藍牙基礎(chǔ)知識進階——Physical channel

二、物理通道

???物理通道是piconet區(qū)分的標準，它是藍牙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次中的最底層了。

??? Q1：物理通道有哪些類型

??? 物理通道通常可以分為四種類型：

??? 1、basicpiconet channel

??? 2、adaptedpiconet channel

????? 這兩種channel是兩個已經(jīng)連接設(shè)備之間通信使用的。也就是說他們和特定的微微網(wǎng)之間是相關(guān)聯(lián)的。

??? 3、inquiry scanchannel：用于discovering藍牙設(shè)備

??? 4、page scanchannel：用于連接藍牙設(shè)備。

Basic Piconet Channel

??? Q2：Basicpiconet channel是如何工作的

??? 在Basic piconetchannel中，它會把通道分為以625μs為單位的時間長度（slot），使用的是TDD的策略進行傳輸，可以理解為TX和RX是時分雙工的。需要注意的是packet的開始和slot的開始需要是對齊的。從目前的packet type來看，最長會占用5個time slot。多packet的slot傳輸情況見下圖四。

圖四 多slot packet的傳輸示意圖

???? Q3：為什么都是占奇數(shù)個slot啊，有偶數(shù)個的么？

??? 從目前來看，各種packet type所占的slot只有三種，分別占1,3,5個slot，暫未有偶數(shù)個的slot的packet出現(xiàn)。另外，需要注意的是master的tx需要在奇數(shù)個的slot開始，rx必須在偶數(shù)個的slot開始。

??? packet的平均漂移和625μs相比，不能超過20ppm。瞬時的時間和平均時間偏差不能超過1μs。

??? Q4：既然有時間的偏差，那么rx的時候是否有對應的機制

??? 是的，在rx的時候，我們是用一個windows來監(jiān)聽的，而不是說就在625μs那個點去監(jiān)聽。目前的監(jiān)聽window的大小是20μs，也就是說允許的誤差是+-10μs，這樣的誤差容忍度還是很高的。圖五是以單packet為例來介紹的正常情況下的TX/RX示意圖。

圖五?master的TX/RX示意圖

??? 同樣的windows也發(fā)生在slave的rx過程中，不詳細介紹。

????Q5：既然時間的要求如此嚴格，master和slave是如何同步時鐘的

??? 就使用的時鐘而言，master就是使用的它的native的時鐘，而slave則是在它的native時鐘上加上對應的offset得到和master同步的時鐘。這個offset是在inquiry過程中交互得到的。為了防止時鐘的偏移，slave在每次收到master的packet的時候都需要刷新offset。時鐘的得到方法見下圖六。其中六-a）是master中時鐘的產(chǎn)生，六-b）是slave時鐘的產(chǎn)生。

圖六?master和slave的時鐘產(chǎn)生示意圖

Adapted piconet channel

???Q6: adapted piconetchannel有何特別之處

??? adapted piconetchannel是用于連接支持AFH（Adapter Frequency Hopping）的設(shè)備時使用的。和Basic相比，他的最大不同之處在于它可能沒有使用全部的79個頻點，但是它使用頻點的數(shù)目最小值是20。也就是說若是環(huán)境很差，79個頻點只有不到20個頻點是干凈可用的，那么AFH機制將無法運行，也就沒有所謂的自適應調(diào)頻了，表現(xiàn)到最終的用戶體驗上你看到的就是音樂的卡頓啊，或者打電話的斷音等等。

Page scan physical channel

???Q7：master和slave的角色是在連接過程中才確定的，在page scan這個過程中是否也有master和slvae之分

??? 這個問題是一個看起來很簡單，其實很專業(yè)的問題了。一般來說，在master和slave還沒有確定之前，我們稱執(zhí)行page的那個設(shè)備為master，而page scan（也就是等待page）的那個設(shè)備為slave。需要注意的是這個master和slave和最終建立連接之后的master和slave并不是對應的，這之間有可能發(fā)生role switch等一系列的操作。后面的inqiry scan也是類似的，就不多說了。

???Q8：page時所使用的時鐘就是native的clk嗎

?? 為了更好更快地page到對方，在真正page的時候并沒有使用native的clk，而是采用了一個預測的clk，希望能夠盡量和slave的clk相接近。這之間有一個offset的偏移，這個偏移一般使用inquiry的信息中的偏移，在Android中只有10分鐘之內(nèi)的inquiry信息才會被使用，畢竟這個clk也是會變化的，時間過長這種inquiry到的clk offset就沒有什么實際意義了。page過程中使用的clk如下圖七所示。

圖七?page時的clk示意圖

Q9：Page scan和basicpiconet channe有什么差別

??? 總得來說，各種機制都是差不多的。一個比較大的差別在于時間上，因為page的packet很小（也是固定的），所以為了更好地利用時間，他不是625μs才發(fā)送一次，而是在625μs中發(fā)送了兩次，也就是312.5μs發(fā)送一次，這也是藍牙clk最小的時間間隔了。于是從master的角度來看，我們可以看到的內(nèi)容就如下圖八所示了。

圖八?page scan過程master的tx rx時序圖

??? 如上所說，可以很清晰地看到一個slot中發(fā)送了兩個packet。同時在rx的時候也在兩個時間點前后進行了監(jiān)聽。這樣就可以響應slave在兩個時間點發(fā)送的response。

??? 這樣的機制對slave而言就會有兩種可能，一種是它在master發(fā)送第一個packet的時候slave就收到了，這種情況和625μs發(fā)送一次是一樣的，就不再多說了。另外一種情況則是slave在master發(fā)送第二次packet的時候才收到，那么他會在收到之后625μs回應，master收到這個回應之后就不再等待625μs了，而是在下一個slot開始就是回應了。具體看圖九所示。

圖九?slave在master第二次發(fā)送后收到的時序圖

??? 這樣看起來還是比較清晰的，藍色的packet就是真正收到的packet。

Inquiry scan physicalchannel

????????? Q10：inquiry scan和basic有何差別

??? 其實inquiryscan和page scan比較類似，他也是312.5μs發(fā)送一次，比較大的差別在于他的slave的回應比較長，超過了312.5μs，這樣假如它的回應是在第二次就會出現(xiàn)slave占用master to slave slot的情況，如圖中紅色圈圈所示，這是允許的。見下圖十。

圖十?inquiryscan在第二次受到inquiry packet后的時序圖

文章來源：https://blog.csdn.net/u011960402/article/details/17952379

轉(zhuǎn)載于:https://blog.51cto.com/11134889/2301628

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的蓝牙基础知识进阶——Physical channel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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