泰凌微电子蓝牙低功耗扩展广播方案介绍

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前言

 

 

Legacy advertising，只在37（2402）、38（2426）、39（2480）三个channels上发送，且只能使用1M PHY，最大携带的有效数据为31 bytes。

 

Core 5.0引入了扩展广播，可以携带更多的广播数据，应用层可以设置多达1650bytes的广播数据。在37/38/39 channels上携带较少的数据，在0~36 channels上发送大量的数据，减少了广播冲突概率。并且还可以使用不同的PHY进行发送，满足速率（2M）和距离（S2/S8）的不同需求。广播集的引入，可以在同一时间发送不同interval和不同广播数据的多个广播。新增了周期广播功能。扩展广播特性总结：

 

• 每一包有效数据最多可达254 bytes，应用层可以设置最大1650 bytes的数据。

• 可以在40 channels上发送广播，减少广播冲突概率，增加广播的可靠性。

• 可以使用不同PHY发送，满足速率和距离等不同需求。

• 广播集，允许多个广播配置的广播同时工作。

• 固定interval的广播：周期广播。

 

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关于扩展广播

 

 

扩展广播包格式

 

 

重点关注 AuxPtr和SyncInfo：

 

 

 

名词介绍

 

• primary channel：37（2402）、38（2426）、39（2480）

• secondary channel：0~36

 

命名规则

 

• primary channel:   ADV_EXT_IND

• secondary channel：都以AUX_开头，包括AUX_ADV_IND、AUX_SYNC_IND、AUX_CHAIN_IND。（core 5.4增加了AUX_SYNC_SUBEVENT_IND、AUX_SYNC_SUBEVENT_RSP）

 

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扩展广播实现

 

 

 

1. 在primary channel上发送ADV_EXT_IND，携带AuxPtr字段。（AuxPtr包含了同步所需要的全部信息：Timing、Channel、PHY。有了这三个信息，扫描设备按照AuxPtr指定的时间、channel和PHY进行扫描，即可扫描到对应的广播包）

2. 根据AuxPtr描述的信息，在相应的secondary channel上发送AUX_ADV_IND。

3. 如果AdvData较大，AUX_ADV_IND发不完，可以通过AuxPtr引出相应的chain packet（AUX_CHAIN_IND）来发送剩余的AdvData。AUX_CHAIN_IND也可以通过AuxPtr再次引出对应的AUX_CHAIN_IND，以此类推，直到所有的AdvData发送完成。注意：上层设置的AdvData最多为1650 bytes，所以chain packet不是无限制的引导。

 

 

注：

• ADV_EXT_IND只在primary channel上发送，只能使用1M/S2/S8，不能使用2M PHY。Core 5.4之前只是指定coded PHY，并没有指定是用S2/S8。在core 5.4增添了advertising coding selection，指定是用S2还是S8。因为S2和S8的传输距离不同，在某些应用场景中需要具体指定是S2还是S8。

• AUX_ADV_IND及其引导的AUX_CHAIN_IND，以及后面引导的所有AUX_CHAIN_IND，这些包的长度不一定是最大长度，可以是其他长度值，如下图的198 bytes。

 

 

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周期广播实现

 

 

Core 5.0提供了一种固定interval的一种广播形式：周期广播。Core 5.0之前的广播，每个interval都是要有0~10ms的随机delay。周期广播是扩展广播的一部分。

 

• 广播端：发送周期广播的设备；

• 同步端：同步周期广播的设备。

 

 

1. 首先广播端在primary channel发送ADV_EXT_IND，携带AuxPtr，指向AUX_ADV_IND。

2. 然后广播端按照AuxPtr描述的信息，在相应的secondary channel上发送AUX_ADV_IND。

3. AUX_ADV_IND携带了SyncInfo字段，该字段包含了周期广播的所有信息，比如：时序信息、interval、access code、channel map等。根据SyncInfo字段的信息，同步端就可以和对应的周期广播（AUX_SYNC_IND）同步上。

 

 

注：

• 广播端在引出周期广播后，ADV_EXT_IND和对应的AUX_ADV_IND可以继续发送，这样其他没有同步上的设备可以继续同步对应的周期广播。对于同步端设备，同步上之后可以不用再继续扫描ADV_EXT_IND和AUX_ADV_IND，以节省功耗。

• AUX_SYNC_IND及其引导的AUX_CHAIN_IND，以及后面引导的所有AUX_CHAIN_IND，这些包的长度不一定是最大长度，可以是其他长度值，如下图196 bytes。

 

 

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Legacy advertising 和

Extended advertising 对比

 

 

 

 

参考文档访问链接：

 

Bluetooth Core Specification v5.4：

https://www.bluetooth.com/specifications/specs/

 

Bluetooth Core Specification Version 5.0 Feature Overview：

https://www.bluetooth.com/bluetooth-resources/bluetooth-5-go-faster-go-further/

 

 

关 于 泰 凌

泰凌微电子致力于为客户提供一站式的低功耗高性能无线连接SoC芯片解决方案，包括经典蓝牙，蓝牙低功耗，蓝牙Mesh，Zigbee，Thread，Matter，Apple HomeKit，Apple“查找（Find My）”，和私有协议等低功耗2.4GHz多协议无线连接系统级芯片和丰富的固件协议栈。公司产品广泛应用于智能照明，智能家居/楼宇，智能遥控，无线外设，智能零售，穿戴设备，无线音频，智能玩具，物流追踪，智慧城市等各类消费和商业应用场景中。