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6.1 前言

上文,通过对蓝牙协议框架进行整体了解,其包含BR/EDR((Basic Rate / Enhanced Data Rate))AMP(Alternate MAC/PHYs)LE(Low Energy)三种技术,下面我们将BLE部分单独抽离出来,单独对其进行研究。

 

BLE的协议可分为Bluetooth ApplicationBluetooth Core两大部分,而Bluetooth Core又包含BLE ControllerBLE Host两部分。

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我们先从Physical Layer开始分析

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6.2 Physical Channel

任何一个通信系统,首先要确定的就是通信介质(物理通道,Physical Channel)BLE也不例外。在BLE协议中,“通信介质”的定义是由Physical Layer负责。

Physical Layer是这样描述BLE的通信介质的:

  • BLE属于无线通信,则其通信介质是一定频率范围下的频带资源(Frequency Band)

  • BLE的市场定位是个体和民用,因此使用免费的ISM频段(频率范围是2.400-2.4835 GHz)

  • 为了同时支持多个设备,将整个频带分为40份,每份的带宽为2MHz,称作RF Channel

经过上面的定义之后,BLE的物理通道已经出来了,即“频点分别是‘f=2402+k*2 MHz, k=0, … ,39’,带宽为2MHz”的40个RF Channel。

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6.3 Physical Channel的细分

40个Physical Channel物理通道进行划分,分别划分为3个广播通道advertising channel,和37个Data Channel数据通道。

对于数据量少,发送不频繁,时延不敏感的场景,使用广播通道通信。

例如一个传感器节点(如温度传感器),需要定时(如1s)向处理中心发送传感器数据(如温度)。

针对这种场景,BLE的Link Layer采取了一种比较懒的处理方式----广播通信:

对于数据量大,发送频率高,时延较敏感的场景,使用数据通道。

BLE为这种场景里面的通信双方建立单独的通道(data channel)。这就是连接(connection)的过程。

同时,为了增加信道容量,增大抗干扰能力,连接不会长期使用一个固定的Physical Channel,而是在多个通道(如37个)之间随机但有规律的切换,这就是BLE的跳频(Hopping)技术

对物理层的了解先止步于此,再往下面深入分析,意义不大。我们把重点放在BLE的Link Layer

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