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ベースバンド層 (Bluetooth)

辞書:通信用語の基礎知識 無線技術物理層編 (WCPMD)
読み:ベースバンドそう
外語:baseband layer 英語
品詞:名詞
2010/12/28 作成
2011/05/20 更新

Bluetoothのプロトコルレイヤーの一つ。Bluetoothコントローラー内の層であり、つまりHCIより更に下位(物理層寄り)に位置する層である。

Bluetoothコントローラー内では、概ね上から順に次のような階層となる。

このベースバンド層には「ベースバンドリソースマネージャー」と「リンクコントローラー」が置かれ、デバイスの検索や接続などの制御を行なう。

パケット

パケット種類

Bluetooth 2.0までのベースバンド層におけるパケットは、転送レートによりBasic RateとEnhanced Data Rateの二種類がある。

Basic Rateは1Mbps GFSK、Enhanced Data Rateは2Mbps π/4-DQPSKか3Mbps 8DPSKを用いる。

Enhanced Data Rateの場合でも、データのヘッダー部は従来通りのGFSKであり、ペイロード部分を必要に応じてDPSKなどに切り替えることで高速な通信をするという方法で、ベースバンド層の秩序が乱れないようになっている。

いずれも、LSBを最初に送信する。

Basic Rate

  1. アクセスコード (68または72ビット)
  2. ヘッダー (54ビット)
  3. ペイロード (0〜2745ビット)

Enhanced Data Rate

  1. アクセスコード [GFSK]
    1. プリアンブル
    2. シンクワード
    3. トレーラー
  2. ヘッダー [GFSK]
  3. ガード
  4. シンク [DPSK]
  5. Enhanced Data Rateペイロード [DPSK]
  6. トレーラー [DPSK]

アクセスコード

アクセスコードは、68または72ビット。

  1. プリアンブル (4ビット、0101か1010)
  2. シンクワード (64ビット)
  3. トレーラー (4ビット)

68ビットの時には、最後のトレーラー4ビットが省略される。

ヘッダー

パケットヘッダーは18ビットであるが、レート1/3で変調され、結果として54ビット幅相当となる。

  1. LT_ADDR (3ビット) 論理トランスポートアドレス)
  2. TYPE (4ビット) タイプコード
  3. FLOW (1ビット) フロー制御
  4. ARQN (1ビット) ACKインジケーション
  5. SEQN (1ビット) シーケンス番号
  6. HEC (8ビット) ヘッダーエラーチェック

パケットの種類は4ビットのTYPEで表わすが、さらに、論理トランスポートの種類(ACL/SCO/eSCO)と速度(1Mbpsか2/3Mbpsか)で決められる。

HECはその前の10ビットのヘッダーなどから求められる8ビットCRCである。

ペイロード

ペイロード種類

ペイロードは、上位層などに送られるデータが格納される領域である。

パケットの種類ごとに様々にフォーマットが決められている。

一般的なパケットタイプ

  • NULLパケット

    受信確認やフロー制御に使うパケットで、ペイロード長は0である。アクセスコードとヘッダーを伝えることができる。

  • POLLパケット

    ポーリングに使う。ペイロード長は0である。

  • FHSパケット(Frequency Hop Syncronization)

    スレーブ情報をマスターに通知するための制御パケット。

    12フィールド(予備1つ含む)で144ビット長だが、16ビットのCRCを含め、さらにレート2/3で送信するため、結果として240ビット幅相当となる。

SCOパケット

  • HV1パケット

    10情報バイトで、レート1/3で送信するため、結果として240ビット幅相当

  • HV2パケット

    20情報バイトで、レート2/3で送信するため、結果として240ビット幅相当

  • HV3パケット

    30情報バイトで、レート通りで送信するため、結果として240ビット幅相当

  • DVパケット

    データ80ビットと音声45から150ビットを送信できる。

eSCOパケット

  • EV3パケット

    1から30情報バイトで、16ビットCRCを持つ

  • EV4パケット

    1から120情報バイトで、16ビットCRCを持つ

  • EV5パケット

    1から180情報バイトで、16ビットCRCを持つ

  • 2-EV3パケット

    1から60情報バイトで、16ビットCRCを持つ。Enhanced Data Rateでπ/4-DQPSK変調の際に使われる

  • EV5パケット

    1から360情報バイトで、16ビットCRCを持つ。Enhanced Data Rateでπ/4-DQPSK変調の際に使われる

  • 3-EV3パケット

    1から90情報バイトで、16ビットCRCを持つ。Enhanced Data Rateで8DPSK変調の際に使われる

  • 3-EV5パケット

    1から540情報バイトで、16ビットCRCを持つ。Enhanced Data Rateで8DPSK変調の際に使われる

ACLパケット

  • DM1パケット

    1から18情報バイトで、16ビットCRCを持つ

  • DH1パケット

    1から28情報バイトで、16ビットCRCを持つ

  • DM3パケット

    2から123情報バイトで、16ビットCRCを持つ

  • DH3パケット

    2から185情報バイトで、16ビットCRCを持つ

  • DM5パケット

    2から226情報バイトで、16ビットCRCを持つ

  • DH5パケット

    2から341情報バイトで、16ビットCRCを持つ

  • AUX1パケット

    1から30情報バイトで、CRCを持たない

  • 2-DH1パケット

    2から56情報バイトで、16ビットCRCを持つ。Enhanced Data Rateでπ/4-DQPSK変調の際に使われる

  • 2-DH3パケット

    2から369情報バイトで、16ビットCRCを持つ。Enhanced Data Rateでπ/4-DQPSK変調の際に使われる

  • 2-DH5パケット

    2から681情報バイトで、16ビットCRCを持つ。Enhanced Data Rateでπ/4-DQPSK変調の際に使われる

  • 3-DH1パケット

    2から85情報バイトで、16ビットCRCを持つ。Enhanced Data Rateで8DPSK変調の際に使われる

  • 3-DH3パケット

    2から554情報バイトで、16ビットCRCを持つ。Enhanced Data Rateで8DPSK変調の際に使われる

  • 3-DH5パケット

    2から1023情報バイトで、16ビットCRCを持つ。Enhanced Data Rateで8DPSK変調の際に使われる

構成

Basic RateのACLパケットは、非同期データフィールドの2ないし3のセグメント、ペイロードヘッダー、ペイロード本体、そしておそらくCRC(AUX1パケットには含まれない)で構成されている。

Enhanced Data RateのACLパケットは、前にガード時間と同期シーケンス、後にトレーラーの計3セグメントが追加される。

ペイロードヘッダー

Basic RateシングルスロットACLパケットでのペイロードヘッダーの構造は、次の通り。

  • LLID (2ビット)
  • FLOW (1ビット)
  • LENGTH (5ビット)

Basic RateマルチスロットACLパケットと、全てのEnhanced Data RateのACLパケットでのペイロードヘッダーの構造は、次の通り。

  • LLID (2ビット)
  • FLOW (1ビット)
  • LENGTH (10ビット)
  • reserved (3ビット)

LLIDフィールドは、論理リンクの種類を表わす。

  • 00 ‐ N/A ‐ 将来のための予約
  • 01 ‐ ACL-U ‐ L2CAPメッセージの継続フラグメント
  • 10 ‐ ACL-U ‐ L2CAPメッセージの最初または断片化されていないもの
  • 11 ‐ ACL-C ‐ LMPメッセージ

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