蓝牙协议系列之（八）BLE 报文结构
8 BLE报文结构
BLE报文结构如下，它由下图所示的各个域组成。因为有的域的长度超过了一个字节，所以在传输的过程中就涉及到多字节域中哪个字节先传输的问题，BLE报文传输时的字节序和比特序如下：
字节序：大多数多字节域是从低字节开始传输的。注意，并不是所有的多字节域都是从低字节开始传输的。
比特序：各个字节传输时，每个字节都是从低位开始。
8.1 BLE报文结构（前导/接入地址）
1 前导
前导是一个8比特的交替序列。他不是01010101就是10101010，取决于接入地址的第一个比特。
若接入地址的第一个比特为0：01010101
若接入地址的第一个比特为1：10101010
接收机可以根据前导的无线信号强度来配置自动增益控制。
2 接入地址
接入地址有两种类型：广播接入地址和数据接入地址。
广播接入地址：固定为0x8E89BED6，在广播、扫描、发起连接时使用。
数据接入地址：随机值，不同的连接有不同的值。在连接建立之后的两个设备间使用。
对于数据信道，数据接入地址是一个随机值，但需要满足下面几点要求：
1) 数据接入地址不能超过6个连续的“0”或“1”。
2) 数据接入地址的值不能与广播接入地址相同。
3) 数据接入地址的4个字节的值必须互补相同。
4) 数据接入地址不能有超24次的比特翻转(比特0到1或1到0，称为1次比特翻转)。
5) 数据接入地址的最后6个比特需要至少两次的比特翻转。
6) 符合上面条件的有效随机数据接入地址大概有231个。
8.2 BLE报文结构（报头-1）
1 报头
报头的内容取决于该报文是广播报文还是数据报文。
1.1 广播报文报头
广播报文的报头包含4bit广播报文类型、2bit保留位、1bit发送地址类型和1bit接收地址类型。
1) 广播报文类型
Core_v4.2的Core_v4.2的第2583页描述了广播报文类型，共有7种类型，如下图所示。
8.3 BLE报文结构（报头-2）
广播报文例子
1. 通用广播指示
2. 定向连接指示
2) 发送地址类型和接收地址类型
发送地址类型和接收地址类型指示了设备使用公共地址(Public Address)还是随机地址(Random Address)。公共地址和随机地址的长度一样，都包含6个 字节共48位。BLE设备至少要拥有这两种地址类型中的一种，当然也可以同时拥有这两种地址类型。
公共地址(Public Address)：公共地址由制造商从IEEE申请，由IEEE***构为该制造商分配的机构唯一标识符OUI。这个地址是独一无二，不能修改的。
随机地址：
随机地址有包含两种：静态地址（Static Device Address）和私有地址（PrivateDevice Address）。
8.4 BLE报文结构（长度）
广播报文：长度域包含6个比特，有效值的范围是6~37。
数据报文：长度域包含5个比特，有效值的范围是0~31。
广播报文和数据报文的长度域有所不同，主要原因是：广播报文除了最多31个字节的数据之外，还必须要包含6个字节的广播设备地址。6+31=37，所以需要6比特的长度域。
再次强调：广播时必须要包含6个字节的广播设备地址。
8.5 BLE报文结构（数据）
广播和扫面响应的数据格式如下图所示，由有效数据部分和无效数据部分组成。
1) 有效数据部分：包含N个AD Structure，每个AD Structure由Length，AD Type和AD Data组成。其中：
Length：AD Type和AD Data的长度。
AD Type：指示AD Data数据的含义。
问题来了，我们怎么知道有哪些AD Type？他们又表示什么意义？ 请看下一页。
8.6 BLE报文结构（Adv Data Types）
AD type的定义在程序的“gap.h”头文件中。定义如下：
8.7 BLE报文结构（校验）
BLE采用的是24位CRC校验。CRC对报头、长度和数据进行计算。24位CRC的生成多项式如下：
8.8 BLE报文结构（adv data分析）
接下来就是广播包最重要的部分了，称之为AdvData，前面我们说过AdvData是N个AD Structure组层成，每个AD Structure的格式都是Length |AD Type|AD Data组成。
0201061BFF570100A2E20AE20A75A161A187c7967856E24977C02EA055D085078
第一个字节02表示第一个AD Structure的长度是2个字节，即第一个AD Structure是由02加上紧跟着02后面的2个字节组成，因此，第一个AD Structure是：020106