7 比特流處理

藍(lán)牙設(shè)備可使用下面段落定義的比特流處理機(jī)制。

在凈荷從空中接口被發(fā)送之前，在發(fā)送器內(nèi)會(huì)完成許多位操作以增強(qiáng)可靠性和安全性。一個(gè)HEC被加入到包頭部，頭部位以一個(gè)白化字?jǐn)_碼，且應(yīng)用FEC碼。在接收器內(nèi)，相反的操作被實(shí)施。圖7.1展示了在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的包頭部處理過程。所有的頭部位處理都是強(qiáng)制的，除了白化和去白化可以不用在同步行列包中被完成。在圖7.1中，不是在所有類型的包中完成的過程由虛線指示出來。?

圖7.2展示了在凈荷上可能的處理過程。除了為包頭部定義的過程，在凈荷中加密可以被應(yīng)用。白化和去白化，在圖7.2中被描述的，被強(qiáng)制要求在每一個(gè)凈荷，除了同步行列凈荷，因?yàn)楸唤埂D7.2中，可選的處理由虛線模塊指出。當(dāng)E0加密被用到，整個(gè)凈荷可被加密。當(dāng)AES-CCM加密被用到，只有凈荷身體和MIC可被加密；凈荷頭部和CRC可不被加密。?

7.1 錯(cuò)誤檢查

包的錯(cuò)誤的投遞或誤差可以使用同步訪問碼，頭部HEC，和凈荷中的CRC來檢查。在包的接收處，訪問碼首先被檢查。由于在通道訪問碼內(nèi)的64位同步字采自于24位主LAP，這個(gè)檢查LAP是否正確，且避免接收器承認(rèn)一個(gè)其他微微網(wǎng)的包（主設(shè)備的BD_ADDR提供的LAP域是不一樣的）。
HEC和CRC計(jì)算的初始化如下
在詢問應(yīng)答子狀態(tài)，DCI值可被用在FHS和擴(kuò)展詢問應(yīng)答包。
在主設(shè)備呼叫應(yīng)答子狀態(tài)，從設(shè)備的UAP可被用在FHS包。
在連接狀態(tài)，主設(shè)備的UAP可被使用。雖然訪問碼在兩個(gè)微微網(wǎng)中可能一樣，但不同的UAP值將導(dǎo)致HEC和CRC失敗。
從TDD切換開始的規(guī)則切換期間，新的從設(shè)備的UAP可被用在FHS包。
HEC和CRC的產(chǎn)生和檢查在圖7.5和7.8中概述。在計(jì)算HEC或CRC之前，HEC/CRC生成器中的位移寄存器可使用8位UAP（或DCI）值初始化。然后頭部和凈荷信息可被位移入各自的HEC和CRC生成器（LSB位在先）。

7.1.1 HEC生成
HEC生成器LFSR描繪在圖7.3中。以8位UAP預(yù)載入來初始化這個(gè)電路，這樣一來UAP的LSB位成為了移位寄存器的最左側(cè)元素，UAP7成為了最右側(cè)元素。HEC LFSR在圖7.4中被描繪。開關(guān)S在位置1時(shí)，數(shù)據(jù)可以被移位。當(dāng)最后一個(gè)數(shù)據(jù)位進(jìn)入LFSR，開關(guān)S可被設(shè)置在位置2，然后，HEC能從寄存器內(nèi)被讀出。LFSR位可從右到左被讀出（例如，位置7的位是第一個(gè)被傳送的，接著是位置6）。?



7.1.2 CRC生成
CRC的16位LFSR的構(gòu)造與HEC相似，使用CRC-CCITT生成器多項(xiàng)式。在這種情況下，8個(gè)最左側(cè)位可用8位UAP載入（UAP0在左，UAP7在右），此時(shí)最右起8位可被復(fù)位為0。16位LFSR的初始化狀態(tài)在圖7.7中指定。在數(shù)據(jù)移入時(shí)，開關(guān)S可被設(shè)定在位置1。在最后一位進(jìn)入LFSR后，開關(guān)可被設(shè)定在位置2，寄存器的內(nèi)容可被從左到右發(fā)送（以位置15開始，接著是14）。?

7.2 數(shù)據(jù)白化

同步隊(duì)列包可以不用數(shù)據(jù)白化字?jǐn)_碼。在所有其他包發(fā)送之前，頭和凈荷可以數(shù)據(jù)白化字?jǐn)_碼，為的是從高度冗余模式來隨機(jī)化數(shù)據(jù)，且最小化包的DC偏置。擾碼可在FEC編碼前完成。
在接收器，收到的擾碼后的包的數(shù)據(jù)可被解擾碼，使用的是接收端的相同的白化字生成器。解擾碼可在FEC解碼后完成。
白化字以多項(xiàng)式生成且隨后可與頭和凈荷異或。白化字以線性反饋移位寄存器在圖7.9上指出。在每個(gè)傳送之前，移位寄存器可用一個(gè)主設(shè)備藍(lán)牙時(shí)鐘的一部分即CLK6-1初始化，MSB擴(kuò)展為1。這個(gè)初始化的處理是由CLK1寫入位置0，CLK2寫入位置1。例外情況是在詢問應(yīng)答期間或呼叫應(yīng)答期間的FHS包，還有在詢問應(yīng)答期間的擴(kuò)展詢問應(yīng)答包，白化寄存器的初始化的處理可以不同。在詢問或呼叫應(yīng)答期間（取決于當(dāng)前狀態(tài)），X輸入用來取代主時(shí)鐘。5位值可被擴(kuò)展為兩個(gè)MSB為1。在寄存器初始化期間，X的LSB可被寫入位置0，X1可被寫入位置1。?

在初始化后，包頭部和凈荷（包括CRC）被白化。凈荷白化可從HEC的結(jié)尾的白化LFSR的狀態(tài)延續(xù)。在包頭部和凈荷之間位移寄存器不用重新初始化。data in序列的第一位應(yīng)是包頭部的LSB。
對(duì)增強(qiáng)數(shù)據(jù)比率包來說，白化不應(yīng)用在增強(qiáng)數(shù)據(jù)比率包的看守，同步和結(jié)尾部分。在白化沒有應(yīng)用的周期的期間，LFSR可以被暫停。

7.3 錯(cuò)誤更正

藍(lán)牙中定義了三種錯(cuò)誤更正機(jī)制

1/3 比率FEC
2/3 比率FEC
ARQ數(shù)據(jù)機(jī)制
在數(shù)據(jù)凈荷上的FEC機(jī)制的目的是為了減小重傳的數(shù)量。然后，在一個(gè)合理的無錯(cuò)誤環(huán)境中，FEC提供了非必要的開銷從而減少了吞吐量。因此，章節(jié)6給出的包定義已經(jīng)保持了在凈荷中使用或不使用FEC的靈活性，這樣一來DM和DH包為的是ACL邏輯傳送，HV包為的是SCO邏輯傳送，EV包為的是eSCO邏輯傳送。包頭部總是被一個(gè)1/3比率的FEC保護(hù)，因?yàn)樗速F重的鏈接說明，且被設(shè)計(jì)用來承受更多bit錯(cuò)誤。

在語音解碼中的掩碼錯(cuò)誤的修正測試不包含在此章節(jié)。有關(guān)內(nèi)容在9.3章。

7.4 FEC碼：比率1/3

一個(gè)簡單的3次重復(fù)FEC碼用在頭部。重復(fù)碼的實(shí)現(xiàn)是每個(gè)bit重復(fù)3次，看圖7.10。3次重復(fù)碼用在整個(gè)頭部，同步數(shù)據(jù)域HV1包也一樣。?

7.5 FEC碼：比率2/3

另一個(gè)FEC機(jī)制是一個(gè)（15,10）截短漢明碼。這對(duì)應(yīng)的是八進(jìn)制符號(hào)65。LFSR生成碼描繪在圖7.11。所有寄存器元素初始化為0。10個(gè)信息bit隨后用開關(guān)S1和S2設(shè)定在位置1，然后填充到LFSR。然后，在最后一個(gè)bit輸入，開關(guān)S1和S2設(shè)定在2，5個(gè)奇偶bit位移出。奇偶bit緊隨著信息bit。隨后，每10個(gè)信息bit為1塊，編碼為15bit碼字。這個(gè)碼能改正所有單獨(dú)的錯(cuò)誤且檢查出每個(gè)碼字內(nèi)的雙數(shù)錯(cuò)誤。這種2/3比率FEC用在DM包，DV包的數(shù)據(jù)域，FHS包，HV2包和EV4包。由于編碼器操作的信息部分的長度是10，為0的尾bit應(yīng)附加在CRCbit之后，使得bit的總數(shù)等于10的整數(shù)倍。附加的尾bit的數(shù)量應(yīng)盡可能是最少的。這些尾bit并沒有包含在ACL包的凈荷長度指示器內(nèi)，或是eSCO裝載LMP命令的凈荷長度域之內(nèi)。?

7.6 ARQ機(jī)制

由于一種自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求機(jī)制，DM包，DH包，DV包的數(shù)據(jù)域，EV包應(yīng)被發(fā)射，直到接收到一個(gè)從目的端返回的成功的回單（或超時(shí)發(fā)生）。回單信息應(yīng)被包含在返回包的頭部。ARQ機(jī)制僅僅使用在包的凈荷且只用在有CRC的包上。凈荷頭部和HV的同步數(shù)據(jù)凈荷，還有DV包不受ARQ機(jī)制的保護(hù)。
7.6.1 未編號(hào)ARQ
藍(lán)牙使用一個(gè)快速的，未編號(hào)的承認(rèn)機(jī)制。一個(gè)ACK（ARQN=1）或一個(gè)NAK（ARQN=0）被返回以作為之前收到的包的收據(jù)。從設(shè)備在從主時(shí)隙里應(yīng)答，這個(gè)應(yīng)答要直接跟隨主從時(shí)隙，除非從設(shè)備在那個(gè)時(shí)隙里有scatternet責(zé)任；主設(shè)備可在下一個(gè)尋址同樣的從設(shè)備的事件時(shí)應(yīng)答（主設(shè)備可尋址的其他從設(shè)備處在）。為了成功保證包的接收，至少HEC是必須通過的。另外，當(dāng)MIC和CRC存在時(shí)，都必須通過。

在新的連接的開始的第一個(gè)POLL包（由于呼叫，呼叫搜索，規(guī)則切換或解停泊），主設(shè)備可初始化ARQNbit為NAK。從設(shè)備發(fā)送的應(yīng)答包也可將ARQNbit設(shè)置為NAK。隨后的包應(yīng)使用下列規(guī)則。主設(shè)備的eSCO ARQN在鏈接裝載的初始值應(yīng)為NAK。

ARQNbit可以僅受數(shù)據(jù)包包含的CRC和空slot影響。如圖7.12所示，當(dāng)成功收到一個(gè)CRC包后，ARQNbit應(yīng)設(shè)為ACK。如果，在從設(shè)備的任意接收slot，或在跟隨著主設(shè)備發(fā)送的包的接收slot，下列其中之一會(huì)發(fā)生：?
1. 未檢測到訪問碼?
2. HEC失敗?
3. CRC失敗?
4. MIC失敗

然后ARQNbit應(yīng)設(shè)為NAK。在eSCO內(nèi)，ARQNbit可被設(shè)為ACK，甚至當(dāng)在EV包上的CRC是失敗的，這樣錯(cuò)誤的包也被同意接收。

有正確的HEC但尋址的是其他從設(shè)備，或者不是DH，DM，DV，EV包，不應(yīng)影響ARQNbit。例外情況在7.6.2.2章中標(biāo)注。在這些情況下，ARQNbit可以被丟棄，因?yàn)楦o的是接收這個(gè)包。對(duì)ACL包而言，如果一個(gè)CRC包有一個(gè)正確的頭部，在這個(gè)頭部內(nèi)，與之前收到的CRC包有著相同的SEQN，ARQNbit可設(shè)為ACK，且不檢查CRC就丟棄凈荷。對(duì)eSCO包而言，當(dāng)確定了AQRN時(shí)，SEQN不應(yīng)使用。如果一個(gè)eSCO包在eSCO窗口內(nèi)被成功接收，隨后的eSCO窗口內(nèi)的接收應(yīng)被忽略。在eSCO窗口的最后，主設(shè)備的ARQN應(yīng)在下一個(gè)eSCO窗口內(nèi)為了第一個(gè)主從設(shè)備傳送而保持。

ARQNbit在FHS包內(nèi)是無意義的。ARQNbit的內(nèi)容在FHS包內(nèi)無需檢查。

ARQNbit在擴(kuò)展詢問應(yīng)答包內(nèi)是沒用的。這個(gè)bit應(yīng)設(shè)為0且在接收時(shí)被忽略。

廣播包可用CRC檢查，但沒有ARQ機(jī)制可被應(yīng)用。廣播包從不會(huì)確認(rèn)收到。?




7.6.2 重傳濾波器

數(shù)據(jù)凈荷可被傳送，直到一個(gè)確實(shí)的回單被接收或發(fā)生超時(shí)。一個(gè)重傳可被執(zhí)行，既可以是因?yàn)榘l(fā)送本身的失敗，或因?yàn)榉祷匕鼉?nèi)的回單傳送失敗（注意后者的可能性更低，因?yàn)轭^部在很大程度上被編碼）。在后一個(gè)事件里，目的地一次次重復(fù)接收相同的凈荷。為了在目的地內(nèi)濾除重傳，SEQNbit要存在于頭部。通常，這個(gè)bit對(duì)每個(gè)新的CRC數(shù)據(jù)凈荷傳輸是交替的。在一個(gè)重傳的例子中，bit可以不被改變，這樣目的地能將SEQNbit的值與之前的SEQN值作比較。如果不同的話，一個(gè)新的數(shù)據(jù)凈荷會(huì)接收；否則被認(rèn)為是相同的數(shù)據(jù)凈荷且被忽略。只有新的數(shù)據(jù)凈荷可被傳輸給基帶資源管理器。注意CRC數(shù)據(jù)凈荷只能被DM，DH，DV，EV包負(fù)載。

7.6.2.1 在新的連接的開始初始化SEQN

在連接開始時(shí)第一個(gè)CRC數(shù)據(jù)包的SEQNbit（由呼叫，呼叫搜索，規(guī)則切換，解停泊引起的）在主設(shè)備和從設(shè)備側(cè)都應(yīng)設(shè)為1。隨后的包可使用如下章節(jié)的規(guī)則。

7.6.2.2 ACL和SCO重傳濾波器

如圖7.15，SEQNbit只可被CRC數(shù)據(jù)包影響。每次一個(gè)新的CRC數(shù)據(jù)包被發(fā)送，它需要反轉(zhuǎn)。CRC數(shù)據(jù)包可被以相同的SEQN號(hào)重傳，直到一個(gè)ACK被收到，或者包被刷新。當(dāng)一個(gè)ACK被收到，一個(gè)新的凈荷可被發(fā)送，且在這次傳送時(shí)SEQNbit應(yīng)被反轉(zhuǎn)。如果一個(gè)設(shè)備決定刷新（見7.6.3），且當(dāng)前包未能收到一個(gè)確認(rèn)收到，可用相同序列號(hào)的ACL-U連續(xù)包替換當(dāng)前包，作為當(dāng)前的包且長度為0。如果用這種方法替代了當(dāng)前包，不應(yīng)移動(dòng)到發(fā)送下一個(gè)包，直到收到一個(gè)ACK。
如果從設(shè)備收到的包不是DH，DM，DV，EV，且與在相同LT_ADDR上成功接收的上一個(gè)頭部的SEQNbit相反，應(yīng)設(shè)定ARQNbit為NAK，直到一個(gè)DH，DM，DV或EV包被成功接收。?

7.6.2.3 eSCO重傳濾波器
在eSCO內(nèi)，SEQNbit應(yīng)在每個(gè)sSCO窗口切換。在eSCO窗口期間這個(gè)值應(yīng)保持不變。SEQNbit的初始值應(yīng)設(shè)為0。
對(duì)一個(gè)給定eSCO窗口而言，SEQNbit應(yīng)該不變。
7.6.2.4 FHS重傳濾波器
SEQNbit在FHS包內(nèi)是無意義的。這個(gè)bit可設(shè)為任意值。SEQNbit的內(nèi)容在FHS包內(nèi)不需要檢查。
7.6.2.5 擴(kuò)展詢問應(yīng)答重傳濾波器
SEQNbit在擴(kuò)展詢問應(yīng)答包內(nèi)是不用的。這個(gè)為應(yīng)設(shè)為0且在接收端無視。
7.6.2.6 沒有CRC重傳濾波器的包
沒有CRC的包在傳輸期間SEQNbit應(yīng)與之前的包中的值保持一致。
7.6.3 刷新凈荷
在ACL邏輯傳送上，ARQ機(jī)制可以導(dǎo)致通信上的變化的延遲，因?yàn)橹貍鞅徊迦胍源_保傳輸數(shù)據(jù)的零錯(cuò)誤。對(duì)確定的鏈接來說，只有一個(gè)受限數(shù)量的延遲是允許的：重傳在一個(gè)確定的限制內(nèi)被允許，即當(dāng)前凈荷應(yīng)被忽略。這個(gè)數(shù)據(jù)傳輸被標(biāo)示為同步通信。這意味著重傳進(jìn)程必須被跳過，為的是繼續(xù)下一個(gè)數(shù)據(jù)凈荷。中止重傳的機(jī)制由刷新就數(shù)據(jù)和強(qiáng)制鏈接控制器拿取下一個(gè)替代數(shù)據(jù)來完成。
刷新導(dǎo)致一個(gè)L2CAP消息剩余部分的丟失。因此緊跟在刷新后的包應(yīng)有一個(gè)起始包的指示LLID=10在包頭部，提供給下一個(gè)L2CAP消息。這樣就把刷新通知了目的地（章6.6）。刷新不是必然導(dǎo)致在SEQNbit上值得變化，見之前的章節(jié)。
刷新超時(shí)定義了一個(gè)從控制器緩沖器來的ACL-U包中所有packet_boundary_flag值為10的段被刷新后的最大周期。這個(gè)刷新超時(shí)應(yīng)開始于ACL-U包的第一段存儲(chǔ)進(jìn)控制器緩沖器之時(shí)。如果一個(gè)ACL-U包的第一段的packet_boundary_flag的值是00，它則不是自動(dòng)刷新且不應(yīng)導(dǎo)致刷新超時(shí)的啟動(dòng)。當(dāng)刷新超時(shí)期滿后，鏈接控制器可參照章7.6.2.2中描述的進(jìn)程繼續(xù)傳輸，然而基帶資源管理器應(yīng)不能繼續(xù)ACL-U包到鏈接控制器的傳輸。如果基帶資源管理器有更多的在隊(duì)列中的需要傳輸給鏈接控制器的包的段，它應(yīng)從隊(duì)列中刪除ACL-U包的剩余段。假使完整的ACL-U包并沒有存儲(chǔ)在控制器緩沖器中，任何后續(xù)的為了ACL邏輯傳送而接收的段都應(yīng)被刷新，直到收到第一個(gè)段。當(dāng)全部的ACL-U包被刷新，鏈接管理器應(yīng)繼續(xù)為ACL邏輯傳送傳輸下一個(gè)ACL-U包。默認(rèn)刷新超時(shí)應(yīng)為無限大。重傳會(huì)執(zhí)行，直到物理鏈接發(fā)生丟失。這也被稱之為‘可靠通道’。所有設(shè)備應(yīng)默認(rèn)支持刷新超時(shí)。可靠數(shù)據(jù)應(yīng)在一個(gè)通道上以有限的刷新超時(shí)發(fā)送，靠的是給可靠的包標(biāo)記為非自動(dòng)刷新。
在eSCO邏輯傳送，包應(yīng)在eSCO窗口的最后自動(dòng)刷新。
非連接從廣播包在每個(gè)安排好的非連接從廣播瞬間發(fā)送。如果沒有新的數(shù)據(jù)，非連接從廣播發(fā)射器應(yīng)發(fā)送有著最后可用凈荷數(shù)據(jù)的包。
7.6.4 多從設(shè)備考慮
在一個(gè)有著多個(gè)邏輯傳送的微微網(wǎng)中，主設(shè)備應(yīng)在各自邏輯傳送上分別執(zhí)行ARQ協(xié)議。
7.6.5 活躍從設(shè)備和停泊從設(shè)備廣播包
ASB和PSB廣播包是由主設(shè)備同時(shí)發(fā)送給所有從設(shè)備的廣播包（見8.6.4章）。如果多個(gè)跳變序列已經(jīng)被使用，每個(gè)傳送只能被這些從設(shè)備中的一部分接收。這樣一來主設(shè)備應(yīng)在各個(gè)跳變序列上重復(fù)傳輸。一個(gè)ASB或PSB廣播包應(yīng)由全零的LT_ADDR指示（注意：只有FHS包和擴(kuò)展詢問應(yīng)答包的LT_ADDR是全零，但不是廣播包）。廣播包應(yīng)不能被確認(rèn)收到（至少在LC級(jí)是這樣）。
由于廣播包不能被確認(rèn)收到，每個(gè)廣播包被傳送不少于一個(gè)固定次數(shù)。一個(gè)ASB或PSB廣播包應(yīng)在下一個(gè)同樣的廣播消息的廣播包被發(fā)送以前被發(fā)送NBC此，見圖7.16。可選的，一個(gè)ASB或PSB廣播包可以被傳送NBC+1次。注意：NBC=1意味著每個(gè)廣播包應(yīng)只被發(fā)送一次，但可選地被發(fā)送兩次。然而，時(shí)間-嚴(yán)格廣播信息可能使正在進(jìn)行的廣播往來中止。例如，在beacon實(shí)例上發(fā)送的解停泊消息，見章8.9.5。
有CRC的ASB和PSB廣播包應(yīng)有他們自己的序列號(hào)。有CRC的第一個(gè)廣播包的SEQN應(yīng)由主設(shè)備設(shè)定為SEQN=1，且在此后又CRC得每個(gè)新廣播包時(shí)被反轉(zhuǎn)。沒有CRC的ASB和PSB廣播包與序列號(hào)無關(guān)。在一個(gè)連接中，從設(shè)備應(yīng)接受它收到的第一個(gè)廣播包的SEQN，且應(yīng)在后續(xù)的廣播包檢查SEQN的變化。由于廣播消息沒有確認(rèn)收到也沒有結(jié)尾包指示，正確接收到起始包尤為重要。為了確保如此，L2CAP起始包是重復(fù)的廣播包，且LMP包應(yīng)不被過濾掉。這些包應(yīng)在凈荷頭部由LLID=1X指示，如表6.6的講解。只有L2CAP后續(xù)包的重復(fù)可以被濾除。?

7.7 錯(cuò)誤同步數(shù)據(jù)記錄

錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的記錄可由同步鏈接使能。當(dāng)使能后，同步數(shù)據(jù)應(yīng)以如下順序執(zhí)行：

如果，在一個(gè)(e)SCO間隔，一個(gè)收到的eSCO包有合法的HEC和合法的CRC或一個(gè)收到的SCO包有合法的HEC，收到的凈荷數(shù)據(jù)應(yīng)被指示為“good data”并發(fā)送到控制器的上邊沿。
如果，在一個(gè)eSCO間隔，收到的eSCO包有合法的HEC，但他們都沒有合法的CRC，可獲得的最佳已知數(shù)據(jù)（例如采自收到的數(shù)據(jù)或是實(shí)際的凈荷數(shù)據(jù)有CRC錯(cuò)誤）應(yīng)被指示為“data with possible errors”并發(fā)送到控制器的上邊沿。
如果，在一個(gè)(e)SCO間隔，收到的SCO或eSCO包都沒有合法的HEC，一個(gè)“l(fā)ost data”指示會(huì)發(fā)送給控制器的上邊沿。

7.8 消息完整性檢查

當(dāng)AES-CCM編碼使能后，一個(gè)消息完整性檢查（MIC）被添加到凈荷中包的CRC的前面。MIC是最高位在前8進(jìn)制（MSO）。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的蓝牙基带 比特流处理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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