廣播信道空中包
在學習BLE的過程中，對於廣播信道的空中包有許多混淆的地方，包括各個空中包的用途，幀格式等。現在想把他們做一個總結和歸納。
BLE廣播信道中的空中包分為有以下幾種：
- 可連接非定向廣播 （ADV_IND）
- 可連接定向廣播 (ADV_DIRECT_IND)
- 不可連接廣播 (ADV_NONCONN_IND)
- 掃描請求 (SCAN_REQ)
- 掃描響應 (SCAN_RSP)
- 連接請求 (CONNECT_REQ)
- 可掃描通知 (ADV_SCAN_IND)
下面將分別詳細介紹下這幾種空中包。
空中包幀格式
之前的博文中有介紹BLE協議空中包的格式，所有空中包格式如下圖所示：
廣播信道空中包的PDU部分如下圖所示：
Header部分如下圖所示：
接下來將結合6中廣播信道的空中包來解釋幀格式中各個字段的意義
可連接非定向廣播 （ADV_IND）
可連接非定向廣播，是使用最為頻繁的廣播包，幾乎所有提供了連接功能的BLE設備都使用這種空中包。
可連接的意思是，該設備提供了能與之建立鏈路層連接的功能；非定向的意思是，並非只有某個特定的設備才能與之建立連接。可連接非定向合起來的意思是，所有收到該廣播的設備，都可與之建立鏈路層連接
接下來看一下這種廣播包幀格式中的payload部分，如下圖所示：
由上圖可知，payload部分包含2個字段：AdvA和AdvData
- AdvA： Adv Address，它表示廣播者的設備地址
- AdvData：廣播數據，包括service data，service uuid以及manufacture data等等。
那么AdvA中的設備地址到底是公共設備地址還是私有設備地址呢？我們知道Header部分有一個字段TxAdd，占位1個bite。如果該比特為0，則表示AdvA是公共設備地址；如果該比特為1，則表示AdvA是私有設備地址
可連接定向廣播 (ADV_DIRECT_IND)
可連接定向廣播，是指明了對方設備地址的，為之提供了連接功能的廣播包。簡而言之就是，只有廣播包中指定的那個設備才能與之建立鏈路層連接，其余設備的連接請求均被忽略。
幀格式中的payload部分，如下圖所示：
由上圖可知，payload部分包含2個字段：AdvA和InitA：
- AdvA：Adv Address，它表示廣播者的設備地址
- InitA：表示接收者的設備地址，它指明了該廣播包的接收者地址，也表示后續也只有該設備才能與之建立鏈路層連接
Header中的TxAdd字段表示AdvA地址是公共地址還是私有地址；RxAdd字段表示InitA地址是公共地址還是私有地址。相應的，如果為0表示公共地址；如果是1，則表示私有地址
不可連接廣播 (ADV_NONCONN_IND)
不可連接廣播，通常用於向周圍的設備周期性的廣播一些特定的信息，附近的任何設備都可以接收這種廣播包，但不可與之建立連接。
例如，這種廣播包可用於防丟器的應用場景，在一些容易丟棄的物件上內置BLE芯片，並周期性的廣播不可連接廣播包，手機掃描這種廣播包，同時也會獲得這種廣播包的接收信號強度（RSSI），接收信號強度是與距離相關的，手機離設備遠的時候，它的強度就弱，弱到一定程度手機就會發出報警聲，表示物件已經離開手機很遠了。
幀格式中的payload部分，如下圖所示：
它的payload部分和可連接非定向廣播包一模一樣，只不過它是不可連接的。
掃描請求 (SCAN_REQ)
上面說到的那些廣播包都是廣播者發出的空中包，掃描請求是掃描者向指定的廣播者發出的空中包，廣播者收到掃描請求后，要立即回復掃描響應
掃描請求的payload部分如下圖所示：
由上圖可知，它包含2個字段：ScanA和AdvA：
- ScanA：Scanner Address， 表示掃描者的設備地址
- AdvA：廣播者的設備地址
我們知道對於掃描請求來說，掃描者是發送方，廣播者是接收方。所以Header中的TxAdd表示掃描者的設備地址類型，RxAdd表示廣播者的設備地址類型，相應的，為0表示公共設備地址，為1表示私有設備地址
掃描響應 (SCAN_RSP)
掃描響應是廣播者發出的空中包，它是作為對掃描請求的響應，其中會攜帶一些與廣播者相關的數據，並返回給掃描者。
掃描響應的payload部分如下圖所示：
由上圖可知，它包含2個字段：AdvA和ScanRspData：
- AdvA：廣播者的設備地址
- ScanRspData：Scanner Response Data，表示返回給掃描者的響應數據
對於掃描響應來說，廣播者是發送方，掃描者是接收方。因而Header中的TxAdd表示AdvA的設備地址類型，0是公共地址，1是私有地址
值得注意的是，雖然掃描響應中並沒有指定掃描者的設備地址，但也只有發出對應掃描請求的設備才能接收該掃描請求，其他設備會將其忽略。
連接請求 (CONNECT_REQ)
連接請求，既不是廣播者發出的，也不是掃描者發出的。它是由發起者發出，並由廣播者來接收，簡而言之就是發起者向指定的廣播者發起的一個連接請求。
發起者在發起連接請求之前，它必須先知道廣播者的設備地址，那么它是如何知道對方地址的呢？一種方式就是通過掃描。我們知道廣播者有2種可連接的廣播包，分別是可連接非定向廣播包和可連接定向廣播包。那么當掃描者接收到其中一種可連接廣播包的時候，它就知道對方的設備地址了，因而可以發起連接請求。如果是可連接定向廣播包，前提是定向的是掃描者自己，那么才能發起連接請求。
連接請求的payload部分如下圖所示：
由上圖可知，payload部分包含3個字段：
- InitA： Initiator Address，發起者設備地址
- AdvA：廣播者設備地址
- LLData：Link Layer Data，表示與鏈路層連接相關的連接參數
LLData的結構如下圖所示：
LLData的內容比較復雜，下面簡單介紹一下：
- AA：Access Address，訪問地址
- CRCInit：用於CRC計算的一個初始值
- WinSize：transmitWindowSize，傳輸窗口的大小
- WinOffset：transmitWindowOffset，傳輸窗口的偏移量
- Interval：connInterval，簡單理解就是一個睡眠喚醒周期的時間
- Latency：connSlaveLatency，表示Slave可以連續多長時間不用監聽信道
- Timeout：connSuppervisionTimeout，設備雙方約定這么長時間之后沒有相互收到對方的包了，那么彼此可以認為連接已經丟失了，比如設備超出距離的情形
- Chm：Channel Map，后續連接中使用到和未使用到的數據信道
- Hop：跳頻的跳數
- SCA：它和Master的睡眠時鍾精度有關
可掃描通知 (ADV_SCAN_IND)
可掃描通知，是廣播者發出的空中包，它會攜帶廣播數據，同時也會響應其他設備的掃描請求，但與可連接非定向廣播包不同的是，他不能響應其他設備的連接請求。
簡而言之就是，可獲取設備信息（廣播數據和掃描響應中的數據），但不能被連接。
可掃描通知的payload部分如下圖所示：
由上圖可知，payload部分包含2個字段：
- AdvA：廣播者的設備地址
- AdvData：廣播數據
Header中的TxAdd為0表示AdvA是個公共地址，為1表示私有地址