

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