5.3.2. Физический уровень

В 2002 году IEEE утвердил стандарт 802.15.1. Пока стандарт 802.15 и Bluetooth не идентичны, но ожидается их объединение в самом ближайшем будущем. Технология Bluetooth использует не лицензируемый (практически везде кроме России) частотный диапазон 2,4 - 2,4835 ГГц.

Кодирование сигнала осуществляется по схеме GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying): логическому 0 и 1 соответствуют две разные частоты. В оговоренной частотной полосе выделяется 79 радиоканалов по 1 МГц каждый. В некоторых странах используется меньшее число каналов (например, во Франции — 23). Каждый из каналов структурируется с помощью выделения временных слотов (доменов) длительностью 625 мксек (разделение по времени).

По мощности передатчики делятся на три класса: 100 мВт (для связи до 100м); 2 мВт (до 10м) и 1 мВт (~10см). BER (Bit Error Rate) для приемника должна находиться на уровне < 0,1%.

Протокол использует коммутацию каналов и пакетов. Передача данных выполняется с использованием алгоритма доступа TDDMA (Time Division Duplex Multiple Access). Каждый пакет передается с использованием иного частотного канала по отношению к предыдущему. Производится 1600 переключений частоты в секунду.

5.3.3. Канальный уровень

На рис. 69 показан формат заголовка кадра протокола Bluetooth. Структура заголовка регламентируется базовым уровнем.

Рис. 69. Формат кадра протокола Bluetooth

Предусмотрено три типа кодов доступа: CAC (Channel Access Code — код доступа к каналу), DAC (Device Access Code — код доступа к устройству) и IAC (Inquiry Access Code – код запроса). Код доступа к каналу CAC идентифицирует пикосеть, в то время как DAC используется для запросов соединения и для их откликов (paging). IAC служит для информационных запросов.

Поле код синхронизации (64 бита) состоит из 24-битового адреса узла — инициатора соединения (paging). Алгоритм вычисления адреса узла гарантирует невозможность перепутывания идентификаторов разных устройств даже в случае приема их с ошибками.

Поле хвостовик служит для обеспечения синхронизации.

Поле заголовок содержит 18-битовый заголовок кадра, который повторяется трижды (18*3=54 бита). Он содержит в себе флаги подтверждения и нумерации, а также средства управления потоком.

Поле адрес (AM_ADDR — 3 бита — MAC-адрес) определяет один из восьми узлов, которому предназначен кадр. AM_ADDR однозначно определяет один из сетевых клиентов пикосети.

Поле тип (4 бита) характеризует тип передаваемого кадра, метод коррекции ошибок и число временных интервалов, из которых состоит кадр.

Бит FLOW (поток) устанавливается подчиненным узлом и уведомляет о том, что его буфер заполнен.

Бит ACK (подтверждение) указывает на подтверждение, посылаемое вместе с кадром. Если этот бит = 1, предыдущий пакет успешно доставлен.

Бит SEQN (последовательность) служит для нумерации кадров, что помогает обнаруживать повторные передачи. Для каждого очередного пакета этот бит инвертируется. Данный протокол предполагает ожидание, поэтому одного бита оказывается достаточно.

Поле HEC представляет собой 8-битовую контрольную сумму. Принимающая сторона анализирует все три копии заголовка бит за битом. Значение бита определяется мажоритарной схемой (2 или 3 совпадающие бита из трех определяют истинное значение).

Кадры могут иметь длину 1, 3 или 5 тактов. Все кадры передаются между главным и подчиненным узлами по логическому каналу, называемому соединением.