藍芽基礎知識進階——Physical channel

   物理通道是piconet區分的標準，它是藍芽系統結構層次中的最底層了。

    Q1：物理通道有哪些類型

    1、basicpiconet channel

    2、adaptedpiconet channel

channel是兩個已經串連裝置之間通訊使用的。也就是說他們和特定的微微網之間是相關聯的。

    3、inquiry scanchannel：用於discovering藍牙裝置

    4、page scanchannel：用於串連藍牙裝置。

Basic Piconet Channel

    Q2：Basicpiconet channel是如何工作的

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，最長會佔用5個time slot。多packet的slot傳輸情況見四。

     Q3：為什麼都是占奇數個slot啊，有偶數個的嗎？

packet type所佔的slot只有三種，分別佔1,3,5個slot，暫未有偶數個的slot的packet出現。另外，需要注意的是master的tx需要在奇數個的slot開始，rx必須在偶數個的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，那麼rx的時候是否有對應的機制

rx的時候，我們是用一個windows來監聽的，而不是說就在625μs那個點去監聽。目前的監聽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。

master的TX/RX

windows也發生在slave的rx過程中，不詳細介紹。

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過程中互動得到的。為了防止時鐘的位移，slave在每次收到master的packet的時候都需要重新整理offset。時鐘的得到方法見六。其中六-a）是master中時鐘的產生，六-b）是slave時鐘的產生。

master和slave的時鐘產生

Adapted piconet channel

   Q6: adapted piconetchannel有何特別之處

    adapted piconetchannel是用於串連支援AFH（Adapter Frequency Hopping）的裝置時使用的。和Basic相比，他的最大不同之處在於它可能沒有使用全部的79個頻點，但是它使用頻點的數目最小值是20。也就是說若是環境很差，79個頻點只有不到20個頻點是乾淨可用的，那麼AFH機制將無法運行，也就沒有所謂的自適應調頻了，表現到最終的使用者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的角色是在串連過程中才確定的，在page scan這個過程中是否也有master和slvae之分

master和slave還沒有確定之前，我們稱執行page的那個裝置為master，而page scan（也就是等待page）的那個裝置為slave。需要注意的是這個master和slave和最終建立串連之後的master和slave並不是對應的，這之間有可能發生role switch等一系列的操作。後面的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

page到對方，在真正page的時候並沒有使用native的clk，而是採用了一個預測的clk，希望能夠盡量和slave的clk相接近。這之間有一個offset的位移，這個位移一般使用inquiry的資訊中的位移，在Android中只有10分鐘之內的inquiry資訊才會被使用，畢竟這個clk也是會變化的，時間過長這種inquiry到的clk offset就沒有什麼實際意義了。page過程中使用的clk如七所示。

page時的clk

Q9：Page scan和basicpiconet channe有什麼差別

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才發送一次，而是在625μs中發送了兩次，也就是312.5μs發送一次，這也是藍芽clk最小的時間間隔了。於是從master的角度來看，我們可以看到的內容就如八所示了。

page scan過程master的tx rx時序圖

slot中發送了兩個packet。同時在rx的時候也在兩個時間點前後進行了監聽。這樣就可以響應slave在兩個時間點發送的response。

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

slave在master第二次發送後收到的時序圖

packet就是真正收到的packet。

Inquiry scan physicalchannel

          Q10：inquiry scan和basic有何差別

inquiryscan和page scan比較類似，他也是312.5μs發送一次，比較大的差別在於他的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slave佔用master to slave slot的情況，中紅色圈圈所示，這是允許的。見十。

inquiryscan在第二次受到inquiry packet後的時序圖