Bluetooth Estados de conexión
STANDBY PARK
CONNECTION Page Page scan Inquiry Inquiry scan Master response Slave response Inquiry response
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Estados de conexiónSTANDBY. Es el estado por defecto. El dispositivo no se encuentra
conectado a ninguna piconet y únicamente va corriendo su reloj nativo. El dispositivo puede abandonar este estado para realizar escuchas, bien de posibles solicitudes de conexión (page scan), bien de solicitudes de
descubrimiento (inquiry scan), o para realizar él mismo una solicitud de conexión (page) o una petición de descubrimiento de dispositivos (inquiry).
Subestados de descubrimiento de dispositivos. • Inquiry.
o Un dispositivo Bluetooth entra en este subestado para descubrir los dispositivos que se encuentran en su entorno. Para ello, envía un mensaje de Inquiry (paquete ID), que contiene el código de acceso GIAC (para el descubrimiento de todos los dispositivos) o DIAC (para el descubrimiento de un tipo determinado de dispositivos). Este mensaje no contiene ninguna información sobre el dispositivo que efectúa el inquiry.
o El mensaje de Inquiry se repite cambiando de frecuencia dos veces por slot Tx (cada 312,5 ms) con una secuencia de 16 frecuencias. Esta secuencia (10 ms.) se repite varias veces (al menos 256) y después se cambia por otra secuencia de 16 frecuencias
distintas que se repiten de nuevo varias veces. En total, se usan 32 frecuencias para el salto. La secuencia se deriva siempre del GIAC, aunque se use un inquiry con el DIAC. o En este subestado, el dispositivo recoge las BD_ADDR, los relojes y otra información
(servicios soportados, nombre local, etc.) de todos los dispositivos que contestan (un dispositivo puede decidir no ser descubrible).
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Estados de conexiónSubestados de descubrimiento de dispositivos (cont). • Inquiry scan.
o Un dispositivo Bluetooth entra en este subestado (desde STANDBY o CONNECTION) para detectar las peticiones de descubrimiento realizadas por otros dispositivos del entorno. Para ello, inicia la escucha a una de las 32 frecuencias de salto usadas en el inquiry (el valor de la frecuencia concreta se obtiene a partir de su reloj) y se mantiene a la escucha durante un tiempo configurable (entre 10,625 ms. y 2,56 s.; por defecto, 11,25 ms.). Tras ese tiempo, vuelve al estado anterior (STANDBY o CONNECTION) y vuelve a abrir una ventana de escucha tras un tiempo configurable (entre 11,25 ms. y 2,56 s.; por defecto, 2,56 s.) a la siguiente frecuencia de salto (determinada por el GIAC).
• Inquiry response.
o Cuando se recibe el mensaje de inquiry en el estado inquiry scan, el dispositivo transmite un paquete FHS como respuesta 625 µs después de la recepción a la frecuencia
correspondiente (a cada una de las 32 frecuencias de salto de transmisión del mensaje de inquiry le corresponde una única frecuencia de recepción 625 µs más tarde) .
o En el mensaje FHS se indica si se va a enviar información adicional del dispositivo. En caso afirmativo, se envía un paquete 1.250 µs tras la transmisión del FHS a la misma frecuencia que éste (no se salta de frecuencia).
o Como pueden producirse colisiones si varios dispositivos envían el FHS
simultáneamente a la misma frecuencia, un dispositivo envía el FHS varias veces tras esperar tiempos aleatorios (random backoff) mientras se sigan recibiendo mensajes de inquiry (hay que tener el cuenta que el FHS no genera ACK).
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Estados de conexiónSubestados de descubrimiento de dispositivos (cont).
tren 10ms (16 slots - 16 frecuencias)
Inquiry device Inquiry Scan device TX RX ID FHS
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Estados de conexiónSubestados de establecimiento de la conexión.
• Page.
o Para realizar un page, el maestro debe conocer la BD_ADDR del dispositivo paged, bien porque lo ha descubierto tras un inquiry o porque lo conoce de antemano.
o El maestro envía un mensaje de page (paquete ID) cuyo código de acceso es el DAC del dispositivo paged.
o La secuencia de salto, formada por 32 posibles frecuencias, se deriva de la BD_ADDR del esclavo, de modo que será la misma que la utilizada por éste para escanear. Sin embargo, en un momento determinado, el esclavo no tiene por qué estar escuchando la misma frecuencia que la usada por el maestro (fase). Para ello, el maestro debería conocer el reloj del esclavo. Puede tener un cierto conocimiento de éste si ha existido una conexión previa en la que el ahora esclavo actuó como maestro o porque el maestro realizó antes un inquiry y el esclavo le envió el valor de su reloj. De este modo, el
maestro estima la frecuencia en la que está escuchando el esclavo.
o La estimación puede ser incorrecta. Por ello, el maestro divide las 32 frecuencias en dos bloques (trenes). El primero está formado por las 16 frecuencias más cercanas a la estimada y el segundo por las 16 restantes. El maestro envía el mensaje de page
cambiando de frecuencia dos veces por slot Tx (cada 312,5 ms) con la secuencia de 16 frecuencias del primer tren. Esta secuencia (10 ms.) se repite varias veces y, si no se ha recibido respuesta, se cambia por la otra secuencia de 16 frecuencias distintas, que se repiten de nuevo varias veces.
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Estados de conexiónSubestados de establecimiento de la conexión (cont).
• Page scan.
o Un dispositivo Bluetooth entra en este subestado (desde STANDBY o CONNECTION) para detectar un posible page realizado por otro dispositivo. Para ello, inicia la escucha a una de las 32 frecuencias de salto de la secuencia derivada de su BD_ADDR (el valor de la frecuencia concreta se obtiene a partir de su reloj) y se mantiene a la escucha durante un tiempo configurable, siempre superior al que ocupan las 16 frecuencias del page. Tras ese tiempo, vuelve al estado anterior (STANDBY o CONNECTION) y vuelve a abrir una ventana de escucha tras un tiempo configurable a la frecuencia correspondiente al valor del reloj en ese instante.
• Slave response.
o El esclavo entra en este estado cuando detecta un page y responde 625 µs después de la recepción con un paquete ID (con su DAC) a la frecuencia correspondiente dentro de la secuencia de salto del sentido esclavo a maestro.
o En el slot siguiente el maestro enviará un paquete FHS al esclavo, al que éste responderá con un paquete ID (con el DAC del esclavo).
o El esclavo pasa a la secuencia de salto normal (79 frecuencias) determinada por la BD_ADDR del maestro (que ha recibido en el FHS) pues con ella el maestro le envía el primer paquete de entrada en el estado CONNECTION (paquete poll), al que el esclavo contesta con cualquier tipo de paquete.
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Estados de conexión Por defecto: Tw_page_scan = 11’25 ms (N=18) Tpage_scan = 1’28 s (N=2048)Redes de acceso celular -
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Estados de conexiónSubestados de establecimiento de la conexión (cont).
• Master response.
o El maestro entra en este estado cuando detecta el ID del esclavo (que éste envía como primera respuesta al mensaje de page).
o Tras la recepción del paquete ID del esclavo, el maestro envía un paquete FHS en el que informa al esclavo, entre otras cosas, de la clase de dispositivo y de su BD_ADDR y su reloj, para que éste pueda determinar la secuencia de salto a utilizar en el estado
CONNECTION.
o Tras el reconocimiento por parte del esclavo del FHS (con un paquete ID), el maestro entra en estado CONNECTION y envía un paquete POLL con la secuencia de salto determinada por su BD_ADDR.
CONNECTION. En este estado, se ha establecido la conexión y tanto el maestro como el esclavo pueden enviar paquetes en ambos sentidos. Los paquetes se envían con el DAC del maestro. Los primeros paquetes
intercambiados en este estado son de control para definir los parámetros del enlace y proporcionar información acerca de los dispositivos.
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Estados de conexiónEstablecimiento de la conexión
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Estados de conexiónPARK. En este estado, el esclavo no puede intercambiar datos con el
maestro, pero se mantiene sincronizado con él. El esclavo libera su dirección LT_ADDR de esclavo activo y recibe dos direcciones nuevas:
• PM_ADDR (Parked Member Address): Dirección de 8 bits para distinguir entre 255 esclavos aparcados (la dirección todo ceros se reserva). Esta dirección la puede usar el maestro para activar a un miembro aparcado. También puede activarlo enviando su BD_ADDR de 48 bits (de modo que en realidad el número de esclavos aparcados puede ser mucho mayor que 255).
• AR_ADDR (Access Request Address): Dirección de 8 bits que usará el esclavo para solicitar salir del estado PARK para activarse.
Los esclavos aparcados se despiertan periódicamente para resincronizarse y escuchar los mensajes de broadcast. Para que los esclavos puedan
mantener la sincronización y acceder al canal para solicitar su activación, el máster envía periódicamente un beacon y abre ventanas de acceso, de cuya estructura se informa al esclavo cuando se aparca. Si cambia esta estructura de envío, se informa al esclavo aparcado mediante mensajes de broadcast.