【蓝牙连接】深入连接细节分析

一，子设备如何被主机连接？

1，子设备被连接前提条件？

仅可连接设备可被主机连接，我们拿可连接扫描广播举例，如下所示：

当子设备处于被发现后，主机可根据扫描后的结果或发起直连的方式对设备进行连接。

2，子设备何时接收连接请求？

**主机：**当主机对某一地址设备进行连接请求时，首先校验收到的广播的设备地址是否与当前发起连接的地址相符，继而发起CONNECT_IND(连接请求)

Ellisys抓包分析如下：

在收到Primary Advertising Channel的广播间隙，有发起方主动发起连接请求。

3，子设备如何处理连接请求？

3.1 子设备定义

通过广播发起且为连接请求事件CONNECT_IND PDU(5)，定义为Peripheral Connection。

非加密设备我们通过连接请求可获取到如下信息：

• 连接基础参数（连接间隔，超时时间，从属延迟）
• 发送窗口长度，发送窗口偏移
• 信道表，跳频参数，CRC种子，频偏率等等
• 主机端地址，从机端地址

这里除了我们关心的连接参数外，我们还需要注意对于单Peripheral连接设备（部分芯片支持多peripheral），当收到连接请求且校验完上述数据后，将在链路层主动关闭可连接广播，同时设定下一个数据信道频率。

3.2 关于如何选择下一个信道？

我们按照上述方式选择了CSA#1默认算法，基于信道表+算法#1，我们算出第一个信道为22

举例：这里按照Channel Map: 0x1E00600600, 以及跳频算法 #1 + 跳频增量算得，可以采用matlab仿真或者用工具直接算出22。

3.3 如何确定锚点？

计算出首次信道选取后，我们选定一个锚点，由于示例中仅存在一个连接，我们在一个window offset之后变找到该设备对应的锚点。

二，主机如何连接子设备？

1，主机连接子设备的前提条件？

发起直连方可不依赖广播对空中设备进行发起直连，简单讲：底层收到建立连接的请求方式后，会一直扫描并判定广播标志且匹配地址。当未收到取消连接前会一直处于连接状态，且连接过程占用扫描关闭Host端扫描数据上报。（是否需要关闭Host端扫描以及是否上报数据由不同协议栈决定）

2，主机何时发起连接请求？

参考上述子设备何时接收连接请求。

3，主机如何处理请求后的事件？

3.1 主机定义

通过指定发送连接请求的数据包且成功完成PHY发送处理的包头，定义为Central Connection。（这里有点混淆概念，解释如下：当发起连接请求时我们会指定地址与数据包，当处于扫描状态且通过校验该数据包，我们可判定已完成发起连接请求）

3.2 主机连接子设备需要设定哪些数据？

• 扫描广播并发起连接请求的扫描间隔与扫描窗口
• 基础连接参数设定
• 跳频增量与跳频表由原厂设定默认值（也可以自定义规则，通过host设定）

3.3 主机连接子设备整体时序？

这里从主机逻辑看子设备与主机的交互逻辑，需要说明的是，当空中一直没有匹配地址时，我们将一直等待直到下发取消连接逻辑。

三，连接效率受什么因素影响？

1，如何理解连接效率？

从发起连接到连接完成事件上报，同时可以进行ATT数据交互。

2，连接效率与扫描参数的关系？

为了保障子设备发出一个广播后与主机建立连接，我们需要保证连接时扫描为全窗口接收，当检验并匹配成功后发出连接请求。全窗口在设备第一次为被连接后，可补偿下次连接的成功率。

3，是否可通过牺牲信道提高子设备广播间隔来提高连接效率？（否）

• 通过牺牲信道缩短广播间隔，无法提升连接时效。
• 蓝牙连接时效受广播信道影响，信道越全，连接成功率越高，时效越短。

如下为个人搭建离散数据参考：

1秒数据：

全信道3T+连接时效占比约3.6%，故连接时效控制在0-3T（0-3000ms内）内成功率：96.4%。

全信道1T内连接时效占比约63.57%

700ms数据：

两信道3T+连接时效占比约13.5%，故连接时效控制在0-3T(0-2100ms内)内成功率：86.5%。

两信道1T内连接时效占比约55.5%