蓝牙基带数据传输机理分析( 二 )
与其它无线技术一样,蓝牙技术中微微网通过使用各种信道来实现数据的无线传输 。其中,物理信道表示在79个或者23个射频信道上跳变的伪随机跳频序列,每个微微网的跳频序列是唯一的,并且由主节点的蓝牙设备地址决定;此外,蓝牙有5种传送不同类型信息的逻辑信道,它们分别为:
(1)LC信道:控制信道,用来传送链路层控制信息;
(2)LMC信道:链接治理信道,用在链路层传送链接治理信息;
(3)UA信道:用户信道,用来传送异步的用户信息;
(4)UI信道:用户信道,用来传送等时的用户信息;
(5)US信道:用户信道,用来传送同步的用户信息 。
在蓝牙系统中,主从节点以时分双工(TDD)机制轮流进行数据传输 。因此,在信道上又可划分为长度为625μs的时隙(TimeSlot),并以微微网主节点时钟进行编号(0-227-1),主从节点分别在奇、偶时隙进行数据发送 。
;; 2; 蓝牙数据传输
蓝牙支持电路和分组交换,数据以分组形式在信道中传输,并使用流控制来避免分组丢失和拥塞 。为确保分组包数据正确传输,还进行数据的白化和纠错,下面分别对这些传输机制进行分析 。
2.1蓝牙分组
分组包数据可以包含话音、数据或两者兼有 。分组包可以占用多个时隙(多时隙分组)并且可以在下一个时隙继续发送,净荷(Payload)也带有16位的错误校验识别和校验(CRC) 。有5种普通的分组类型,4个SCO分组包和7个ACL分组包 。一般分组包格式如图4 。
其中,接入码(Accesscode)用来定时同步、偏移补偿、寻呼和查询 。蓝牙中有三种不同类型的接入码:
(1)信道接入码(CAC):用来标识一个微微网;
(2)设备接入码(DAC):用作设备寻呼和它的响应;
(3)查询接入码(IAC):用作设备查询目的 。
分组头(Header)包含6个字段,用于链路控制 。其中AM_ADDR是激活成员地址,TYPE指明分组类型,FLOW用于ACL流量控制位,ARQN是分组包确认标识,SEQN用于分组重排的分组编号,HEC对分组头进行验 。蓝牙使用快速、不编号的分组包确认方式,通过设置合适的ARQN值来区别确定是否接收到数据分组包 。假如超时,则忽略这个分组包,继续发送下一个 。
2.2链接及流控制
蓝牙定义了两种链路类型,即面向连接的同步链路(SCO)和面向无连接的异步链路(ACL) 。SCO链接是一个对称的主从节点之间点对点的同步链接,在预留的时间里发送SCO分组,属于电路交换,主要携带话音信息 。主节点可同时支持3个SCO链接,从节点可同时支持2~3个链接SCO,SCO分组包不支持重传 。SCO链路通过主节点LMP发送一个SCO建立消息来建立,该消息包含定时参数(Tsco和Dsco) 。
ACL链接是为匹克网主节点在没有为SCO链接保留的时隙中,提供可以与任何从节点进行异步或同步数据交换的机制 。一对主从节点只可以维持一个ACL链接 。使用多个ACL分组时,蓝牙采用分组包重发机制来保证数据的完整性 。ACL分组不指定确定从节点时,被认为是广播分组,每个从节点都接收这个分组 。
蓝牙建议使用FIFO(先进先出)队列来实现ACL和SCO链接的发送和接收,链接治理器负责填充这些队列,而链接控制器负责自动清空队列 。接收FIFO队列已满时则使用流控制来避免分组丢失和拥塞 。假如不能接收到数据,接收者的链接控制器发送一个STOP指令,并插入到返回的分组头(Header)中,并且FLOW位置1 。当发送者接收到STOP指示,就冻结它的FIFO队列停止发送 。假如接收器已预备好,发送一个GO分组给发送方重新恢复数据传输,FLOW位置0 。
2.3数据同步、扰码和纠错
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