蓝牙低功耗协议详解：从PHY到链路层

"该文档是蓝牙低功耗(BLE)4.0协议的中文总结，主要面向学习蓝牙mesh协议的读者。文档详细介绍了BLE协议的结构、控制器的组成以及链路层的相关技术，包括物理层、状态机、数据包格式等，并特别提及了NRF51822芯片在蓝牙应用中的特性。" 本文档详细阐述了蓝牙低功耗（BLE）4.0的协议结构，分为HOST层和CONTROLLER层。CONTROLLER层由PHY物理层和链路层构成，而HOST层则包含连接管理、安全、服务发现等功能。在CONTROLLER层，PHY部分主要负责无线信号的传输，涉及频段、调制、射频信道和发射功率等关键参数。链路层则处理设备间的数据交换，包括状态机、数据流格式、报文结构、设备滤波等。 PHY物理层的讨论涵盖了蓝牙4.0使用的2.4GHz ISM频段，以及GFSK调制方式。射频信道被划分为多个频道，发射功率的调节影响通信范围。链路层进一步细化，包括了状态机的描述，如连接、广播、扫描和发起四种状态，以及这些状态之间的转换。数据包结构包含前导码、接入地址、CRC校验和数据白化等重要元素，确保数据的正确传输和接收。 NRF51822是一款常用的蓝牙低功耗芯片，文档中提及其EasyDMA特性，允许高效的数据传输；还详细描述了包结构、设备地址管理和Radio的状态机与时间参数。在信道管理部分，解释了调频过程和自适应调频算法，以适应不断变化的无线环境。 广播状态是BLE协议中的重要环节，包括非连接状态下的就绪态、广播态、扫描态、发起态。广播态又细分为不同类型的广播事件，如可连接和不可连接的广播，以及定向和非定向的广播，以满足不同场景的需求。软件设计部分给出了广播状态流程图，帮助开发者理解并实现BLE设备的行为逻辑。 这份文档是学习蓝牙低功耗协议及其实现的宝贵资料，涵盖了从底层物理层到高层应用的多个层面，对理解BLE4.0协议及其在蓝牙mesh网络中的应用有着极大的帮助。