1. 前导
前导是一个8比特的交替序列。他不是01010101就是10101010，取决于接入地址的第一个比特。
- 若接入地址的第一个比特为0：01010101
- 若接入地址的第一个比特为1：10101010
接收机可以根据前导的无线信号强度来配置自动增益控制。
2 接入地址
接入地址有两种类型：广播接入地址和数据接入地址。
- 广播接入地址：固定为0x8E89BED6，在广播、扫描、发起连接时使用。
- 数据接入地址：随机值，不同的连接有不同的值。在连接建立之后的两个设备间使用。
对于数据信道，数据接入地址是一个随机值，但需要满足下面几点要求：
1) 数据接入地址不能超过6个连续的“0”或“1”。
2) 数据接入地址的值不能与广播接入地址相同。
3) 数据接入地址的4个字节的值必须互补相同。
4) 数据接入地址不能有超24次的比特翻转(比特0到1或1到0，称为1次比特翻转)。
5) 数据接入地址的最后6个比特需要至少两次的比特翻转。
6) 符合上面条件的有效随机数据接入地址大概有231个。
3. PDU--协议数据单元：
这部分才是BLE 的关键：
广播报文的报头包含4bit广播报文类型、2bit保留位、1bit发送地址类型和1bit接收地址类型。
广播报文类型：
在Linux BlueZ中，它就是：
typedef struct {
uint8_t evt_type;
uint8_t bdaddr_type;
bdaddr_t bdaddr;
uint8_t length;
uint8_t data[0];
} __attribute__ ((packed)) le_advertising_info;
对应解析代码：
static const char *evttype2str(uint8_t type)
{
switch (type) {
case 0x00:
return "ADV_IND - Connectable undirected advertising";
case 0x01:
return "ADV_DIRECT_IND - Connectable directed advertising";
case 0x02:
return "ADV_SCAN_IND - Scannable undirected advertising";
case 0x03:
return "ADV_NONCONN_IND - Non connectable undirected advertising";
case 0x04:
return "SCAN_RSP - Scan Response";
default:
return "Reserved";
}
}
发送地址类型和接收地址类型指示了设备使用公共地址(Public Address)还是随机地址(Random Address)。公共地址和随机地址的长度一样，都包含6个字节共48位。BLE设备至少要拥有这两种地址类型中的一种，当然也可以同时拥有这两种地址类型。
它在BlueZ中：
typedef struct {
uint8_t evt_type;
uint8_t bdaddr_type;
bdaddr_t bdaddr;
uint8_t length;
uint8_t data[0];
} __attribute__ ((packed)) le_advertising_info;
static const char *bdaddrtype2str(uint8_t type)
{
switch (type) {
case 0x00:
return "Public";
case 0x01:
return "Random";
default:
return "Reserved";
}
}
长度
- 广播报文：长度域包含6个比特，有效值的范围是6~37。
- 数据报文：长度域包含5个比特，有效值的范围是0~31。
广播报文和和数据报文的长度域有所不同，主要原因是：广播报文除了最多31个字节的数据之外，还必须要包含6个字节的广播设备地址。6+31=37，所以需要6比特的长度域。
再次强调：广播时必须要包含6个字节的广播设备地址。
typedef struct {
uint8_t evt_type;
uint8_t bdaddr_type;
bdaddr_t bdaddr;
uint8_t length;
uint8_t data[0];
} __attribute__ ((packed)) le_advertising_info;
图8：广播和扫描响应的数据格式
1) 有效数据部分：包含N个AD Structure，每个AD Structure由Length，AD Type和AD Data组成。其中：
- Length：AD Type和AD Data的长度。
- AD Type：指示AD Data数据的含义。
- AD type的定义在程序的“ble_gap.h”头文件中。定义如下：
1 #define BLE_GAP_AD_TYPE_FLAGS 0x01 2 #define BLE_GAP_AD_TYPE_16BIT_SERVICE_UUID_MORE_AVAILABLE 0x02 3 #define BLE_GAP_AD_TYPE_16BIT_SERVICE_UUID_COMPLETE 0x03 4 #define BLE_GAP_AD_TYPE_32BIT_SERVICE_UUID_MORE_AVAILABLE 0x04 5 #define BLE_GAP_AD_TYPE_32BIT_SERVICE_UUID_COMPLETE 0x05 6 #define BLE_GAP_AD_TYPE_128BIT_SERVICE_UUID_MORE_AVAILABLE 0x06 7 #define BLE_GAP_AD_TYPE_128BIT_SERVICE_UUID_COMPLETE 0x07 8 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SHORT_LOCAL_NAME 0x08 9 #define BLE_GAP_AD_TYPE_COMPLETE_LOCAL_NAME 0x09 10 #define BLE_GAP_AD_TYPE_TX_POWER_LEVEL 0x0A 11 #define BLE_GAP_AD_TYPE_CLASS_OF_DEVICE 0x0D 12 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SIMPLE_PAIRING_HASH_C 0x0E 13 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SIMPLE_PAIRING_RANDOMIZER_R 0x0F 14 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SECURITY_MANAGER_TK_VALUE 0x10 15 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SECURITY_MANAGER_OOB_FLAGS 0x11 16 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SLAVE_CONNECTION_INTERVAL_RANGE 0x12 17 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SOLICITED_SERVICE_UUIDS_16BIT 0x14 18 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SOLICITED_SERVICE_UUIDS_128BIT 0x15 19 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SERVICE_DATA 0x16 20 #define BLE_GAP_AD_TYPE_PUBLIC_TARGET_ADDRESS 0x17 21 #define BLE_GAP_AD_TYPE_RANDOM_TARGET_ADDRESS 0x18 22 #define BLE_GAP_AD_TYPE_APPEARANCE 0x19 23 #define BLE_GAP_AD_TYPE_ADVERTISING_INTERVAL 0x1A 24 #define BLE_GAP_AD_TYPE_LE_BLUETOOTH_DEVICE_ADDRESS 0x1B 25 #define BLE_GAP_AD_TYPE_LE_ROLE 0x1C 26 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SIMPLE_PAIRING_HASH_C256 0x1D 27 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SIMPLE_PAIRING_RANDOMIZER_R256 0x1E 28 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SERVICE_DATA_32BIT_UUID 0x20 29 #define BLE_GAP_AD_TYPE_SERVICE_DATA_128BIT_UUID 0x21 30 #define BLE_GAP_AD_TYPE_3D_INFORMATION_DATA 0x3D 31 #define BLE_GAP_AD_TYPE_MANUFACTURER_SPECIFIC_DATA 0xFF
