ble 广播包详解.doc

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1、在使用EN-Dongle捕获和解析广播包之前，我们先了解一下BLE报文的结构，之后，再对捕获的广播包进行分析。在学习BLE的时候，下面两个文档是极其重要的，这是SIG发布的蓝牙的核心协议和核心协议增补。·核心协议Core_v4.2。·核心协议增补CSSv6。　　虽然这两个文档是蓝牙技术的根本，但是遗憾的是：通过这两个文档学习蓝牙并不是那么容易的，阅读和理解起来很费力。尤其是初学者在阅读这两个文档的时候，感觉无从下口。所以，本文在分析报文的过程中，会明确指出协议文档在什么地方定义了他们，让我们有目的的去查阅协议文档，做到知其然也知其所以然，这样，学习起

2、来就会轻松很多。1.BLE报文结构　　BLE报文结构如下，他由下图所示的各个域组成。因为有的域的长度超过了一个字节，所以在传输的过程中就涉及到多字节域中哪个字节先传输的问题，BLE报文传输时的字节序和比特序如下：· 字节序：大多数多字节域是从低字节开始传输的。注意，并不是所有的多字节域都是从低字节开始传输的。·比特序：各个字节传输时，每个字节都是从低位开始。                               图1：BLE报文结构1.1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。

3、·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。1.2 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)

4、 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。1.3 报头1.3.1广播报文报头　　报头的内容取决于该报文是广播报文还是数据报文。广播报文的报头如下图所示：                              图2：广播报文报头　　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。  1)

5、 广播报文类型　　Core_v4.2的2583页描述了广播报文类型，共有7种类型，如下图所示。                                图3：广播报文类型　　每种广播报文类型都具有不同的数据格式及行为。Core_v4.2的2584页的2.3.1节详细的描述了各个广播报文类型，大家可以阅读此章节进一步了解。   2) 发送地址类型和接收地址类型　　发送地址类型和接收地址类型指示了设备使用公共地址(PublicAddress)还是随机地址(RandomAddress)。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

6、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。·公共地址(PublicAddress)　　公共地址由两部分组成，如下图。公共地址由制造商从IEEE申请，由IEEE注册机构为该制造商分配的机构唯一标识符OUI(OrganizationallyUniqueIdentifier)。这个地址是独一无二，不能修改的。Core_v4.2P2576的1.3.1节描述了公共地址。                             图4：公共地址结构·随机地址　　随机地址有包含两种：静态地址（StaticDeviceAddress）和私有地

7、址（PrivateDeviceAddress）。Core_v4.2P2577的1.3.2.1节描述了静态地址。                                        图5：静态地址格式　　静态地址有如下要求：   a)静态地址的最高2位有效位必须是1。   b) 静态地址最高2位有效位之外的其余部分不能全为0。   c) 静态地址最高2位有效位之外的其余部分不能全为1。　　在私有地址的定义当中，又包含了两个子类：不可解析私有地址（Non-resolvablePrivateAddress）和可解析私有地址(ResolvableP

8、rivateAddress，RPA)。nRF51822使用的是静态地址，芯片在出厂时已经设置好了48位地址，