3. eSCO 增强特性：与 SCO 的差异及数据包选择策略

eSCO（Enhanced Synchronous Connection-Oriented）是蓝牙核心规范 v1.2 引入的增强同步面向连接逻辑传输。与经典 SCO 相比，eSCO 在重传机制、数据包类型和链路质量监控方面做了根本性改进，是高质量音频传输（如宽频语音、A2DP 同步通道）的基础。

3.1 eSCO 与 SCO 的核心差异

下表从链路层机制、重传能力、数据包类型和典型应用四个维度对比 eSCO 与 SCO：

3.2 重传窗口（Retransmission Window）

重传窗口是 eSCO 区别于 SCO 最关键的链路层参数。它定义了一次 eSCO 交互中，主从设备之间允许进行数据包重传的最大时隙数。

3.2.1 窗口机制原理

在 eSCO 链路中，每个 eSCO 间隔（Tsco）被划分为：

• 初始传输时隙： 主设备发送第一个数据包，从设备回复确认。
• 重传窗口（W 时隙）： 如果初始传输失败（NACK 或超时），主/从设备在窗口内重传数据包。
• 空闲时隙： 窗口关闭后，剩余时隙保持空闲，直到下一个 Tsco 开始。

3.2.2 Linux 内核中的重传窗口配置

在 Linux 蓝牙子系统中，eSCO 重传窗口通过 hci_conn 结构体的 attempt 和 interval 字段间接控制。驱动开发者通过 hci_setup_esco_conn() 函数设置参数：

/* 内核 eSCO 连接参数结构体 */
struct hci_conn_params_esco {
    __u8     tx_packet_type;   /* 发送数据包类型 */
    __u8     rx_packet_type;   /* 接收数据包类型 */
    __u16    tx_interval;      /* 发送间隔（微秒） */
    __u16    rx_interval;      /* 接收间隔（微秒） */
    __u16    retransmission_window; /* 重传窗口（时隙数） */
    __u16    tx_packet_length; /* 发送数据包长度 */
    __u16    rx_packet_length; /* 接收数据包长度 */
};

/* 典型配置：宽频语音 mSBC 16kHz */
struct hci_conn_params_esco msbc_params = {
    .tx_packet_type        = ESCO_EV3,
    .rx_packet_type        = ESCO_EV3,
    .tx_interval           = 7500,   /* 7.5ms 间隔 */
    .rx_interval           = 7500,
    .retransmission_window = 2,      /* 2 时隙重传窗口 */
    .tx_packet_length      = 30,     /* 30 字节负载 */
    .rx_packet_length      = 30,
};

3.3 eSCO 数据包类型与选择策略

eSCO 定义了多种数据包类型，它们在时隙占用、负载长度、FEC 保护和重传能力上各有不同。正确选择数据包类型是音频传输优化的第一步。

3.3.1 数据包类型对比

3.3.2 选择策略与决策流程

数据包类型的选择需要综合考虑以下因素：

1. 音频编码格式： CVSD 窄带语音通常使用 EV3；mSBC 宽频语音推荐 2-EV3 或 EV5。
2. 链路质量（RSSI / BER）： 在低质量链路下优先选择带 FEC 的 EV4，或缩小重传窗口。
3. 延迟预算： 多时隙包（2-EV5、3-EV5）增加延迟，不适合对延迟敏感的场景。
4. 控制器能力： 部分蓝牙控制器不支持 3 时隙包，需通过 HCI_Read_ESCO_Parameters 命令查询。

3.3.3 内核驱动中的包类型选择实现

在 Linux 内核蓝牙驱动中，数据包类型选择通常发生在 hci_conn_params_esco 初始化阶段。以下是一个基于链路质量动态调整的示例：

/* 动态选择 eSCO 数据包类型 */
static u8 select_esco_packet_type(struct hci_conn *conn, s8 rssi)
{
    /* RSSI 阈值：-70 dBm 以上视为链路质量好 */
    if (rssi > -70) {
        /* 高质量链路：使用高吞吐 EV5 或 2-EV5 */
        if (conn->features & LMP_ESCO_2EV5)
            return ESCO_2EV5;
        else
            return ESCO_EV5;
    } else if (rssi > -85) {
        /* 中等质量链路：使用 EV3 配合重传 */
        return ESCO_EV3;
    } else {
        /* 低质量链路：使用带 FEC 的 EV4 */
        return ESCO_EV4;
    }
}

/* 在 eSCO 连接建立前调用 */
static void setup_esco_params(struct hci_conn *conn)
{
    struct hci_conn_params_esco params;
    s8 rssi = hci_conn_get_rssi(conn);

    params.tx_packet_type = select_esco_packet_type(conn, rssi);
    params.rx_packet_type = params.tx_packet_type;
    params.retransmission_window = (rssi > -70) ? 2 : 4;
    /* 其他参数根据包类型填充 */

    hci_setup_esco_conn(conn, &params);
}

3.4 本章小结

• eSCO 核心增强： 重传窗口（W）使蓝牙音频从无重传的 SCO 升级为有限可靠传输，是宽频语音的基础。
• 数据包类型选择： EV3/EV4/EV5 及多时隙变体（2-EV3、2-EV5、3-EV5）覆盖了从 64 kbps 到 576 kbps 的速率范围，选择需平衡吞吐、延迟和链路质量。
• Linux 驱动实践： 通过 hci_conn_params_esco 结构体配置参数，结合 RSSI 反馈实现动态包类型切换，是音频传输优化的关键手段。