观察者设备的主机组件可指示Bluetooth LE 控制器过滤重复的广告数据包。当这种类型的过滤激活时，主机将只接收来自每个唯一设备的单个广告数据包（取决于核心规范在此上下文中对什么是唯一设备的定义）。这样做提高了主机的效率，但缺点是当情况决定观察者设备现在应尝试与其连接时，主机无法知道设备是否仍在范围内。这可能会导致观察者浪费能量，对先前发现的设备进行高占空比扫描，而该设备已不在范围内。

新的监控广告商功能使用主机控制器接口（HCI）事件，在相关设备进入或离开范围时通知主机。

2.4 ISOAL 的改进

等时适配层（ISOAL）使较大的数据帧可以在较小的链路层数据包中传输，并确保接收器可以重组正确处理数据所需的相关定时信息。

ISOAL 可根据某些变量生成有帧或无帧PDU。如果生成的是有框 PDU，延迟会因此增加。

在Bluetooth 核心规范 6.0 版中，ISOAL 通过定义一种新的成帧模式得到了改进，该模式可减少对这一问题特别敏感的用例的延迟。该功能还提高了可靠性。

2.5 LL 扩展功能集

设备可以交换各自支持的链路层功能信息。随着Bluetooth LE 的复杂性和多功能性不断提高，这一功能也得到了增强，以支持更多的功能。

2.6 帧空间更新

Bluetooth 核心规范的先前版本为连接事件或连接等时流 (CIS) 子事件中相邻数据包传输之间的间隔时间定义了一个恒定值。该值在规范中被指定为T_IFS，固定值为 150 µs。

在 6.0 版核心规范中，用于连接或连接等时数据流的帧间距现在可以协商，可以短于或长于 150 微秒。

3.Bluetooth® Channel Sounding

3.1 背景

本节概述了Bluetooth LE 技术的各个方面，有助于更好地理解和欣赏Bluetooth® Channel Sounding 的新功能。

3.1.1 设备定位和Bluetooth LE

自Bluetooth LE 首次在Bluetooth 核心规范中被指定以来，诸如 "到达角（AoA）"和 "离去角（AoD）"方向查找等核心功能以及 "查找我"（Find Me配置文件）等大量相关配置文件已将Bluetooth LE 确立为一种流行的位置服务技术。

图 1 - 使用 AoA 和 AoD 查找方向

此外，在标准Bluetooth LE 广告数据包中传输的几种专有信标信息格式已被广泛采用。

许多应用需要计算两个Bluetooth 设备之间的距离。在Bluetooth 核心规范 6.0 版发布之前，这只能通过一种称为路径损耗计算的方法来实现。这种方法要求接收设备测量接收到的信号强度（称为RSSI），并知道远程设备在离发射器一定参考距离（如 1 米）处发射的信号强度。此外，相关物理学表明，接收器的信号强度与其与发射器距离的平方成反比。有了发射器的参考信号强度、RSSI 和这一简单的数学关系，就可以计算出距离值。

图 2 - 距离上的反平方路径损耗

路径损耗计算适用于对距离计算精度要求不高、一致性和可靠性要求不高的情况。当两个设备之间的距离相对较小时，由于信号强度最初会迅速下降（见图 2），因此路径损耗计算可以获得相当好的结果。但在较远距离上，信号强度的微小变化可能会对应较大的距离范围，从而使计算对微小误差非常敏感。这种方法容易受到干扰和其他环境因素的影响。这种方法也不安全，会使应用面临距离欺骗等攻击风险。

资产跟踪、无钥匙进入和点火系统等应用的要求更具挑战性，需要采用更复杂、更安全和更标准化的方法，这样才能获得更准确、更可靠的结果。

3.1.2 数据传输架构

Bluetooth 核心规范定义了多个概念，这些概念共同构成了Bluetooth 数据传输架构。这些概念包括物理传输、物理信道、物理链路、逻辑链路和逻辑传输。定义了用于支持不同应用类型的某些组合和配置，每种组合和配置都具有与拓扑、定时、可靠性、功率和信道使用等属性相关的特定特性。操作模式或运行模式有时被非正式地用来指各种数据传输架构配置。

图 3 -Bluetooth 数据传输架构的一部分

图 3 显示了数据传输架构的一小部分，突出显示了两种最常用的逻辑传输及其相关的物理链路、物理信道和物理传输组件。这两种逻辑传输都与Bluetooth® Channel Sounding 有关。

3.1.2.1 LE-ACL

LE-ACL 是最常用的Bluetooth LE 逻辑传输类型之一，可在两个设备之间提供面向连接的数据通信。事实上，ACL 连接通常被简称为连接。

请求连接的设备称为中心设备。接收并批准该请求的设备称为外设。

当两台设备建立 ACL 连接时，它们会商定一些管理其后续通信的定时参数。这些参数中最关键的是连接间隔。 连接间隔 参数以毫秒为单位定义了无线电为该连接提供服务的频率。

ACL 连接可以是加密的，在这种情况下，所有有效载荷都会在数据包传输前由链路层加密，并在对等设备的链路层接收时解密。

3.1.2.2 ADVB

ADVB 是广告广播逻辑传输。它提供一种无连接通信模式，可用于同时向一个或多个设备传输数据，或指示外围设备的存在，以便其他设备发现它。

3.2 关于Bluetooth® Channel Sounding

3.2.1 概述

Bluetooth LE 的Bluetooth® Channel Sounding 功能包括两种不同的距离测量方法，可以单独使用，也可以结合使用。这两种方法分别称为相位测距法（PBR）和往返定时法（RTT）。

与路径损耗法相比，该系统支持更精确的距离测量计算，不易受干扰和环境因素的影响，并集成了多种安全机制。

本节介绍Bluetooth® Channel Sounding 。如需更深入、更全面的解释，请参阅相关论文Secure Fine Ranging withBluetooth Channel Sounding ，该论文可从 Bluetooth SIG 网站获取，https://www。bluetooth.com 。

3.2.2 技术要点

3.2.2.1 系统结构

Bluetooth® Channel Sounding 是在 1:1 拓扑中两个连接设备之间进行的。希望计算自身到另一设备距离的设备称为发起方。另一台设备称为反射器。

在channel sounding 期间，启动器和反射器在预先约定的时间段内进行多次双向交流。

在Bluetooth 协议栈中，channel sounding 主要是Bluetooth 控制器的功能，而不是协议栈的主机部分。启动器控制器将底层测量数据传递到主机，并最终通过主机控制器接口（HCI）传递到应用层。应用程序有责任使用控制器提供的channel sounding 数据来计算距离测量值。

图 4 - CS 设备作用和主机/控制器功能分布

使用Bluetooth Channel Sounding 的设备可能包括天线阵列。这可以提供一系列不同的通信路径，减少多径传播的影响，从而提高距离测量的准确性。

3.2.2.2Bluetooth® Channel Sounding 和数据传输架构

图 5 描述了完整数据传输架构的一个子集，并显示了为支持channel sounding 而新增的物理链路和物理信道类型。

图 5 - CS 和数据传输架构

Channel sounding 是通过两个设备之间的 ACL 连接启动的。一旦channel sounding 启动，ACL 连接将继续作为链路层控制交换的传输，并为channel sounding 无线电活动调度提供定时参考。Channel sounding 使用新的Channel Sounding 物理链路和Channel Sounding 物理信道。

中心设备或外围设备可分别扮演启动器和反射器角色。

3.2.2.3 距离测量方法

3.2.2.3.1 基于相位的测距（PBR）

PBR 方法利用了无线电信号的一个基本特性，即相位及其与频率和波长的关系。相位可视为波周期的一部分，通常用 0 至 2π 弧度之间的角度表示。相位的变化有时归因于相位旋转。

图 6 - 几个波周期内的相位值示例

图 6 显示了与无线电信号中的点相对应的相位值示例。请注意这些值在多个波周期内的循环重复性质。

使用 PBR 时，启动器以给定频率_f1向反射器发射信号。反射器向启动器发回信号，启动器在收到回复后，测量接收信号的相位，我们在此将其称为_Pf1。

图 7 - 启动程序发送channel sounding 信号，反射程序发出回声

接着，发射器发射另一个无线电信号，这次频率不同，为_f2。反射器再次将接收到的信号回传给发射器。频率的改变会改变波长，因此发射器在接收到反射器回波时测量到的相位_Pf2也会随之改变。

现在，启动器可以使用频率差（_f1-_f2）、相位差（_Pf1-_Pf2）和光速公式计算两个设备之间的距离。

在实际应用中，设备通常会以两个以上的不同频率交换两个以上的信号，因为有了更多的低电平测量值，就能提高应用计算距离测量值的精度。

启动器测量到的相位值会随着设备之间距离的增加而变化，但在某一点上会重置为零，相位值开始重复。这是因为相位旋转具有周期性，如图 6 所示。在距离测量中，这种现象被称为距离模糊，因为相同的相位值可能在多个不同的距离上出现。究竟何时首次出现距离模糊，取决于channel sounding 信号频率之间的差值。这个差值被称为频率间隔。一般来说，频率间隔越大，距离模糊越早出现。Bluetooth 希尔思使用的频率间隔为 1 兆赫，距离模糊在 150 米左右才会出现。

将 PBR 与第二种距离测量方法 "往返计时 "结合使用，可以解决距离模糊的问题。

3.2.2.3.2 循环时序 (RTT)

RTT 方法是发起者向反射者发送数据包，反射者再发回同样的数据包。只有在这一点上与 PBR 方法有相似之处。

为了能够计算距离测量值，启动程序在传输其数据包时会记录一个时间戳。这个时间称为 "出发时间 "或 "ToD"。在收到反射器的回复数据包时，它会再次记录一个时间戳，这个时间称为到达时间或 ToA。

如果我们把 ToD 和 ToA 之间的时间称为_TA-D，那么用_TA-D乘以光速 (c)，再除以 2（因为这是双向往返时间），就可以得到传输距离的测量值。不过，这只是对传输距离的粗略估计，因为它没有考虑到反射器接收数据包、处理数据包、做出响应和传输数据包所需的时间。这一处理过程所需的时间看似很短，无关紧要，但以光速（在真空中）传输的无线电波可以在一微秒内传播 300 米，因此在计算飞行时间时，很小的误差都会对计算出的距离产生很大影响。因此，准确确定无线电信号实际飞行的时间是使用 RTT 方法获得准确距离测量的关键。

Bluetooth Channel Sounding 中的 RTT 可确保知道反射器绕过接收到的 CS 数据包并将其发送回启动器所需的时间，因此可在计算中使用该时间值来得出更精确的飞行时间。

Bluetooth 核心规范定义了几种捕捉 ToA 和 ToD 时间戳的不同方法。所选方法的复杂程度和准确性各不相同。最精确的时间捕捉方法被称为分数定时估计。尽可能精确地捕捉 ToA 和 ToD 值将获得最精确的距离测量结果。

3.2.2.4Channel Sounding 初始化

在channel sounding 开始之前，发起方和反射方必须建立加密 ACL 连接。该连接用于安全交换与channel sounding 初始化程序相关的链路层控制 PDU。

Bluetooth® Channel Sounding 有自己独特的安全功能。第一个要执行的channel sounding 程序是 CS 安全启动程序。该程序为两个设备配备初始化向量 (IV)、实例化非密钥 (IN) 和个性化向量 (PV) 值，这些值随后将在channel sounding 期间用作新安全功能确定性随机比特生成器 (DRBG) 的输入。DRBG 用于channel sounding 的许多安全功能（见 3.2.2.10 ）。 3.2.2.10Bluetooth® Channel Sounding 安全性概述).加密 ACL 连接的安全性可保护重要数据的交换。

Bluetooth® Channel Sounding 功能为开发人员提供了一系列选项，用于控制或影响所使用的距离测量方法、测量精度、程序导致的延迟、安全性和其他变量。设备不一定具有完全相同的channel sounding 能力，CS 能力交换程序允许两个设备交换有关能力和偏好的信息。

交换功能数据后，设备参与 CS 配置程序，并就channel sounding 程序启动时的配置参数达成一致。

使用 PBR 方法时，反射器会以相同的频率回传从启动器接收到的信号。但是，所有设备生成信号的频率都会有一定程度的误差，即预期或想要的 频率与实际测量的生成信号频率不同。频率与波长直接相关，而 PBR 方法正是基于这种关系。因此，反射器回波信号频率的不准确性会影响距离测量的准确性。因此，设备制造商可能会为设备配备一个名为 "分数频率偏移执行误差 (FAE) 表 "的数据表，该表针对一组参考频率，提供了生成信号的频率与预期或请求频率之间的差值，以百万分率 (ppm) 表示。使用模式-0[1]FAE 表请求程序，启动器可向反射器请求 FAE 表，并在进行计算时将该数据考虑在内。

完成初始化程序后，channel sounding 。这需要两个设备进行一系列不同类型的交换，以便进行测量，供应用程序用于距离计算。

3.2.2.5 时间划分

Channel sounding 涉及Channel Sounding 物理信道的使用，该信道来自一般的Bluetooth 数据传输架构（见3.2.2.2Channel Sounding 和数据传输架构）。这定义了射频活动如何细分和使用时间。

3.2.2.5.1 事件、子事件和步骤

Channel sounding 在一系列程序中进行。每个程序由若干事件组成，每个事件又分为若干子事件。在这种分级方案中，时间的最终细分是步骤。启动器和反射器之间的射频交换就是在步骤中进行的。

图 8 -Channel Sounding 示例配置中的程序结构

各种配置参数控制着这一结构的方方面面，包括不同级别元素之间关系的心数（例如每个子事件的步骤数）、事件的持续时间以及在步骤中发生的活动。例如，子事件中总是至少有 2 个步骤，最多 160 个步骤。每个程序最多有 256 个步骤。

3.2.2.5.2 定时锚点

所有channel sounding 程序、事件、子事件和步骤的开始时间都直接或间接锚定到相关 LE ACL 连接中的选定连接事件，在该连接上执行链路层程序以启动channel sounding 。

3.2.2.6Bluetooth® Channel Sounding 步骤

3.2.2.6.1 数据包和音调

在 CS 步骤期间，设备交换一系列称为 CS 同步数据包的数据包，也可选择交换称为 CS 音调的音调。

CS 同步数据包可使用 LE 1M 或 LE 2M PHY 传输。GFSK[2]调制方案，与其他Bluetooth LE 数据包一样。

CS 音调是一种使用振幅偏移键控（ASK）来创建频率固定的符号的信号。

步骤有一个相关的模式，其编号为 0 至 3（含 3）。模式定义了步骤中交换的细节及其目的。

模式 0 步骤与校准有关，允许启动器确定反射器生成的特定频率与其自身频率的差异程度。这将产生一个称为分数频率偏移（FFO）的值，用于计算补偿频率生成差异。模式 0 步骤涉及 CS 同步数据包的交换。
模式-1 步骤在应用往返定时（RTT）方法时使用 CS 同步数据包。
模式 2 的步骤包括交换 CS 音调，以实现基于相位的测距（PBR）。
模式-3 步骤可交换 CS 同步数据包和 CS 提示音，并允许在一个步骤中收集 RTT 和 PBR 方法的数据。对模式-3 的支持是可选的。

channel sounding 程序中使用哪种步骤模式取决于Bluetooth 核心规范中的规则和两台设备商定的配置。这包括使用哪种或哪几种距离测量方法，即 RTT 和/或 PBR。

3.2.2.6.2 模式组合和排序

Bluetooth Channel Sounding 在程序中，步进模式可以按不同模式组合和排序，应用层可以在配置过程中行使很大的控制权。应用层还可以配置要执行的channel sounding 程序的重复次数，以及影响数据包或音调交换数量和某些内容的其他变量。

在确定要建立的最佳配置时，应用将考虑距离测量的精度要求、延迟容忍度和安全需求等问题。例如，一般来说，更多的交换机将提供更多的测量，可能有助于提高精确度，但代价是延迟增加。

每个子事件总是涉及至少两种不同的步骤模式。模式-0 总是启动每个子事件，同一子事件中的其他步骤可以使用一种或两种其他模式，但必须符合Bluetooth 核心规范中列出的某些允许组合，表 1 重复了这些组合。

Main_Mode	Sub_Mode
Mode-1	None
Mode-2	None
Mode-3	None
Mode-2	Mode-1
Mode-2	Mode-3
Mode-3	Mode-2

表 1 - 允许的非模式 0 模式组合。

表 1 还介绍了主模式（Main_Mode）和子模式（Sub_Mode）。这些术语与通过一些配置参数创建重复步进模式的方式有关。配置过程中，1-3 模式中的一种将被指定为主模式，另一种可选为子模式。

一般来说，步进模式排序遵循这种模式：

一个或多个模式 0 步骤启动子事件。
随后是一连串的 n 个主要模式步骤，其中 n 是随机选择的，并在设定的范围内。
按照Bluetooth 核心规范所称的子模式插入过程，一个子模式步骤紧跟 n 个主模式步骤的序列。

除子事件必须始终以一个或多个模式 0 步开始这一一般规则外，步进模式序列与子事件边界无关。完整序列可以跨越多个子事件。

3.2.2.7 射频通道

3.2.2.7.1 信道和信道过滤

channel sounding 中定义了 72 个信道，每个信道的宽度为 1 兆赫，信道索引值独一无二。这些信道的安排可确保避开 LE 一级广告信道。

信道宽度为 1 兆赫，而不是通常的 2 兆赫，这就确保了使用相邻信道的 PBR 信号之间的频率间隔在 150 米左右才会出现距离模糊。

一个名为 CS 信道图的特殊信道图指明了哪些信道应纳入信道选择，哪些应避免。链路层控制程序允许发起方和反射方根据本地射频条件对该表进行更新。

跳频是从标记为可用的信道中选择一个新信道。这通常发生在每一步执行之前，除非使用了称为 "主模式重复 "的模式排序功能。

3.2.2.7.2 信道选择

Channel Sounding 中定义了一套新的三通道选择算法（CSA）。它们统称为 CSA #3，单独称为 CSA #3a、CSA #3b 和 CSA #3c。

CSA #3a 仅用于选择在模式 0 步骤中使用的通道。

CSA #3b 和 CSA #3c 都设计用于非模式 0 步骤，但在channel sounding 程序实例中只能使用其中之一。

channel sounding 期间保留两个通道列表。第一个仅用于 CSA #3a 和模式 0 梯级的通道选择。第二个用于 CSA #3b 或 CSA #3c 的非模式-0 步骤。

CSA #3a 和 CSA #3b 的工作方式相同，但作用于不同的频道列表。它们使用相同的算法，对标记为包含的信道进行随机排序，以创建一个洗牌信道列表。洗牌频道列表中的每个条目都是唯一的，只能使用一次。当洗牌频道列表中的所有条目都被使用过之后，它就会重新生成，创建一个新的随机频道列表。

CSA #3c 算法与 CSA #3b 算法有很大不同。信道图中包含的信道子集被组织成组，并在组内生成形成形状的信道模式。CSA #3c 在某些情况下可能会在检测反射信号路径方面提供一些优势。详情请查阅Bluetooth 核心规范。 CSA #3c 支持是可选的。

3.2.2.8 LE 2M 2BT PHY

Bluetooth LE 的物理层包括几种被称为 PHY 的允许配置的定义。PHY 的定义包括所使用的调制方案及其参数，如符号率、最小频率偏差和带宽-比特周期积（BT）。

在Bluetooth 核心规范 6.0 版之前，有三种已定义的 PHY。它们的名称分别是 LE 1M、LE 2M 和 LE Coded。LE 编码 PHY 与 LE 1M 完全相同，只是数据包需要进行额外的编码，以实现错误检测和纠正。

6.0 版中引入了名为 LE 2M 2BT 的新物理层配置。这种新的物理层配置只能与Bluetooth® Channel Sounding 一起使用。

四种 PHY 的比较见表 2。

	LE 1M	LE Coded	LE 2M	LE 2M 2BT
Symbol Rate	1 Msym/s	1 Msym/s	2 Msym/s	2 Msym/s
BT	0.5	0.5	0.5	2.0
Min. Frequency Deviation	185 kHz	185 kHz	370 kHz	420 kHz
Error Detection	CRC	CRC	CRC	N/A
Error Correction	NONE	FEC	NONE	N/A
Requirement	Mandatory	Optional	Optional	Optional. Only to be used with Channel Sounding.

表 2 - PHY 比较

带宽-比特周期乘积（BT）是信号的一种属性，它提供了信号带宽与符号持续时间之间关系的信息。

BT 会影响构成符号的无线电脉冲的形状和跨度。BT 值越高，脉冲越窄、越方；BT 值越低，脉冲越宽、越圆。

BT 值为 2.0 可提高channel sounding 对某些物理层攻击的安全性。参见 3.2.2.10Bluetooth® Channel Sounding 安全性概述.

3.2.2.9Channel Sounding 步的信噪比控制

某些无线电发射机能够调整信噪比（SNR），使其在指定范围内。信噪比控制功能允许发起方和反射方设备商定一个信噪比输出电平，以便在 CS 模式-1 和模式-3 步骤期间用于 CS 同步数据包传输。调整信噪比需要人为地在信号中混入一定程度的噪音。由于两台 CS 设备都知道输出 SNR，因此这种噪音的存在对两台 CS 设备来说不是问题。这种技术降低了某些类型的物理层中间主控攻击的风险。

3.2.2.10Bluetooth® Channel Sounding 安全概述

距离测量解决方案所独有的安全问题通常涉及到这样一种威胁：不受信任的设备以某种方式欺骗一个受信任的设备，使其认为另一个受信任的设备距离足够近，从而允许或采取某些行动。例如，在无钥匙进入系统中，如果一个恶意设备能够欺骗门锁，使其认为相关的可信无线钥匙卡离门很近，可以自动解锁，那么未经授权的一方就可以进入系统。

安全专家认识到一系列与距离测量有关的攻击。其中一些涉及独立的恶意设备伪造来自受信任设备的通信（称为欺骗），另一些则是中间人（MITM）攻击类型，这些攻击转发来自受信任设备的信号，通常在此过程中操纵信号或其数字内容，导致受信任设备错误计算其与受信任设备之间的距离。此类攻击的复杂程度、实施的复杂性和成本各不相同。

Bluetooth Channel Sounding 包括一系列功能，可作为应对一系列距离测量安全威胁的对策。这些功能可分为四类：

结合使用 PBR 和 RTT 方法。

使用 PBR 和 RTT 两种方法的数据计算距离，可以对数值进行交叉核对。如果出现明显差异，应用程序应予以怀疑。针对这两种方法并产生兼容的、足够相似的结果以避免被交叉检查发现的攻击被认为是非常复杂和昂贵的。

比特流和传输模式的随机化。

在比特流中随机选择的位置传输随机比特值。随机比特值和位置是使用新的确定性随机比特发生器（DRBG）生成或选择的。启动器和反射器都拥有相同的 IN、IV 和 PV 值（见 3.2.2.4）。 3.2.2.4Bluetooth® Channel Sounding 初始化因此，它们各自的 DRBG 实例在调用时会产生相同的随机比特流。这意味着两台合法设备都知道应该期待什么样的随机比特值，也知道在哪里可以找到这些随机比特值。恶意设备不掌握 IN、IV 和 PV 值，因此只能猜测这些值。在每次交换中猜中比特流所有随机部分的概率非常低。此外，某些时隙会被随机用于或不用于传输，这同样由 DRBG 控制，只有合法的 CS 设备才能预测。

抵御符号操纵

某些 MITM 攻击涉及篡改无线电符号，使目标设备错误地计算与其他合法设备的距离。这种攻击依赖于攻击者在几微秒内从潜在射频信道范围内找到传输信号，然后迅速操纵符号。
在使用信噪比控制功能时，传输中的噪声会增加攻击者分析信号所需的处理时间。如果需要足够的额外处理时间，攻击就会失效。
LE 2M 2BT PHY 的符号跨度较短，因此符号较难通过这种方式截获和操纵。

射频信号分析技术，包括攻击检测。

Bluetooth 核心规范包括对Bluetooth® Channel Sounding攻击检测系统的描述。其中包括一个标准化指标，用于报告应用层正在遭受攻击的概率。该指标称为归一化攻击检测器指标或 NADM。NADM 值由控制器根据对接收信号的评估来分配，采用滑动量表的形式，在一定范围内显示攻击的可能性，从攻击极不可能开始，增加到最上限的攻击极有可能。表 3 包含 NADM 值定义，转载自Bluetooth 核心规范。

NADM Value	Description
0x00	Attack is extremely unlikely
0x01	Attack is very unlikely
0x02	Attack is unlikely
0x03	Attack is possible
0x04	Attack is likely
0x05	Attack is very likely
0x06	Attack is extremely likely
0xFF	Unknown NADM. Default value for RTT types that do not have a random sequence or sounding sequence.

表 3 - NADM 值

此外，如果需要，Bluetooth 控制器实施者和应用程序开发者还可以使用额外的保障措施来增强Bluetooth Channel Sounding 安全功能提供的标准安全功能。

3.2.3 更多信息Bluetooth® Channel Sounding

关于Bluetooth Channel Sounding 功能的更广泛评述，Bluetooth SIG 专门编写了一篇论文。该论文题为Secure Fine Ranging withBluetooth® Channel Sounding ，可从 Bluetooth SIG 网站下载。

Bluetooth 核心规范是实施者的唯一参考。

4.基于决策的广告过滤

4.1 背景

本节将解释Bluetooth LE 技术中与基于决策的广告过滤 (DBAF) 功能相关的方面。

4.1.1 链路层状态

链路层是Bluetooth LE 协议栈中最复杂的部分之一。它定义了用于空中传输的数据包和 PDU，以及作为各种逻辑传输定义一部分的发送器和接收器行为模式。

设备拥有一个或多个链路层实例，每个实例在特定时间处于特定状态。状态和状态之间允许的转换由链路层状态机定义。

图 9 - 链路层状态机

表 4 简要说明了每种链路层状态。

State	Description
Standby	Device neither transmits nor receives packets.
Initiating	Responds to advertising packets from a particular device to request a connection.
Advertising	Transmits advertising packets and potentially processes packets sent in response to advertising packets by other devices.
Connection	In a connection with another device.
Scanning	Listening for advertising packets from other devices.
Isochronous Broadcast	Broadcasts isochronous data packets.
Synchronization	Listens for periodic advertising belonging to a specific advertising train transmitted by a particular device.

表 4 - 链路层状态说明

广告、扫描和启动状态与 DBAF 功能有关。

4.1.2 过滤器策略

过滤策略定义了链路层决定是否接受接收到的数据包并将其传递到下一阶段处理的标准。在不同状态下定义了多种过滤策略。主机可使用 HCI 命令选择和配置过滤策略。

扫描和启动器链路层状态中使用的过滤策略与 DBAF 有关。

处于扫描状态时，链路层实例会对接收到的广告数据包应用扫描过滤策略。在增加 DBAF 功能之前，定义了两种基本的扫描过滤策略。未经过滤的扫描过滤策略会接受所有接收到的广告数据包。使用过滤扫描过滤策略时，只接受来自过滤接受列表（由主机填充）中标识的设备的广告数据包。扩展扫描过滤策略定义用于定向广告，其中 PDU 包括广告数据包的目标设备地址。

启动器过滤策略类似于扫描过滤策略，但其目的是选择那些可连接的广告 PDU。[3]连接请求可能会被发送到这些 PDU。在 DBAF 之前，定义了两种启动程序过滤策略。在第一种情况下，只选择来自特定设备的可连接广告数据包。第二种情况是，接受来自过滤接受列表中所有设备的可连接广告数据包。

在所有情况下，过滤策略的应用都会导致链路层做出接受或丢弃接收到的数据包的决定。

4.1.3 扩展广告

Bluetooth 核心规范定义了几种广告形式。广告广播 (ADVB) 逻辑传输涉及按照略微随机化的时间安排传输广告数据包。ADVB 的基本形式称为传统广告，更复杂的变体称为扩展广告。

传统广告只涉及在三个主要广告信道（信道索引值分别为 37、38 和 39）上传输数据包，不涉及其他次要广告信道。

扩展广告使用全部 40 个Bluetooth LE 射频信道。标题数据在主信道上以 ADV_EXT_IND PDU 类型传输。这种 PDU 类型不包括 AdvData 字段，因此不携带应用数据有效载荷。相反，它通常包含一个称为 AuxPtr 的字段，该字段引用了包含 AUX_ADV_IND PDU 的相关辅助数据包，该数据包在 37 个辅助广告信道中的一个信道上传输。该 PDU 包含 AdvData 有效载荷字段。

AuxPtr 包括一个信道索引值，表示辅助数据包将在哪个信道上传输、使用的 PHY 以及定时偏移量，以便接收器知道何时、何地以及如何接收。在辅助信道上传输并通过 AuxPtr 字段从主信道上的数据包引用的数据包称为辅助数据包，而引用的数据包称为上级数据包。

较大的应用数据有效载荷可能会被分割，并作为一系列链接的 PDU 发送。该系列以 AUX_ADV_IND PDU 开始，然后以若干 AUX_CHAIN_IND PDU 继续。AUX_ADV_IND PDU 和每个连续的 AUX_CHAIN_IND PDU 都使用 AuxPtr 字段进行链接。图 10 显示了一个以 PDU 链为特征的扩展广告示例。

图 10 - 使用 PDU 链的扩展广告

ADV_EXT_IND 等扩展广告 PDU 包括一个扩展标头。它包含一系列字段，根据Bluetooth 核心规范中的规定，这些字段在 PDU 中的存在是强制性、可选或有条件的。

4.1.4 启动状态

在启动状态，设备试图从扫描状态过渡到连接状态。为此，设备会监听目标设备的可连接广告 PDU，并在收到后回复 CONNECT_IND PDU（传统广告）或 AUX_CONNECT_REQ PDU（扩展广告）。

4.1.5 问题

DBAF 可提高扫描设备的有效工作周期，以应对可能出现的扩展广告使用情况。它通过解决一个被称为 "分心"的问题来实现这一目标。

4.1.5.2 分散注意力

4.1.5.2.1 什么是分心？

在主通道上传输的 ADV_EXT_IND PDU 不包含应用层数据。在某些情况下，观察者（扫描设备）必须跟踪 AuxPtr，在辅助信道上接收相关的辅助 PDU，并检查 AdvData 有效载荷字段的内容，然后才能决定是否对广告数据感兴趣。为此，它必须停止对主信道的扫描，转而对 AuxPtr 字段中指示的辅助信道进行扫描。

根据不同的情况，很多时候可能会发现广告数据并不重要。这是一个问题，因为在观察者扫描 AuxPtr 所指示的辅助信道期间，它不再扫描主信道，因此可能会错过相关的数据包。

在这种情况下，跟随 AuxPtr 扫描并接收一个对应用层不感兴趣的数据包被称为分心。

分心会降低观察者的有效占空比。由于分心而导致主通道上的数据包丢失，会降低使用扩展广告作为无连接数据传输机制的设备的整体数据传输速率，并增加其他设备的延迟。

4.1.5.2.2 广告集和重复数据

扩展广告 PDU 的扩展标头字段包括一个名为 AdvDataInfo (ADI) 的可选字段。ADI 包含两个子字段：广告数据 ID (DID) 和广告集 ID (SID)。SID 标识传输 PDU 所属的广告集。DID 包含一个随机数，只有在同一广告设备传输的 PDU（属于同一广告集会员）包含新数据时才会改变。

AdvDataInfo 可以包含在主信道上传输的 ADV_EXT_IND PDU 中，这些 PDU 有一个与之相关的辅助数据包。这使扫描设备有机会只选择属于相关广告集的 PDU，并识别它们已经接收到的重复数据。当上述任一条件适用时，观察者可避免在辅助信道上扫描辅助数据包。

AdvDataInfo 字段有助于避免浪费对次级信道的扫描，但对于某些情况来说，这种机制还不够完善。

4.2 关于基于决策的广告过滤

4.2.1 概述

DBAF 引入了一种新的扩展广告 PDU，称为 ADV_DECISION_IND，非正式地称为决策 PDU。这种 PDU 类型用于替代 ADV_EXT_IND 扩展广告 PDU，并在主通道上进行类似的传输。

决策 PDU 包含应用指定的数据，扫描仪可对这些数据进行评估，以便做出更明智的决策，决定是否对相关的 AUX_ADV_IND 辅助数据包感兴趣，从而决定是否在其 AuxPtr 字段引用的辅助信道上开始扫描。

广告设备可以配置决策 PDU 的内容，以便相关设备可以轻松检查接收到的数据包是否相关。

扫描设备可以配置其过滤策略，对接收到的决策 PDU 内容进行一系列逻辑检查，从而可靠地识别相关数据包，并扫描相关的辅助数据包，以获取其应用有效载荷数据。

图 11 - DBAF 概述

4.2.2 效益

DBAF 的优势在于应用程序可以对控制器过滤接收到的数据包进行更复杂的控制。未通过应用程序指定过滤检查的决策 PDU 将被丢弃，不进行辅助数据包扫描，从而避免分散注意力。

使用决策 PDU 代替 ADV_EXT_IND 扩展广告 PDU 有可能大幅提高有效占空比，并减少主信道上由于分心问题而出现的数据包遗漏。这在有大量广告设备使用扩展广告的环境中尤为明显。

在使用扩展广告作为数据传输的基础承载（如作为信息传输）的情况下，数据吞吐率不会因传输而降低，否则会造成干扰。

4.2.3 技术要点

4.2.3.1 广告

4.2.3.1.1 决策 PDU

决策 PDU 正式名称为 ADV_DECISION_IND PDU，在 LE 1M 或 LE 编码 PHY 的链路层数据包中传输。图 12 显示了 ADV_DECISION_IND PDU 的结构，以及如何通过 LE 1M（未编码）PHY 将其纳入链路层数据包。

图 12 - LE 未编码链路层数据包和 ADV_DECISION_IND PDU

AdvMode 和扩展标头字段出现在所有扩展广告 PDU 中。AdvMode 表示广告事件类型或定义的三个值。

AdvMode	Mode
0b00	Non-connectable and non-scannable
0b01	Connectable and non-scannable
0b10	Non-connectable and scannable
0b11	Reserved for future use

扩展报头字段包含各种标准字段，其存在与否取决于 PDU 类型、广告模式、PHY 和应用偏好等因素。AdvDataInfo (ADI) 字段包括用于识别重复数据的 DID，也是一个扩展报头字段。

AuxPtr 是唯一必须包含在决策 PDU 中的扩展标头字段。

决策 PDU 的特定字段是决策类型标志字段和决策数据字段。

扫描设备可指定对接收到的决策 PDU 进行检查，此类检查可能涉及扩展标头中的字段、信号强度（RSSI）或广告设备在决策数据字段中提供的特定类型的补充数据。

判定数据包含标准子字段，目前只指定了其中一个。这就是可解决标记字段。将来可能会定义其他子字段。Resolvable Tag 等标准子字段未占用的空间可用于其他任意数据。

图 13 - 决策数据字段

判定类型标志字段表示判定数据字段中存在哪些子字段。被置位的比特表示Bluetooth 核心规范中与该字段内的比特位置相关联的子字段的存在。位置为 0 的位与可解决标记子字段有关。所有其他比特位都保留给将来使用 (RFU)。

4.2.3.1.2 配置决策 PDU

广告主的主机负责使用决策 PDU 配置和启动广告。

判定类型标志和判定数据字段的值必须由主机提供。这可以通过 HCI 命令LE Set Decision Data 来实现。该命令的参数包括标识广告集的广告句柄、判定类型标志、判定数据长度和判定数据。该命令可在创建广告集后的任何时间调用，包括在广告开始后。这意味着应用层可以根据需要随时更改决定数据字段。

HCI 命令LE Set Extended Advertising Parameters（LE 设置扩展广告参数）用于配置广告集的主要变量，例如广告间隔。该命令的参数之一 "Advertising_Event_Properties（广告事件属性）"是一个位掩码，用于指示与所配置的广告集相关的各种主机要求。例如，如果设置了第 0 位，则表示主机要求控制器使用可连接的广告模式。如果设置了第 1 位，则广告应是可扫描的。

广告事件属性参数定义已更新，允许第 7、8 和 9 位与决策 PDU 结合使用。表 5 概述了这些位的含义。

Bit	Meaning
7	Use decision PDUs when advertising
8	Include AdvA in the extended header of all decision PDUs
9	Include ADI in the extended header of all decision PDUs

表 5 - 广告事件属性和决策 PDU

如图所示，使用 "广告事件属性 "第 7 位，主机可指示控制器在相关广告事件中传输决策 PDU。由于扫描设备控制器可指定使用的决策 PDU 检查非常复杂，因此可能不需要广告商的设备地址和/或 ADI 字段，第 8 位和第 9 位允许排除其中任何一个或两个字段，从而可能将数据包缩短 8 个八位位组，并将 LE 1M 的通话时间缩短 64 µs。

4.2.3.2 扫描

4.2.3.2.1 决策扫描过滤策略模式

如果扫描设备上的应用程序希望使用基于决策的广告过滤，则必须向Bluetooth 控制器说明。这可以通过 HCILE 设置扩展扫描参数命令和扫描过滤策略参数的第 2 和第 3 位来实现。

通过这些位可以选择三种模式中的一种。

Value	Meaning
0b00	No decisions mode. In this mode, decision PDUs are ignored.
0b01	All-PDUs mode. All types of advertising PDU are selected. Decision PDUs are subject to checks specified by the host. Other advertising PDUs are subject to the basic filter policy.
0b11	Decisions-only mode. Only decision PDUs are selected. These are subject to checks specified by the host. Those that pass are reported to the host in HCI advertising reports. Those that fail are discarded.

4.2.3.2.2 决策指示

扫描设备上的应用程序使用LE 设置决策指令命令来指定链路层在执行过滤策略时必须应用于决策 PDU 的测试。

该命令的三个数组参数允许主机配置要进行的测试。

Parameter	Meaning
Test_Flags[i]	The first 4 bits of this field have defined meanings. Bit 0 – Creates partitioned groups of tests. See below. Bit 1 – The test passes if the decision data contains the relevant field and the check made against its value *passes. Bit 2 – The test passes if the decision data contains the relevant field* and the check made against its value *fails. Bit 3 – The test passes if the decision data does not contains the relevant field.* The value in Test_Field[i] identifies the relevant field. Note that the term “relevant field” applies both to fields in the advertising PDU that may be used in decision checks and values which may be measured (e.g. RSSI) or otherwise calculated (e.g. path loss) and used in decision checks.
Test_Field[i]	Identifies the decision data against which the check will be made. The data available for use in decision tests are: Resolvable Tag subfield in Decision Data AdvMode – advertising mode RSSI – received signal strength indicator Path loss calculated from the TX Power field (which must be present) and RSSI AdvA — the advertising device’s address Arbitrary Data (with various options re: minimum length of such data for the field to be regarded as present) Vendor-specific
Test_Parameters[i]	Values to use in checks against the relevant field. The format of this field depends on the relevant field identified in the Test_Field[i] parameter.

4.2.3.2.3 试验组

由 Test_Flags、Test_Field 和 Test_Parameters 三个参数数组代表的测试数组被划分为一个或多个测试组。

由 Test_Flags[0]、Test_field[0] 和 Test_Parameters[0] 表示的第一个测试是第一个测试组的会员。遍历数组中的测试，如果 Test_Flags[i]的第一位被设置，那么它就是新测试组的会员。如果未设置，则是数组中前一个测试组的会员，由索引值 [i - 1] 引用。表 1 显示了一个示例。

Index	Test Flags	Group Membership
0	0b0011	Start of a new group (bit 0 = 1).
1	0b0010	Test is a member of same group as test[0].
2	0b0011	Start of a new group (bit 0 = 1).
3	0b0100	Test is a member of same group as test[2].
4	0b0010	Test is a member of same group as test[2].

表 6 - 显示由测试标志位 0 控制的组会员资格的示例

如果属于同一组的任何一项测试失败，则该组中的所有测试均被视为失败。

4.2.3.2.4 试验评估

请注意，在接下来的描述中，测试是指在 Test_Flags、Test_Field 和 Test_Parameters 参数数组的并行元素中编码的条件。检查是指使用从特定决策 PDU 获取或导出的特定值对测试进行评估。

链路层对每个接收到的决策 PDU 的 DBAF 测试评估如下：

对于主机指定的每个测试，首先要检查相关字段的可用性。这可能是指接收到的 PDU 中是否存在字段，或者是否能够计算或测量测试中使用的指定值。Test_Flags[i]（测试标志）中的第 3 位表示缺少所需字段是否意味着测试通过或失败。

如果存在相关字段，则对 Test_Field[i]（测试字段）和 Test_Parameters[i]（测试参数）中编码的检查进行评估。第 1 位和第 2 位用于确定通过或未通过的校验是指校验通过还是未通过。

组允许指定复合条件，组中的每个测试都与同组中的其他测试有逻辑 AND 关系。换句话说，一个测试组中的所有测试都必须通过，整个测试组才算通过。

(group 1 test 1) AND (group 1 test 2) AND (group 1 test 3)

表 7--同组测试之间的逻辑关系

就整套测试指令而言，如果一组或多组测试通过，则认为整套测试通过。换句话说，每个测试组与其他测试组之间是逻辑 OR 关系。

(group 1) OR (group 2) OR (group 3) OR (group 4)

DBAF 能够根据决策 PDU 中的字段或其派生值制定单独的条件检查，还能根据一系列测试组编码更复杂的复合条件，这两者的结合使 DBAF 成为应用程序的强大过滤机制。

4.2.3.2.5 处理相关字段

具体如何进行检查，以及 Test_Parameters[i] 条目的内容如何格式化，取决于 Test_Field[i] 所指示的相关字段。Bluetooth 核心规范详细介绍了相关字段的格式和规则，在此对每种类型的相关字段进行总结。

可解决标签

Test_Parameters[i]	PDU Data	Check
A 128-bit *key* value.	Decision Data contains a *hash* value and a pseudo random number (*prand*).	Check passes if hash value equals the value obtained by evaluating ah (key, prand). ah is a hashing function defined in the core specification.

AdvMode

Test_Parameters[i]	PDU Data	Check
A 3-bit Event Type value. The three bits act as flags that map to the three possible values of the AdvMode field.	AdvMode is included in the decision PDU.	Check passes if AdvMode is any of the values indicated by an EventType flag as accepted.

RSSI

Test_Parameters[i]	PDU Data	Check
A range of RSSI values expressed as a minimum and a maximum in dBm.	Measured by the controller for each received packet.	Check passes if the measured RSSI falls within the range specified in the test.

路径损失

Test_Parameters[i]	PDU Data	Check
A range of path loss values expressed as a minimum and a maximum in dBm.	Calculated by the controller as the difference between the TX Power field in the received PDU and the RSSI for that packet.	Check passes if the calculated path loss falls within the range specified in the test.

AdvA

Test_Parameters[i]	PDU Data	Check
Contains a field called *Check* that indicates how to check the AdvA address field in the received decision PDU and zero, one or two test address values and types.	AdvA is a field which may be included in decision PDUs.	Depending on the *Check* parameter field, evaluation of the check will pass if either: 1. AdvA in the PDU is in the controller’s Filter Accept List. 2. AdvA in the PDU matches the first of two possible addresses in the Test_Parameters[i] field. 3. AdvA in the PDU matches either of the two addresses in the Test_Parameters[i] field.

任意数据

Test_Parameters[i]	PDU Data	Check
Contains an 8-octet *Mask* and an 8-octet *Target* value.	The decision PDU Decision Data field contains an Arbitrary Data subfield.	The controller performs a bitwise AND of the *Mask* and the Arbitrary Data value (zero-padded if necessary). If the result matches the *Target* parameter, the check passes.

特定供应商

Test_Parameters[i] 值的解释和测试中应用的条件逻辑，顾名思义是针对特定供应商的。

4.2.3.2.6 可重置标签和密钥共享

可重置标签提供了一种简单的方法，将 PDU 标记为与特定应用和设备相关。为使该系统正常工作，用于哈希生成和检查的密钥值必须在适当的设备之间共享。实现的机制和程序将在未来的 GATT 属性和配置文件规范中定义。

4.2.3.3 启动

主机将控制器的启动过滤 策略配置为以多种受支持的方式运行，其中一些涉及决策 PDU。如果策略中涉及决策 PDU，则在应用决策指令方面对接收到的 PDU 的处理与扫描状态相同。

5.监测广告商

5.1 背景

本节将解释Bluetooth LE 技术中与监控广告商功能相关的方面。

5.1.1 设备发现

Bluetooth LE 中广告的目的之一是便于发现设备。通过每隔一段时间广播小数据包，设备会通知范围内的其他设备它的存在。同时，设备还可以表明自己愿意并能够接受来自其他设备的连接。

通过扫描可发现其他设备。扫描使设备的无线电每隔一段时间进入接收模式，并在一定时间内监听主Bluetooth LE 信道中的传输。当广告设备在扫描设备当时正在监听的信道上广播数据包时，扫描设备就会接收到该数据包，广告设备也就被发现了。

Bluetooth LE 技术的一个基本理念是为发现设备而发布广告。

图 14 - 广告和扫描

5.1.2 连接

发现广告设备后，下一步通常是扫描设备尝试连接广告设备，这可能是为了响应用户的操作，例如从列表中选择设备。

连接可通过发送 CONNECT_IND PDU 以回复传统广告 PDU（如 ADV_IND PDU）或发送 AUX_CONNECT_REQ PDU 以回复 AUX_ADV_IND 扩展广告 PDU 来实现。在这两种情况下，连接请求都是在与被响应 PDU 相同的信道上发送的。

连接设备必须先进行扫描，才能接收到可发送连接请求的 PDU。通常情况下，最好能快速建立连接，为此将使用高占空比扫描。这就要求无线电在大部分时间内开启并处于接收模式，以尽可能快地接收到所需的可连接广告数据包。一般来说，扫描是一种相对耗电的操作，而高占空比扫描则更加耗电。

图 15 - 连接

5.1.3 范围

扫描设备只有在两个设备彼此处于一定范围内的情况下，才能接收到广告设备发出的数据包并作出响应。范围取决于许多因素，如传输功率、接收器灵敏度和环境性质。设备作为发射器时的范围可能与作为接收器时的范围不同。与之进行通信的另一设备的距离也可能与第一个设备显示的距离不同。

超出范围并不一定意味着接收不到另一设备传输的信号。一个设备可能能够接收到另一个设备的传输信号，但如果接收到的信号强度与任何背景噪声的比值（即信噪比或 SNR）使接收器无法从传输中提取数据，而又不会产生过高的错误率，那么这两个设备就被视为超出了传输范围，因为从所有意图和目的来看，它们都超出了传输范围。

如3.1.1 定位服务和Bluetooth LE 中所述，RSSI 可作为距离的粗略代用指标，并用于计算路径损耗。对于某些应用而言，只有当另一设备在范围内且距离足够近时，连接才有意义。使用案例可能是评估的关键部分。也许只有当用户距离另一台设备很近时，连接才有意义。因此，有时会定期测量 RSSI 并进行评估，然后应用程序才会认为自己与另一台设备的距离足够近，有必要与其建立连接。

5.1.4 筛选重复文件

当链路层处于扫描状态时，Bluetooth LE 控制器中的链路层会接收广告数据包。广告设备按配置的时间间隔重复发送数据包。当用于设备发现目的时，广告数据包的内容往往不会随时间而改变。

控制器从一个或多个设备接收到的广告数据包中的数据会在人机交互事件中传达给主机。为向主机报告广告数据定义了几种 HCI 事件类型，使用哪种类型取决于所涉及的广告类型。例如，传统广告使用 LE 广告报告事件。如果是扩展广告，则使用 LE 扩展广告报告事件。如果使用定期广告，则使用 LE 定期广告报告事件。

广告，尤其是来自环境中多个设备的广告，会产生大量人机交互广告报告，每份报告都通过内部传输从控制器传递到主机。使用应用程序接口（API）注册以接收广告数据的应用程序可能会收到大量回调，但这些回调中传递的数据却一成不变，因此其价值值得怀疑。

不过，重复接收来自同一设备的不变广告数据包确实有一定价值。它允许扫描设备跟踪其他设备当前是否在范围内。

幸运的是，允许主机启用扫描的 HCI 命令（LE Set Scan Enable和LE Set Extended Scan Enable）都有一个名为 Filter_Duplicates 的参数。这允许主机向控制器指出是否应向其发送重复广告报告。

图 16 显示主机在未启用重复过滤的情况下启用了扫描。

图 16 - 广告数据包和报告

图 17 显示了启用扫描并开启重复过滤功能的情况。请注意，只有收到的第一个广告数据包才会向主机发送广告报告。

图 17 - 过滤重复的广告 PDU

Filter_Duplicates 选项作用于来自所有设备的所有广告数据包，因此无法将其仅应用于特定设备，而不过滤来自其他设备的所有广告数据包。

因此，应用程序可以做出选择。第一种选择是接收所有广告报告，并保持对另一个设备是否在范围内的最新感知，但这将产生大量的人机交互流量和应用代码回调。另一种选择是抑制重复广告报告的报告，但会立即失去对相关设备是否仍在范围内的跟踪。这两种方案都不理想

5.1.5Bluetooth 低功耗音频和接收器的可用性

在通用音频配置文件 (CAP) 术语中，"接受者"（Acceptor）是指可以接受来自另一设备（称为 "启动者"）的音频流的设备。建议发起方不要使用 "过滤接受列表"（见4.1.2 过滤策略），因为该列表中通常填有发起方已绑定的设备地址。个人音频设备很可能已经绑定，但低功耗音频涉及的不仅仅是个人音频。

为了获得最佳的用户体验，当需要建立音频流时，应尽可能减少延迟。因此，跟踪候选接收器是否在范围内是可取的。扫描音频设备只是为了检查它是否仍在范围内，然后再扫描并连接，这样做既浪费时间和精力，又会对延迟和用户体验产生不利影响。

低功耗音频使用案例是设计 "监控广告商 "功能的主要依据之一。

5.2 关于监测广告商

5.2.1 概述

使用 Filter_Duplicates 参数抑制报告与已报告给主机的数据包相同的广告数据包，会使主机在连接时无法确定广告设备是否仍在范围内。连接前通常要进行昂贵的高占空比扫描，如果目标设备已不在范围内，那么这项活动就完全是在浪费能源。监控广告商功能解决了这一问题。

使用监控广告功能时，主机会指示控制器跟踪一个或多个广告设备的存在。监视广告 "功能不会在每个接收到的广告数据包中都向主机发送一份广告报告，而是在被监视设备超出范围时通知主机一次，在其重新进入范围时再通知一次。这为应用程序跟踪其可能希望连接的设备提供了一种有效的方法。它还考虑到了应用程序对信号强度的要求。

当应用程序决定连接到其中一个受监控的设备时，在收到设备在范围内的通知后，连接前的扫描就不会白费力气了。目标设备应该存在并在范围内，因此扫描将产生一个广告数据包，并发送连接请求作为回应。

监控广告商 "独立于 "过滤接受列表"（见4.1.2 过滤器策略）运行，因此可以轻松地将 "过滤接受列表 "仅用于绑定的设备，而将 "监控广告商 "用于所有设备，无论这些设备是否已与扫描设备绑定。

低功耗音频启动音频流的设备（CAP 启动器）就是定义了该功能的一类产品。

5.2.2 技术要点

5.2.2.1 受监测的广告商名单

Bluetooth 核心规范定义了监控广告商列表。这是控制器中的一个数据结构，包含主机希望跟踪的广告设备列表。

列表中的每个设备都有几个参数，每个条目都可以看作是一个相关的定时器。此外，每个条目都有一个名为 "等待 RSSI 高值"的状态，该状态由执行系统维护。该状态表明受监控设备是否在范围内。如果 "等待 RSSI High "为 true，则表示设备不在范围内。

通过了解 "监测的广告商列表 "中的参数，可以了解控制器如何进行监测。

Parameter(s)	Description
Address and Address Type	The address and address type of the device to be monitored. These two parameters allow the controller to identify and monitor the device.
RSSI Threshold Low	If the RSSI of all advertising packets from this monitored device stays at or below this value for the period of time indicated by the Time Out parameter then it is said that a loss-of-signal has occurred. When this happens, the controller notifies the host using an HCI LE Monitor Advertisers Report event. The state of this device set to Awaiting RSSI High.
RSSI Threshold High	If the RSSI of an advertising packet received from this monitored device is greater than or equal to this value, and the device state is Awaiting RSSI High then the controller sends a HCI LE Monitor Advertisers Report event to the host to inform it that the device is in range. The state for this device is cleared or set to indicate that it is no longer awaiting an RSSI above the high threshold and the timer that is used to monitor for loss of signal is reset.
Time Out	A time in seconds used to monitor for signal loss. If no RSSI measurement exceeds the RSSI Threshold Low parameter in this period then loss-of-signal is said to have occurred.

5.2.2.2 主机控制器接口

主机配置监控广告商列表，并通过主机控制器接口 (HCI) 接收与受监控设备相关的事件。定义了三个命令和一个事件。

HCI Command or Event	Description
LE Monitored Advertisers List command	Used by the host to add or remove an entry from the Monitored Advertisers List or to clear the list completely. An array of one or more devices to be monitored plus their associated RSSI thresholds and timeout parameter are provided in this command.
LE Monitored Advertisers Enable command	Allows the host to enable or disable advertiser monitoring in the controller.
LE Read Monitored Advertisers List Size command	Allows the host to determine the total number of entries the controller can currently accommodate in its Monitored Advertisers list. Note that this value may change at any time.
LE Monitored Advertisers Report event	Generated by the controller whenever for a monitored device there is a loss-of-signal or the device comes back into range. The Condition parameter indicates which of these two conditions is responsible for the event having been generated.

5.2.2.3 示例

图 18 展示了监控广告商的运行情况。图示的左半部分包含一个信息序列图。广告设备被描绘成一个整体，而扫描设备则分为控制器和主机两部分，以便查看两部分之间的人机交互通信。

图的右半部分显示 RSSI 值、已设置的 RSSI 低阈值和高阈值，以及计时器和等待 RSSI 高状态信息。

时间从图表的顶部流向底部。关注点按字母顺序标注在左侧时间轴上。表 8 汇总了以下内容。

Point
A	The scanner’s host starts by asking the controller how many advertising devices it can monitor. The host then adds a device to the list along with RSSI low, RSSI high and timeout values (not shown). Finally, the host tells the controller to enable advertiser monitoring.
B	At this point the illustration starts to show advertising packets transmitted by the first device. Note that the device could have been advertising prior to this point but the packets are only shown from here. Received packets have an RSSI that is greater than the configured low threshold and so the timer for the monitored device is reset as each packet is received.
C	The next few packets received after point C have an RSSI that is lower than the low RSSI threshold and so it is at point C that the timer is last reset and the timer runs from that point.
D	A series of low RSSI packets are now received and at point D, a timeout occurs. The controller indicates the loss of signal condition to the host by sending a LE Monitor Advertisers Report event with condition == 0x00. The device is now in the Awaiting High RSSI state in the monitoring advertisers list.
E	At point E, the first of a series of packets whose RSSI is above the low threshold is received. For each such packet, the timer is reset.
F	At point F, the RSSI value exceeds the RSSI High threshold. The host is informed that the monitored device is back in range with a sufficiently strong signal via a LE Monitor Advertisers Report event with condition == 0x01 sent by the controller. The device is no longer in the Awaiting High RSSI state.

表 8 - 监测广告客户示例 - 关注点

图 18 - 使用中的 "监测广告商 "示例

6.ISOAL 增强

6.1 背景

本节将解释Bluetooth LE 技术中与Bluetooth LE 协议栈等时适配层 (ISOAL) 增强功能相关的方面。

6.1.1 等时通信

Bluetooth LE 数据传输架构包括 LE CIS 和 LE BIS 逻辑传输，其中 CIS 表示连接异步流，BIS 表示广播异步流。这些逻辑传输由 LE 等时物理链路和 LE 等时物理通道支持。

图 19 - 等时通信和数据传输架构

当设备间传输的数据有时间限制时，就会使用等时通信。这意味着接收器在处理传输数据时必须严格遵守时间关系。

Bluetooth 低功耗音频使用等时通信可确保多个相关数据流在同一时间由各自的接收器呈现。更具体地说，举例来说，这意味着左立体声声道的音频数据和右立体声声道的音频数据可由音频源设备在不同时间传输，但将由两个独立的音频接收设备（如左和右耳塞）以用户期望的方式同时呈现两个立体声声道。

CIS 为等时通信提供了一种以连接为导向的方法。CIS 通常涉及小型设备组，例如一部智能手机和一副助听器。不过，通信可以是双向的，因此助听器可以包括一个麦克风，同时充当音频源和音频汇。

BIS 涉及等时数据广播，用于向一大批设备传送音频等等时数据。不过，通信是单向的。

异步通信，尤其是在处理音频数据时，会遇到许多挑战。

首先是在多个完全独立的设备上正确同步呈现数据（在本例中是播放音频）。这正是等时通信要解决的问题。

延迟有时是一个问题，有时则不是。只有当用户有其他参照物来比较音频设备中声音的预期时间和他们所体验到的声音的实际时间时，他们才有可能意识到延迟。例如，如果助听器用户既能听到周围的声音，又能听到传输到助听器的声音，那么如果存在明显的延迟，用户就会感觉到周围的声音和放大的声音之间存在滞后。Bluetooth 等时通信允许选择低延迟配置，以帮助满足此类设备的要求。

可靠性非常重要，因为在许多音频场景中，对数据丢失的容忍度是有限的。CIS 和 BIS 都包含提高可靠性的机制。

6.1.2 数字音频

等时通信并非仅用于音频应用，但却是其最初设计的主要用途。数字音频数据的生成方式带来了一定的挑战，而Bluetooth LE 协议栈中称为等时适配层（ISOAL）的一层可以解决这些问题。

音频通过一个称为采样的过程转换成数字格式。采样涉及以固定的时间间隔测量和记录信号的振幅，这将产生大量数据，在Bluetooth 低功耗音频的情况下，这些数据最终需要传输。

Bluetooth 低功耗音频使用名为 LC3 的编解码器[4]它对采样数据采用压缩算法，大大减小了数据的大小。编解码器一般通过识别和利用一系列连续样本中发现的模式来工作。因此，编解码器需要同时分析一系列样本才能工作。

编解码器一次分析的样本集合称为一帧。帧有固定的持续时间，通常以毫秒为单位，包含的样本数由采样率决定。例如，如果采样率为 44.1 KHz，10 毫秒的帧包含 441 个样本。

6.1.3 ISOAL

6.1.3.1Bluetooth 架构中的 ISOAL

数字音频等数据由系统的应用层产生。应用层位于Bluetooth 堆栈的主机部分，通常是操作系统（OS）服务或在操作系统上运行的用户应用程序。在Bluetooth 核心规范中，为等时通信提供数据的层被简单地称为上层。

Bluetooth 链路层使用一种等时逻辑传输方式与一个或多个其他设备进行数据通信。链路层在Bluetooth 控制器中实现，该控制器通常是一个片上系统。

ISOAL 以服务数据单元(SDU) 与 ISOAL 交换等时数据，ISOAL 则与链路层交换协议数据单元 (PDU)。图 20 显示了Bluetooth 系统这三个部分之间的关系。

图 20 -Bluetooth 架构中的 ISOAL

主机和控制器是典型的独立组件，通过 USB 或 UART 等支持的传输方式之一，使用主机控制器接口相互通信。

6.1.3.2 ISOAL 解决的问题

在两个重要领域，上层数据生产者的运行参数与链路层的运行参数之间的差异可能会导致问题的复杂化。

首先是上层产生的 SDU 的大小。通常情况下，SDU 要比链路层支持的最大 PDU 大得多。

ISOAL 使上层能够生成比链路层在单个 PDU 中所能处理的 SDU 更大的 SDU。

第二个问题与时间有关。链路层的数据传输是在间隔时间发生的事件中进行的。这个时间间隔可取一系列值，一般称为ISO 时间间隔。上层也会以一定的时间间隔产生帧，并以 SDU（SDU 代表服务数据单元）的形式向下传递。上层产生 SDU 的时间间隔称为SDU 间隔。

控制器链路层使用的 ISO 间隔通常与主机上层使用的 SDU 间隔不同，而且这两个间隔值也不是整数倍。此外，这两层的活动不同步也很常见，因此数据通过系统时可能会出现等待延迟。需要注意的是，如果链路层在事件发生期间没有来自上层的数据要传输，则会传输一个空 PDU。

图 21 显示了 SDU 和 PDU 生产不同步的影响。

图 21 - 非同步 SDU 和 PDU 的生成

要传输的数据与时间紧密相关，接收器必须能够还原这种时间关系，并确保在处理数据时达到预期结果。这始终是一个问题，但当上层和传输层之间没有同步时，问题就更加复杂了。

ISOAL 允许上层生成 SDU 的速率不同于链路层传输等时 PDU 的速率，并允许它们的运行不同步。

6.1.3.3 ISOAL 处理路径

等时数据通过 ISOAL 有两种可能的路径，图 22 用不同的颜色表示了这两种路径。

如果 SDU 间隔是 ISO 间隔的整数倍，并且上层和传输层的操作同步，那么就会通过一个称为分片的过程产生非成帧 PDU。否则，将生成有帧 PDU，并应用称为分段的过程。

图 22- ISOAL

6.1.3.4 无框架和有框架 PDU

如果使用的是非成帧 PDU 路径，那么大于链路层允许的最大 PDU 大小的 SDU 会被一个称为片段的过程分割成更小的部分。片头指示片段是整个 SDU，还是 SDU 的开始、继续或结束。

在反方向上，SDU 由从链路层接收到的较小的未成帧 PDU重新组合而成。

如果使用有帧 PDU 路径，则会对 SDU 执行一个称为分段的过程。与分片一样，这也是将 SDU 分割成带有报头的较小部分，但表示 SDU 开始的报头还包含定时偏移信息，这样接收器就能重新组合并保留这些关键的定时信息。

SDU 在一个或多个链路层 PDU 中传输，具体取决于分片或分段过程的结果。

6.1.3.5 成帧模式

Bluetooth 核心规范中定义了成帧模式。在 6.0 版之前，只定义了两种成帧模式，分别对应有帧或无帧情况。

6.1.3.6 ISOAL 分段的问题

ISOAL 成帧过程处理上层传给它的数据的两个方面。它将较大的 SDU 分割成较小的 PDU，从而使其得以传输；它还确保数据与时间的关系得以保留并可以重建。

细分有两个问题，视应用而定，可能重要，也可能不重要。

首先是可靠性。在任何无线通信系统中，数据包丢失的概率总是存在的。如果一个包含音频数据的 SDU 被分割成多个 PDU，通过一系列相应的链路层数据包在空中传输，那么其中任何一个或多个数据包丢失的概率就会增加，从而导致整个 SDU 丢失。

第二个问题是延迟。如果采用分段，那么接收设备的上层必须等到收到 SDU 的所有分段后才能重新组合和处理。就音频而言，这意味着要重新创建一个音频帧，并使用 LC3 进行解码。[5]编解码器进行解码，然后再进入音频渲染阶段。这个等待时间就是延迟。

6.2 关于 ISOAL 增强功能

异步适配层有一种新的成帧模式，称为 "未分段成帧模式"。主机可通过在 HCI LE 设置 CIG 参数命令或 LE 创建 BIG 命令的成帧参数中指定 0x02 的值来选择该模式。

非分段成帧模式允许使用成帧的 PDU，并保留每个 SDU 的定时信息，但无需进行分段。这种新的成帧模式有两个好处。首先，消除了分段过程造成的延迟。其次，降低了因数据包丢失而导致 SDU 丢失的风险。

6.2.1 减少延迟

通过消除成帧过程中的分段，每个链路层数据包实际上都包含了一个完整的 SDU。在低功耗音频的情况下，这相当于一个完整的音频帧，上层无需等待收到一系列数据包后才能对收到的音频数据进行解码和处理。

6.2.2 提高可靠性

应用分段时，单个 SDU 作为多个数据包的有效载荷进行传输。假设数据包丢失的概率不变，则传输整个 SDU 所需的数据包越多，丢失一个或多个 SDU 部分的概率就越大。

使用非分段成帧模式时，最大 PDU 大小总是足以包含整个 SDU，而无需分段。因此，上层的 SDU 与链路层传输的 PDU 之间是一一对应的关系。因此，数据包丢失的风险不会像分段为每个 SDU 产生多个 PDU 那样增加。

7.LL 扩展功能集

7.1 背景

链路层（LL）是Bluetooth LE 堆栈的一个复杂层。它定义了许多功能，称为特性。

对功能的支持通常是可选的。在使用某项功能或执行与这些功能有关或依赖于这些功能的 LL 程序之前，设备需要确定其Bluetooth 控制器和远程设备的控制器是否支持该功能。为此，Bluetooth 核心规范定义了一个名为FeatureSet的 8 八位位掩码和一个功能交换过程。

FeatureSet 的定义为其 64 位中的每一位赋予了意义。位值为 1 表示支持相关特征，位值为 0 表示不支持相关特征。

功能交换链路层控制流程涉及在连接中由中心设备启动时交换 LL_FEATURE_REQ 和 LL_FEATURE_RSP PDU。外围设备也可以启动该过程，但要发送 LL_PERIPHERAL_FEATURE_REQ PDU，由中心设备回复 LL_FEATURE_RSP。所有这三种 PDU 类型都包含 FeatureSet 比特掩码，该掩码表示发送设备支持的功能。图 23 显示了由中心设备（此处描述为设备 A）启动的功能交换链路层控制流程。

图 23 - 中央启动的本地线路功能交换程序

随着时间的推移，Bluetooth 变得越来越复杂，其功能列表也在不断增加。FeatureSet 位掩码的 64 位已不足以涵盖Bluetooth 核心规范 6.0 版及其未来版本所定义的大量功能。

图 24 显示了Bluetooth 核心规范 5.4 版中定义 FeatureSet 字段位含义的表格末尾。此处只有 63 位未分配。

图 24 -Bluetooth 核心规范版本{亚特兰大版本号}中的 FeatureSet 字段

7.2 关于 LL 扩展功能集

7.2.1 概述

LL 扩展功能集 提供了一种方法，通过这种方法，设备可以将功能集字段中已分配位的功能以外的其他功能表示为支持或不支持。它的设计旨在支持Bluetooth 技术在未来的发展，其容量足以容纳 1984 个支持指示位。

7.2.2 技术要点

LL 扩展功能集 本身是一种链路层功能，设备要么支持，要么不支持。这由 FeatureSet 字段中的第 63 位数值表示。

FeatureSet 位掩码已被放大并划分为可寻址页。第 0 页包含前 64 位，这些位是根据Bluetooth 核心规范 6.0 版之前的字段规范定义的。然后是 10 个页面，从 1 开始依次编号，每个页面大小为 192 位（24 个八位位组）。

支持 LL 扩展功能集功能的设备可通过功能页面交换程序发现对方的扩展功能集。该程序可由中心设备或外围设备启动。

已定义两条新的人机交互命令和一个新的人机交互事件，供 LL 扩展功能集使用。它们分别是LE 读取所有本地支持功能命令、LE 读取所有远程功能命令和LE 读取所有远程功能完成事件。

调用 LE Read All Remote Features（LE 读取所有远程特性）命令会传输一系列 LL_FEATURE_EXT_REQ PDU，远程设备会用 LL_FEATURE_EXT_RSP PDU 对每个 PDU 作出回应。当检索到所有远程 FeatureSet 页面时，将在 LE 读取所有远程特性完成事件中向启动主机报告详细信息。请参见图 25。

图 25 - LL 扩展功能集交换

LL_FEATURE_EXT_REQ 和 LL_FEATURE_EXT_RSP PDU 具有相同的结构，链路层数据 PDU CtrData 字段中有三个字段。表 9 显示了这些 PDU 类型中的字段。

CtrData
MaxPage (1 octet)	PageNumber (1 octet)	FeaturePage (24 octets)

表 9 - LL_FEATURE_EXT_REQ 和 LL_FEATURE_EXT_RSP PDU 的内容

MaxPage 字段用于表示存在非零位的最高页码。

PageNumber 字段用于标识扩展 FeatureSet 中 24 八位字节页面的编号，其值被请求或报告。

FeaturePage 包含由 PageNumber 标识的页面中的 192 位值。

功能页面交换程序可由主机启动，也可由链路层自主启动。已定义现有 HCI 命令和事件的新版本，以便主机使用扩展功能集功能。

8.帧空间更新

8.1 背景

本节将解释Bluetooth LE 技术中与帧空间更新增强功能相关的方面。

8.1.1 帧间空间

链路层定义空中接口协议，其中包括定义称为帧间空间（IFS）的时间间隔。

IFS 必须包含在同一信道上发送的两个连续数据包之间。在Bluetooth Core Specification 6.0 版之前，该时间段使用符号标识符 T_IFS，固定值为 150 µs。

各种传输类型还规定了事件或子事件中传输的最后一个数据包结束与下一个事件或子事件开始之间必须存在的最短持续时间。

8.1.2 连接状态

图 9 描述了链路层状态机。有两种逻辑传输类型可在连接状态下运行。它们是面向连接的异步逻辑传输（ACL）和连接的等时流（CIS）。

ACL 传输允许一台扮演中心角色的设备在连接事件期间与另一台扮演外设角色的设备交换数据包。

图 26 显示了Bluetooth 核心规范 6.0 版之前定义的 ACL 连接示例，固定值 T_IFS 定义了同一连接事件中从中心向外设或从外设向中心发送的数据包之间必须存在的时间间隔。此外，从一个连接事件结束到下一个连接事件开始之间必须至少有一段 T_IFS 的时间间隔。

图 26 -通过 ACL 连接交换的数据包

CIS 采用子事件系统，在子事件中交换数据包。在 6.0 版之前，同一子事件中数据包之间的时隙也被定义为固定值 T_IFS，如图 27 所示。此外，还定义了一个称为最小子事件空间（Minimum Subevent Space）的时间段，其符号名称为 T_MSS。在一个 CIS 子事件结束和下一个 CIS 子事件开始之间必须至少有一段 T_MSS 时间。在 6.0 版之前的Bluetooth 核心规范中，T_MSS 与 T_IFS 具有相同的 150 µs 固定值。需要注意的是，CIS 有一个相关的 ACL 连接，用于建立 CIS 和交换影响 CIS 的链路层控制 PDU。

图 27 - 通过连接的等时数据流（CIS）交换的数据包

8.2 关于帧空间更新

8.2.1 概述

Bluetooth 核心规范》6.0 版对帧间距作了如下修改：

为适用于 ACL 连接和 CIS 的时间间隔分配了五个不同的符号名称。
数值不再固定为 150 µs。
五种帧间距类型的默认值均为 150 µs，但中央和外围设备可在建立连接后协商新值。

帧空间值可以比默认的 150 µs 短或长。

这一变化仅适用于 ACL 连接和连接的等时数据流。其他传输类型继续使用 150 µs 的固定帧间距，现在使用符号名称 T_IFS_150。

较短的帧空间值可提高总体吞吐量。可从更短的帧空间和更高的数据吞吐率中获益的应用举例如下：

健身追踪器必须将所有累积数据一次性传输到智能手机或笔记本电脑等联网设备上。
固件更新。
Bluetooth 低功耗音频.通过连接的等时数据流发送的音频数据包可以更快、更短地发送。这就降低了与其他设备发生碰撞的可能性。
将无线电用于 Wi-Fi 等其他用途的设备有更多时间进行这些活动。

较长的帧空间值可能有利于处理能力相对较低的控制器，使控制器有更多时间处理较长的数据包。

8.2.2 技术亮点

8.2.2.1 间距类型

ACL 连接定义了三种间距类型。表 10 总结了 ACL 连接的新间距类型。

Spacing Type Symbolic Identifier	Definition
T_IFS_ACL_CP	The duration of the required spacing time which must exist from the end of a packet transmission by the Central device and the start of the following slot in the same connection event, which may potentially be used by the Peripheral.
T_IFS_ACL_PC	The duration of the required spacing time from the end of a packet transmission by the Peripheral device in a connection and the start of the following slot to potentially be used by the Central in the same connection event.
T_IFS_END	The minimum time to elapse between the end of a connection event and the start of the next one.

表 10 - ACL 连接的新帧间距类型和标识符

图 28 描述了 ACL 连接中的连接事件和数据包传输，新的间隔类型用符号标识符表示。

图 28 - ACL 连接中的新帧间距类型

为连接的等时数据流定义了两种间隔类型。表 11 概述了 CIS 的新间隔类型。

Spacing Type Symbolic Identifier	Definition
T_IFS_CIS	The duration of the required spacing time from the end of a packet transmission by the Central device in a CIS and the start of the following transmission by the Peripheral.
T_MSS_CIS	The minimum subevent space which is the minimum time that must elapse between the end of a packet transmitted in one subevent and the start of the next subevent.

表 11 - CIS 的新帧间距类型和标识符

图 29 描述了连接的等时数据流中的子事件和数据包传输，新的间隔类型用符号标识符表示。

图 29 - 连接的等时数据流 (CIS) 中的新帧间距类型

控制器可根据Bluetooth LE PHY（LE 1M、LE 2M 和 LE 编码）配置为使用不同的间隔类型值。

在任何情况下，间距参数的默认值都是 150 µs，间距参数的允许设置值范围是 0 至 10,000 µs。

在所有情况下，允许误差为 ±2 µs。

8.2.2.2 帧空间更新

链路层规范定义了一个新程序，称为帧空间更新程序。通过使用该程序，设备可以为某些或所有支持的 PHY 的每种适用间隔类型协商值。

中央设备或外围设备均可启动帧空间更新程序。这可通过在连接上发送 LL_FRAME_SPACE_REQ 来实现。作为回应，另一台设备必须发送一个 LL_FRAME_SPACE_RSP PDU。

LL_FRAME_SPACE_REQ PDU 包括以下字段：

Field	Meaning
FS_MIN	The minimum requested frame spacing in microseconds.
FS_MAX	The maximum requested frame spacing in microseconds.
PHYs	A single octet bit mask where bit 0 indicates the LE 1M PHY, bit 1 indicates the LE 2M PHY and bit 2 indicates the LE Coded PHY. One or more of these bits may be set to indicate the PHYs for which the frame spacing update is being requested.
Spacing Type	A 2-octet bit mask which indicates the spacing parameters for which new values are being requested. Bit 0 indicates T_IFS_ACL_CP, bit 1 indicates T_IFS_ACL_PC, bit 2 indicates T_IFS_END, bit 3 indicates T_IFS_CIS and bit 4 indicates T_MSS_CIS.

响应设备应用Bluetooth 核心规范中的规则验证请求。如果请求有效且可以满足，则返回一个 LL_FRAME_SPACE_RSP PDU，其中包含要使用的帧空间值。这将是设备可支持的请求范围内的最低值。两个设备都采用新值，并将变化通知主机。

如果请求无法满足，则返回一个 LL_REJECT_EXT_IND PDU，错误代码设置为不支持的功能或参数值，并且使用中的帧间距参数保持不变。

8.2.2.3 主机控制器接口

主机控制器接口已更新，以支持新的帧空间更新程序。

该程序由主机向其控制器发送新的 HCI_LE_Frame_Space_Update 命令启动。该命令包含要求提供新帧空间值的间隔类型和时间范围，以及新值应适用的 PHY。

帧空间更新程序完成后，会通过新的 LE 帧空间更新完成事件将更改通知主机。

图 30 显示了启动帧空间更新程序时主机和控制器之间以及设备之间的交互情况。

图 30 - 帧空间更新 HCI 和链路层交互

9.结论

Bluetooth 核心规范 6.0 版延续了Bluetooth 技术定期更新的趋势，增加了新的功能和技术改进。

Channel Sounding 这将为可靠和精确的距离测量提供一种基于标准的安全方法，许多类型的产品都将从中受益。

在使用Bluetooth 扩展广告进行无连接数据传输时，基于决策的广告过滤将提高吞吐量和可靠性。

对广告商进行监控对应用程序开发人员非常有用，可以提供更好的用户界面和更好的用户体验。

对 ISOAL 所做的改进将有利于那些用户认为低延迟非常重要的音频应用。

LL 扩展功能集功能可为当今和未来最复杂、功能最丰富的设备提供功能支持。

10.参考文献

Item	Location
Bluetooth Core Specification version 6.0	https://www.bluetooth.com/specifications/specs/
The Bluetooth LE Security Study Guide	https://www.bluetooth.com/bluetooth-resources/le-security-study-guide/
Bluetooth® Channel Sounding Technical Overview paper	https://www.bluetooth.com/channel-sounding-tech-overview/

注释

[1]模式-0 将在 3.2.2.5.1 事件、子事件和步骤中解释。
[2]高斯移频键
[3]可连接的广告 PDU 是允许将连接请求作为响应的 PDU
[4]低复杂度通信编解码器
[5]低复杂度通信编解码器--《美国广播公司》使用的音频编解码器。Bluetooth 低功耗音频

Bluetooth®核心规范 6.0 版

1.导言

2.一瞥

2.1Bluetooth® Channel Sounding

2.2 基于决策的广告过滤

2.3 监测广告商