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一.BLE的调制解调：
低功耗蓝牙采用了高斯频移键控2GFSK-BT0.5的调制方式。
二.BLE的信道：
BLE频段范围是2.4000 GHz - 2.4835GHz，在这个范围内，又划分为40个channel，频段带宽是2MHz，其中37，38，39通道是广播通道。其余37个通道是数据通道，如下图所示：
注意：37，38，39信道并不是挨着的，而是分散在数据信道之中。
BLE数据传输过程中采用跳频技术，一个好处就是有利于避开干扰。
BLE有12个channel与wifi的常用信道（1，6，11）不重合，其中3个是广播channel(37,38,39)，广播通道避开了部分802.11WIFI信道，如下图所示：
三.BLE的广播信道：
广播信道指的是37，38，39三个信道，这三个信道上只可以发送广播包。
四.BLE的数据信道：
数据信道指的是0~39信道中除去挂广播信道的剩余所有信道。
数据信道在4.2版本及其之前的版本，只可用来发送数据包，不能发送广播包；
数据信道在5.0版本及以后，也可以用来发送广播包，这37个信道在发送广播数据时叫做“次要广播信道”，主要广播信道还是在37，38，39三个信道上。
五.BLE信道管理：
5.1广播信道的随机延时：
广播信道是所有BLE设备共用的三个信道，每包广播数据，都会在三个信道上发送一次。
这三个信道是所有BLE设备共用的，为了避免广播信道上的数据产生冲突，广播信道发包策略约定如下：
1.每一个广播包实际发送的adv interval，均会+10ms以内的随机延时，避免和其他设备产生冲撞。这意味着即使两个设备广播间隔相同，并在相同的信道及时间点上发送造成了冲突，它们发送下一个广播事件时也很可能不再冲突。
2.广播信道不允许发送超过37字节的数据，减少广播信道的payload。
3.广播信道发送的adv interval分为：
high duty：主要针对定向广播，adv interval可以设置为最小3.75ms，但是最多仅允许发送1.28s以上的广播时间。
low duty：非定向广播之外的其他广播，adv interva最小可以支持20ms，最大10.28s（0.625ms的倍数），每次发送再加上10ms的随机延时，也就是20ms~30ms的adv interval。其中不可连接广播包最小100ms，但是vendor一般都没有这个限制，mesh消息就是一种不可链接的广播包。
vendor定制：芯片原厂可以针对用户需求，调整low duty的adv interval，将它调整为小于20ms，但是会牺牲掉其他功能（以mtk为例，可以发送密集的mesh包，但是这个期间无法接收，发送独占了天线，接收轮不到调度）。
4.广播信道不支持5.0协议的2M PHY的传输速率。
5.2数据信道的调频算法：
AFH（advance frequence hopping）跳频算法仅适用于数据信道的选择（除去37，38，39信道的剩余37个信道），在两个设备建立连接的时候，在CONNECT_IND消息中（connect request）会带着hop值和Channel Map（一共37个bit，为1表示对应的channel可用，为0表示对应的channel不可用）。
跳频算法1：
F（n+1） = （F（n）+hop）mod37
F（n）为初始信道，初始为0，F（n+1）为下一个跳频的信道，其中hop为5~16范围内的值，
低功耗蓝牙#1信道选择算法的具体流程如下:
- 基本跳频算法: fn+1 = (fn + hop) mod 37，fn为上一次连接事件使用的信道索引(初始连接时此值为0)；fn+1为首次计算得到的下一次连接事件使用的信道索引；hop为跳频参数值，取值范围为5到16，由中心设备决定并在发起连接时通知与其连接的周边设备；mod为求余运算符。
- 根据以上基本跳频算法计算后当fn+1为信道地图中的可用信道时则直接使用。
- 根据以上跳频算法计算后当fn+1为信道地图中的不可用信道时则按以下重新计算算法进行计算。
- 重新计算算法: fnew = （fn+1） * mod N, fnew为重新计算得到的下一次连接事件使用的信道编号(信道地图中的可用信道从0开始升序编号), N指可用信道数量。
低功耗蓝牙(BLE)的信道划分及跳频机制 #理论与现实# - 知乎 (zhihu.com)
举例：
- 设fn=0, hop=7, 信道地图中的可用信道=[9, 10, 21, 22, 23, 33, 34, 35, 36]，Channel Map指定。
- fn+1=(0 + 7) mod 37=7, 因为7为不可用信道，需要重新计算。
- fnew=7 mod 9 (可用频道数) = 7, 则fnew= 编号为7的可用信道=35。
- 下一次连接事件使用信道索引为35的信道，即2476MHz。
跳频算法2：
跳频的信道选择算法＃2（CSA＃2）是更复杂和更难跟踪用于获得下一个连接事件的信道索引的算法，功耗更低，跳频#2和跳频#1一样的地方是都有一张约定的跳频表；不一样的是跳频阶跃的值，跳频算法1的跳频阶跃值是固定的，也即是hop是一个固定的值，跳频算法2的跳频阶跃是通过算法计算出来的，也就是hop不是一个固定值。
The 6-bit input N is the number of channels classified as Used channels.
The 16-bit input channelIdentifier is fixed for any given connection or
periodic advertising train; it is calculated from the Access Address by:
channelIdentifier = (Access Address31-16) XOR (Access Address15-0)
另外一个不一样的是跳频#2可以用在广播信道和连接信道，跳频#1只适用于连接信道。
自适应跳频：
1.大多数蓝牙控制器能够进行被动式频段扫描，在无需主机任何帮助的情况下，确定干扰的范围和程度，这个功能叫做电磁环境评估侦测。SIG规范没有规定如何识别不良信道，这一过程通常被称为“信道评估”，因此AFH算法工程师面临着为每个特定解决方案选择最合适方法的任务。目前，有两种主要的方法用于执行具有自适应跳频的信道评估：RSSI（接收信号强度指示）和PER（分组错误率）。
2.主设备通过信道图请求报文LL_CHANNEL_MAP_REQ向从设备发送自适应跳频更新信息，其中包含下面两个参数：
新的信道图：channel Map
瞬时：设备双方使用新的channel Map的切换时间。
3.更新channel Map的动作，只有由主设备发起。
六.BLE与WiFi的射频干扰：
经过经验实测，WiFi的Channel 4，对BLE的广播干扰最大（例如蓝牙mesh消息），因为WiFi的channel 4的中心频点是2427，与蓝牙BLE的38信道的中心频点2426高度重合，因此会把38广播信道的数据大部分都干扰掉。
