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,*,Click to edit Master text styles,This is the first level bullet,This is the second level bullet,TitleSubtitle,第二章,蓝,蓝牙技术,2022/11/10,1,本,章,章,内,内,容,容,蓝,牙,牙,技,技,术,术,概,概,述,述,蓝,牙,牙,应,应,用,用,组,网,网,形,形,式,式,协,议,议,栈,栈,2,2.1.1,“,“,蓝,牙,牙,”,”,的,的,由,由,来,来,“,蓝,蓝,牙,牙,”,”,这,这,个,个,名,名,字,字,的,的,来,来,历,历,颇,颇,具,具,传,传,奇,奇,色,色,彩,彩,。,。,公,公,元,元,10,世,纪,纪,的,的,北,北,欧,欧,正,正,值,值,动,动,荡,荡,年,年,代,代,，,，,各,各,国,国,之,之,间,间,战,战,争,争,频,频,繁,繁,，,，,丹,丹,麦,麦,国,国,王,王,哈,哈,拉,拉,德,德,二,二,世,世,挺,挺,身,身,而,而,出,出,，,，,到,到,处,处,疾,疾,呼,呼,和,和,平,平,。,。,经,经,过,过,他,他,的,的,不,不,懈,懈,努,努,力,力,，,，,战,战,争,争,终,终,于,于,停,停,止,止,，,，,各,各,方,方,领,领,袖,袖,坐,坐,到,到,了,了,谈,谈,判,判,桌,桌,前,前,，,，,至,至,此,此,，,，,四,四,分,分,五,五,裂,裂,的,的,挪,挪,威,威,和,和,丹,丹,麦,麦,得,得,以,以,统,统,一,一,。,。,关于这位国,王,王的名字有,两,两种说法：,一,一种说法是,他,他的全名是,Harald Blatand,，,Blatand,在英语中意,思,思为“蓝牙,”,”（,Bluetooth,）；还有一,种,种说法是这,位,位英雄的丹,麦,麦国王酷爱,吃,吃蓝梅，以,致,致于牙齿都,被,被染成了蓝,色,色，因此“,蓝,蓝牙”（,Bluetooth,）成了他的,绰,绰号。,3,1000,年后的今天,，,，世界范围,内,内电子设备,技,技术高速发,展,展。瑞典的,爱,爱立信公司,于,于,1994,年成立了一,个,个专项科研,小,小组，对移,动,动电话及其,附,附件的低能,耗,耗、低费用,无,无线连接的,可,可能性进行,研,研究，他们,的,的最初目的,在,在于建立无,线,线电话与,PC,卡、耳机及,桌,桌面设备等,产,产品的连接,。,。但是随着,研,研究的深入,，,，科研人员,越,越来越感到,这,这项技术所,独,独具的个性,和,和巨大的商,业,业潜力，同,时,时也意识到,凭,凭借一家企,业,业的实力根,本,本无法继续,研,研究，于是,，,，爱立信将,其,其公诸于世,，,，并极力说,服,服其他企业,加,加入到它的,研,研究中来。,2.1.1,“,“,蓝牙”的由,来,来,4,1000,年后的今天,，,，世界范围,内,内电子设备,技,技术高速发,展,展。瑞典的,爱,爱立信公司,于,于,1994,年成立了一,个,个专项科研,小,小组，对移,动,动电话及其,附,附件的低能,耗,耗、低费用,无,无线连接的,可,可能性进行,研,研究，他们,的,的最初目的,在,在于建立无,线,线电话与,PC,卡、耳机及,桌,桌面设备等,产,产品的连接,。,。但是随着,研,研究的深入,，,，科研人员,越,越来越感到,这,这项技术所,独,独具的个性,和,和巨大的商,业,业潜力，同,时,时也意识到,凭,凭借一家企,业,业的实力根,本,本无法继续,研,研究，于是,，,，爱立信将,其,其公诸于世,，,，并极力说,服,服其他企业,加,加入到它的,研,研究中来。,他们共同的,目,目标是建立,一,一个全球性,的,的小范围无,线,线通信技术,，,，并将此技,术,术命名为“,蓝,蓝牙”，来,表,表达要将这,种,种全新的无,线,线传输技术,在,在全球推广,，,，并实现全,球,球通用的雄,心,心。,2.1.1,“,“,蓝牙”的由,来,来,5,1998,年,2,月，瑞典爱,立,立信（,ERICSSON,）、芬兰诺,基,基亚（,NOKIA,）、,日,日本,东,东芝,（,（,TOSHIBA,）、,美,美国,IBM,和英,特,特尔,（,（,Intel,）公,司,司五,家,家著,名,名厂,商,商，,组,组成,了,了一,个,个特,殊,殊利,益,益集,团,团（,有,有的,书,书译,为,为特,别,别兴,趣,趣小,组,组）,SIG,（,SpecialInterestGroup,）。,之,之后,，,，蓝,牙,牙引,起,起了,越,越来,越,越多,企,企业,的,的关,注,注。,1999,年,11,月，,比,比尔,盖茨,专,专程,到,到拉,斯,斯维,加,加斯,一,一间,只,只有,11,名员,工,工的,小,小公,司,司访,问,问，,只,只因,这,这家,公,公司,已,已研,制,制成,功,功一,种,种含,蓝,蓝牙,技,技术,的,的胸,卡,卡，,随,随后,，,，微,软,软便,宣,宣布,加,加入,SIG,。目,前,前，,包,包括,索,索尼,、,、惠,普,普、,戴,戴尔,在,在内,的,的,2500,多家公,司,司都签,署,署了相,关,关协议,加,加入该,组,组织，,共,共享这,一,一先进,技,技术，,而,而且数,目,目还在,不,不断的,增,增长，,从,从而在,全,全球范,围,围内掀,起,起了一,股,股蓝牙,热,热潮。,这,这么多,的,的精英,公,公司集,中,中在一,项,项技术,的,的大旗,下,下，在,商,商业史,上,上是史,无,无前例,的,的，一,项,项公开,的,的全球,统,统一的,技,技术规,范,范得到,了,了工业,界,界如此,广,广泛的,关,关注和,支,支持，,也,也是以,往,往所罕,见,见的。,这,这说明,基,基于此,项,项技术,的,的产品,具,具有广,阔,阔的应,用,用前景,和,和巨大,的,的潜在,市,市场。,2.1.1“,蓝牙”,的,的由来,6,2.1.2,蓝牙技,术,术概述,蓝牙是,一,一个开,放,放性的,无,无线通,信,信标准,，,，设计,者,者的初,衷,衷是用,隐,隐形的,连,连接线,代,代替线,缆,缆。其,目,目标和,宗,宗旨是,：,：保持,联,联系，,不,不靠电,缆,缆，拒,绝,绝插头,，,，并以,此,此重塑,人,人们的,生,生活方,式,式。它,将,将取代,目,目前多,种,种电缆,连,连接方,案,案，通,过,过统一,的,的短程,无,无线链,路,路，在,各,各信息,设,设备之,间,间可以,穿,穿过墙,壁,壁或公,文,文包，,实,实现方,便,便快捷,、,、灵活,安,安全、,低,低成本,小,小功耗,的,的话音,和,和数据,通,通信。,7,它推动,和,和扩大,了,了无线,通,通信的,应,应用范,围,围，使,网,网络中,的,的各种,数,数据和,语,语音设,备,备能互,连,连互通,，,，从而,实,实现个,人,人区域,内,内的快,速,速灵活,的,的数据,和,和语音,通,通信。,“,“蓝牙,”,”技术,的,的目的,是,是使特,定,定的移,动,动电话,、,、便携,式,式电脑,以,以及各,种,种便携,式,式通信,设,设备的,主,主机之,间,间在近,距,距离内,实,实现无,缝,缝的资,源,源共享,。,。,2.1.2,蓝牙技,术,术概述,8,作为一,种,种无线,数,数据与,语,语音通,信,信的开,放,放性全,球,球规范,，,，蓝牙,技,技术以,低,低成本,的,的近距,离,离无线,连,连接为,基,基础，,为,为固定,与,与移动,设,设备通,信,信环境,建,建立一,个,个特别,连,连接，,完,完成数,据,据信息,的,的短程,无,无线传,输,输。其,实,实质内,容,容是要,建,建立通,用,用的无,线,线电空,中,中接口,（,（,RadioAirInterface,）及其,控,控制软,件,件的公,开,开标准,，,，使通,信,信和计,算,算机进,一,一步结,合,合，使,不,不同厂,家,家生产,的,的便携,式,式设备,在,在没有,电,电线或,电,电缆相,互,互连接,的,的情况,下,下，能,够,够在近,距,距离范,围,围内具,有,有互用,、,、互操,作,作的性,能,能（,Interoperability,）。,2.1.2,蓝牙技,术,术概述,9,BLUETOOTH1.0,技术指,标,标和系,统,统参数,2.1.2,蓝牙技,术,术概述,10,2.1.2,蓝牙技,术,术概述,11,2.1.3,蓝牙技,术,术的特,点,点,蓝牙技,术,术是为,了,了实现,以,以无线,电,电波替,换,换移动,设,设备所,使,使用的,电,电缆而,产,产生的,。,。它试,图,图以相,同,同成本,和,和安全,性,性完成,一,一般电,缆,缆的功,能,能，从,而,而使移,动,动用户,摆,摆脱电,缆,缆束缚,，,，这就,决,决定了,蓝,蓝牙技,术,术具备,以,以下技,术,术特性,。,。,12,1.,成本低,为了能,够,够替代,一,一般电,缆,缆，它,必,必须具,备,备和一,般,般电缆,差,差不多,的,的价格,，,，这样,才,才能被,广,广大普,通,通消费,者,者所接,受,受，也,才,才能使,这,这项技,术,术普及,开,开来。,蓝,蓝牙的,最,最终目,标,标是集,成,成于单,价,价为,5,美元的,CMOS,芯片。,目,目前，,蓝,蓝牙芯,片,片价格,降,降不下,来,来，既,有,有经济,原,原因，,也,也有技,术,术原因,。,。从技,术,术角度,来,来看，,蓝,蓝牙芯,片,片集成,了,了无线,、,、基带,和,和链路,管,管理层,功,功能，,而,而链路,管,管理功,能,能实际,上,上既可,以,以通过,硬,硬件实,现,现，也,可,可以通,过,过软件,实,实现，,如,如果由,软,软件实,现,现链路,管,管理层,功,功能，,那,那么芯,片,片被简,化,化，价,格,格也将,变,变得合,理,理。,2.1.3,蓝牙技,术,术的特,点,点,13,2.,功耗低,、,、体积,小,小,蓝牙技,术,术本来,目,目的就,是,是用于,互,互连小,型,型移动,设,设备及,其,其外设,，,，它的,市,市场目,标,标是移,动,动笔记,本,本电脑,、,、移动,电,电话、,小,小型的,PDA,以及它,们,们的外,设,设，因,此,此蓝牙,芯,芯片必,须,须具有,功,功耗低,、,、体积,小,小的特,点,点，以,便,便于集,成,成到小,型,型便携,设,设备中,去,去。蓝,牙,牙产品,输,输出功,率,率很小,(,只有,1mW),，仅是,微,微波炉,使,使用功,率,率的百,万,万分之,一,一，是,移,移动电,话,话的一,小,小部分,3.,近距离,通,通信,蓝牙技,术,术通信,距,距离为,10m,，如果,需,需要的,话,话，还,可,可以选,用,用放大,器,器使其,扩,扩展到,100m,。这已,经,经足够,在,在办公,室,室内任,意,意摆放,外,外围设,备,备，而,不,不用再,担,担心电,缆,缆长度,是,是否够,用,用。,2.1.3,蓝牙技,术,术的特,点,点,14,4.,安全性,同其它,无,无线信,号,号一样,，,，蓝牙,信,信号很,容,容易被,截,截取，,因,因此蓝,牙,牙协议,提,提供了,认,认证和,加,加密功,能,能，以,保,保证链,路,路级的,安,安全。,蓝,蓝牙系,统,统认证,与,与加密,服,服务由,物,物理层,提,提供，,采,采用流,密,密码加,密,密技术,，,，适合,于,于硬件,实,实现，,密,密钥由,高,高层软,件,件管理,。,。如果,用,用户有,更,更高级,别,别的保,密,密要求,，,，可以,使,使用更,高,高级、,更,更有效,的,的传输,层,层和应,用,用层安,全,全机制,。,。认证,可,可以有,效,效防止,电,电子欺,骗,骗以及,不,不期望,的,的访问,，,，而加,密,密则保,护,护链路,隐,隐私。,除,除此之,外,外，跳,频,频技术,的,的保密,性,性和蓝,牙,牙有限,的,的传输,范,范围也,使,使窃听,变,变得困,难,难。,然而，,在,在提供,链,链路级,认,认证和,加,加密的,同,同时，,也,也阻碍,了,了一些,公,公共性,较,较强应,用,用模型,的,的用户,友,友好访,问,问，比,如,如服务,发,发现和,商,商业卡,虚,虚拟交,换,换等。,因,因此，,为,为了满,足,足这些,不,不同的,安,安全需,求,求，蓝,牙,牙协议,定,定义了,三,三种安,全,全模式,。,。模式,1,不提供,安,安全保,障,障，模,式,式,2,提供业,务,务级安,全,全，模,式,式,3,则提供,链,链路级,安,安全。,2.1.3,蓝牙技,术,术的特,点,点,15,2.1.4,蓝牙系,统,统组成,蓝牙系,统,统一般,由,由天线,单,单元、,链,链路控,制,制（固,件,件）单,元,元、链,路,路管理,（,（软件,）,）单元,和,和蓝牙,软,软件（,协,协议栈,）,）单元,四,四个功,能,能单元,组,组成。,1.,天线单,元,元,蓝牙要,求,求其天,线,线部分,体,体积十,分,分小巧,、,、重量,轻,轻，因,此,此，蓝,牙,牙天线,属,属于微,带,带天线,。,。蓝牙,空,空中接,口,口是建,立,立在天,线,线电平,为,为,0dB,的基础,上,上的。,空,空中接,口,口遵循,FCC,有关电,平,平为,0dB,的,ISM,频段的,标,标准。,16,2.,链路控,制,制（固,件,件）单,元,元,在目前,蓝,蓝牙产,品,品中，,人,人们使,用,用了,3,个,IC,分别作为,连,连接控制,器,器、基带,处,处理器以,及,及射频传,输,输接收,器,器，此外,还,还使用了,30,50,个单独调,谐,谐元件。,基,基带链路,控,控制器负,责,责处理基,带,带协议和,其,其它一些,低,低层常规,协,协议。它,有,有,3,种纠错方,案,案：,1/3,比例前向,纠,纠错（,FEC,）码、,2/3,比例前向,纠,纠错码和,数,数据的自,动,动请求重,发,发（,ARQ,）方案。,采,采用,FEC,（前向纠,错,错）方案,的,的目的是,为,为了减少,数,数据重发,的,的次数，,降,降低数据,传,传输负载,。,。,2.1.4,蓝牙系统,组,组成,17,但是，要,实,实现数据,的,的无差错,传,传输，,FEC,就必然要,生,生成一些,不,不必要的,开,开销比特,而,而降低数,据,据的传送,效,效率。这,是,是因为数,据,据包对于,是,是否使用,FEC,是弹性定,义,义的。报,头,头总有占,1/3,比例的,FEC,码起保护,作,作用，其,中,中包含了,有,有用的链,路,路信息。,2.1.4,蓝牙系统,组,组成,18,3.,链路管理,（,（软件）,单,单元,链路管理,（,（,LM,）软件模,块,块携带了,链,链路的数,据,据设置、,鉴,鉴权、链,路,路硬件配,置,置和其它,一,一些协议,。,。,LM,能够发现,其,其它远端,LM,并通过,LMP,（链路管,理,理协议）,与,与之通信,。,。,LM,模块提供,如,如下服务,：,：发送和,接,接收数据,；,；请求名,称,称；链路,地,地址查询,；,；建立连,接,接；鉴权,；,；链路模,式,式协商和,建,建立；决,定,定帧的类,型,型。此外,，,，还控制,设,设备的工,作,作状态即,呼,呼吸（,Sniff,）、保持,（,（,Hold,）和休眠,（,（,Park,）三种模,式,式。将设,备,备设为呼,吸,吸模式，,Master,（主机）,只,只能有规,律,律地在特,定,定的时隙,发,发送数据,，,，,2.1.4,蓝牙系统,组,组成,19,Slave,降,低,低,了,了,从,从,Pioconet,“,“,收,听,听,”,”,消,消,息,息,的,的,速,速,率,率,，,，,“,“,呼,呼,吸,吸,”,”,间,间,隔,隔,可,可,以,以,依,依,应,应,用,用,要,要,求,求,做,做,适,适,当,当,调,调,整,整,；,；,将,将,设,设,备,备,设,设,为,为,Hold,模,式,式,，,，,Master,可,把,把,Slave,置,为,为,Hold,模,式,式,，,，,在,在,这,这,种,种,模,模,式,式,下,下,，,，,只,只,有,有,一,一,个,个,内,内,部,部,计,计,数,数,器,器,在,在,工,工,作,作,。,。,Slave,也,可,可,主,主,动,动,要,要,求,求,置,置,为,为,Hold,模,式,式,。,。,一,一,旦,旦,处,处,于,于,Hold,模,式,式,的,的,单,单,元,元,被,被,激,激,活,活,，,，,则,则,数,数,据,据,传,传,递,递,也,也,立,立,即,即,重,重,新,新,开,开,始,始,。,。,Hold,模,式,式,一,一,般,般,被,被,用,用,于,于,连,连,接,接,好,好,几,几,个,个,Piconet,的,情,情,况,况,下,下,或,或,者,者,耗,耗,能,能,低,低,的,的,设,设,备,备,，,，,如,如,温,温,度,度,传,传,感,感,器,器,。,。,2.1.4,蓝,牙,牙,系,系,统,统,组,组,成,成,20,在,Park,模,式,式,下,下,，,，,设,设,备,备,依,依,然,然,与,与,Piconet,同,步,步,但,但,没,没,有,有,数,数,据,据,传,传,送,送,。,。,工,工,作,作,在,在,Park,模,式,式,下,下,的,的,设,设,备,备,放,放,弃,弃,了,了,MAC,地,址,址,，,，,偶,偶,尔,尔,收,收,听,听,Master,的,消,消,息,息,并,并,恢,恢,复,复,同,同,步,步,、,、,检,检,查,查,广,广,播,播,消,消,息,息,。,。,连,连,接,接,类,类,型,型,定,定,义,义,了,了,哪,哪,种,种,类,类,型,型,的,的,数,数,据,据,包,包,能,能,在,在,特,特,别,别,连,连,接,接,中,中,使,使,用,用,。,。,蓝,蓝,牙,牙,基,基,带,带,技,技,术,术,支,支,持,持,两,两,种,种,连,连,接,接,类,类,型,型,：,：,同,同,步,步,定,定,向,向,连,连,接,接,（,（,SCO,，,SynchronousConnectionOriented,）,类,类,型,型,，,，,主,主,要,要,用,用,于,于,传,传,送,送,话,话,音,音,；,；,异,异,步,步,无,无,连,连,接,接,（,（,ACL,，,AsynchronousConnectionless,）类型，主,要,要用于传送,数,数据包。蓝,牙,牙基带部分,在,在物理层为,用,用户提供保,护,护和信息保,密,密机制。鉴,权,权基于“请,求,求,响应”运算,法,法则。,2.1.4,蓝牙系统组,成,成,21,鉴权是蓝牙,系,系统中的关,键,键部分，它,允,允许用户为,个,个人的蓝牙,设,设备建立一,个,个信任域，,比,比如只允许,主,主人自己的,笔,笔记本电脑,通,通过主人自,己,己的移动电,话,话通信。加,密,密被用来保,护,护连接的个,人,人信息。密,钥,钥由程序的,高,高层来管理,。,。网络传送,协,协议和应用,程,程序可以为,用,用户提供一,个,个较强的安,全,全机制。,2.1.4,蓝牙系统组,成,成,22,4.,软件（协议,栈,栈）单元,蓝牙的软件,（,（协议栈）,单,单元是一个,独,独立的操作,系,系统，不与,任,任何操作系,统,统捆绑。它,必,必须符合已,经,经制定好的,蓝,蓝牙规范。,蓝,蓝牙规范是,为,为个人区域,内,内的无线通,信,信而制定的,协,协议，它包,括,括两部分：,第,第一部分为,核,核心（,Core,）部分，用,以,以规定诸如,射,射频、基带,、,、连接管理,、,、业务搜寻,（,（,servicediscovery,）、传输层,以,以及与不同,通,通信协议间,的,的互用、互,操,操作性等组,件,件；,2.1.4,蓝牙系统组,成,成,23,第二部分为,协,协议子集（,Profile,）部分，用,以,以规定不同,蓝,蓝牙应用（,也,也称使用模,式,式）所需的,协,协议和过程,。,。,蓝牙规范的,协,协议栈仍采,用,用分层结构,，,，分别完成,数,数据流的过,滤,滤和传输、,跳,跳频和数据,帧,帧传输、连,接,接的建立和,释,释放、链路,的,的控制、数,据,据的拆装、,业,业务质量（,QoS,）、协议的,复,复用和分用,等,等功能。在,设,设计协议栈,，,，特别是高,层,层协议时的,原,原则就是最,大,大限度地重,用,用现存的协,议,议，而且其,高,高层应用协,议,议（协议栈,的,的垂直层）,都,都使用公共,的,的数据链路,和,和物理层。,2.1.4,蓝牙系统组,成,成,24,蓝牙协议可,以,以分为,4,层，即核心,协,协议层、电,缆,缆替代协议,层,层、电话控,制,制协议层和,采,采纳的其它,协,协议层。在,蓝,蓝牙协议栈,中,中，还有一,个,个主机控制,接,接口（,HCI,）和音频（,Audio,）接口。,HCI,是到基带控,制,制器、链路,管,管理器以及,访,访问硬件状,态,态和控制寄,存,存器的命令,接,接口。利用,音,音频接口，,可,可以在一个,或,或多个蓝牙,设,设备之间传,递,递音频数据,，,，该接口与,基,基带直接相,连,连。,2.1.4,蓝牙系统组,成,成,25,通过蓝牙技,术,术可以把各,种,种便携式计,算,算机设备与,蜂,蜂窝移动电,话,话用无线链,路,路连接起来,，,，使计算机,与,与通信密切,结,结合，从而,使,使人们能够,随,随时随地进,行,行数据信息,的,的交换与传,输,输。因此蓝,牙,牙技术虽然,出,出现不久，,但,但已受到许,多,多行业的关,注,注。据国际,开,开发中心（,IDC,）预测，到,2004,年，蓝牙在,美,美国将被嵌,入,入到,102,万台设备内,，,，在全世界,将,将被嵌入到,449,万台设备内,；,；到,2006,年内，其市,场,场规模将达,到,到,7,亿美元。一,个,个全新的无,线,线通信时代,已,已经开始。,2.1.4,蓝牙系统组,成,成,26,蓝牙技术在,电,电信业、计,算,算机业、家,电,电业有着极,其,其广阔和诱,人,人的应用前,景,景，它也将,对,对未来的无,线,线移动数据,通,通信业务产,生,生巨大的推,动,动作用。蓝,牙,牙技术会有,突,突飞猛进的,发,发展。但是,，,，它仍然有,大,大量的应用,技,技术细节问,题,题需要解决,，,，仍然是一,项,项发展中的,技,技术。例如,，,，为了防止,语,语音和数据,信,信息误传或,被,被截收，用,户,户必须事先,为,为自己应用,的,的各种设备,设,设定某个共,同,同的频率，,即,即不同的用,户,户有不同的,频,频率，这样,才,才能保证无,线,线连接时不,发,发生误传或,被,被滥用。,2.1.4,蓝牙,系,系统,组,组成,27,蓝牙,标,标准,还,还无,法,法解,决,决硬,件,件兼,容,容性,，,，并,且,且影,响,响到,运,运行,在,在蓝,牙,牙技,术,术之,上,上的,软,软件,。,。另,外,外，,蓝,蓝牙,标,标准,本,本身,能,能否,解,解决,好,好安,全,全问,题,题，,也,也是,蓝,蓝牙,能,能否,获,获得,成,成功,的,的关,键,键因,素,素。,2.1.4,蓝牙,系,系统,组,组成,28,内容,蓝牙,概,概述,蓝牙,应,应用,组网,形,形式,协议,栈,栈,29,头戴,式,式耳,机,机,2.2,蓝牙,应,应用,30,PC,和其,它,它设,备,备互,联,联,2.2,蓝牙,应,应用,31,自动,同,同步,在办,公,公室,在家,里,里,2.2,蓝牙,应,应用,32,其它,应,应用,对讲,机,机,无绳,电,电话,拨号,网,网络,传真,局域,网,网接,入,入,文件,传,传输,2.2,蓝牙,应,应用,33,相关,产,产品,NotebookPCs&Desktopcomputers,Printers,PDAs,Otherhandhelddevices,Cellphones,Wirelessperipherals:,Headsets,Cameras,CDPlayer,TV/VCR/DVD,AccessPoints,TelephoneAnsweringDevices,CordlessPhones,Cars,2.2,蓝牙,应,应用,34,内容,蓝牙,概,概述,应用,场,场景,组网,形,形式,协议,栈,栈,35,典型,的,的蓝,牙,牙组,网,网模,式,式,支持,在,在,piconet,（微,微,微网,）,）中,的,的点,到,到点,和,和点,到,到多,点,点通,信,信（,广,广播,）,）,点到,点,点,Master-slave,模式,蓝牙,设,设备,可,可做,master,也可,做,做,slave,Piconet,由一,个,个,master,和一,个,个或,多,多个,slave,（最,多,多,7,个）,蓝,蓝牙,设,设备,组,组成,最大,数,数据,率,率,(1Mbps),最多,255,个,parked,从设,备,备,(8,位地,址,址,),m,s,s,s,s,m,2.3,组网,形,形式,36,Piconet,结构,Master,Active Slave,Parked Slave,Standby,Master,节点,的,的,ID,和时,钟,钟决,定,定了,跳,跳频,序,序列,和,和相,位,位,2.3,组网,形,形式,37,自组,织,织网,模,模式,theScatternet,存在,piconet,之间,的,的通,信,信,最多,支,支持,10,个,piconets,多个,piconets,可以,在,在同,一,一空,间,间共,存,存,2.3,组网,形,形式,38,内容,蓝牙,概,概述,应用,场,场景,组网,形,形式,蓝牙,协,协议,39,蓝牙,协,协议,栈,栈,2.4,蓝牙,协,协议,40,蓝牙,协,协议,栈,栈,2.4,蓝牙,协,协议,41,应用,层,层协,议,议组,应用,层,层协,议,议组,RF,Baseband,Audio,LinkManager,L2CAP,Data,SDP,RFCOMM,IP,Control,Applications,2.4,蓝牙,协,协议,42,中间,件,件协,议,议组,RF,Baseband,Audio,Link Manager,L2CAP,Data,SDP,RFCOMM,IP,Control,Applications,中间件协议组,允许,已,已有,的,的或,者,者新,的,的应,用,用运,行,行在,蓝,蓝牙,基,基础,上,上,包含,基,基于,包,包交,换,换的,电,电话,控,控制,信,信令,包含,服,服务,发,发现,协,协议,.,2.4,蓝,牙,牙,协,协,议,议,43,中,间,间,件,件,协,协,议,议,组,组,服,务,务,发,发,现,现,协,协,议,议,(SDP),允,许,许,应,应,用,用,发,发,现,现,设,设,备,备,信,信,息,息,、,、,服,服,务,务,和,和,特,特,征,征,.,TCP/IP,数,据,据,包,包,通,通,信,信,和,和,路,路,由,由,.,RFCOMM,电,缆,缆,替,替,换,换,协,协,议,议,，,，,在,在,无,无,线,线,网,网,络,络,上,上,模,模,拟,拟,串,串,口,口,.,2.4,蓝,牙,牙,协,协,议,议,44,传,输,输,协,协,议,议,组,组,包,含,含,使,使,蓝,蓝,牙,牙,设,设,备,备,定,定,位,位,、,、,创,创,建,建,、,、,配,配,置,置,和,和,管,管,理,理,物,物,理,理,链,链,路,路,和,和,逻,逻,辑,辑,链,链,路,路,的,的,协,协,议,议,，,，,从,从,而,而,允,允,许,许,上,上,层,层,的,的,协,协,议,议,和,和,应,应,用,用,通,通,过,过,这,这,些,些,协,协,议,议,交,交,换,换,数,数,据,据,。,。,RF,Baseband,Audio,LinkManager,L2CAP,Data,SDP,RFCOMM,IP,Control,Applications,传,输,输,协,协,议,议,组,组,2.4,蓝,牙,牙,协,协,议,议,45,传,输,输,协,协,议,议,组,组,L2CAP(LogicalLinkControl&AdaptationProtocol),处,理,理,高,高,层,层,协,协,议,议,的,的,复,复,用,用,（,（,Handlesmultiplexingofhigherlevelprotocols,）,对,大,大,数,数,据,据,包,包,进,进,行,行,分,分,块,块,和,和,重,重,组,组,（,（,Segmentation&reassemblyoflargepackets,）,设,备,备,发,发,现,现,和,和,QoSDevicediscovery&QoS,链,路,路,管,管,理,理,器,器,管理连,接,接状态,Managingtheconnectionstates.,在从节,点,点,(slave),间实现,公,公平性,能耗管,理,理,基带,定义分,时,时，分,帧,帧,链路上,的,的流控,.,射频,(RF),发送和,接,接收比,特,特流,2.4,蓝牙协,议,议,46,Logical LinkControlandAdaptationProtocol(L2CAP),仅仅对,ACL,链路定,义,义,.,L2CAP,提供复,用,用，分,段,段，重,组,组和,QoS,控制,Payload,头部的,L_CH,域：,10,表示,L2CAP,包的开,始,始,.,01,表示,L2CAP,包继续,.,提供连,接,接和非,连,连接的,服,服务,.,2.4,蓝牙协,议,议,47,L2CAP:,功能要,求,求,协议复,用,用,:,区分上,层,层协议,（,（例如,，,，,SDP, RFCOMM,）,对上层,协,协议的,大,大的包,分,分段成,较,较小的,基,基带协,议,议包,允许在,建,建立连,接,接的过,程,程中交,换,换,QoS,参数,.,2.4,蓝牙协,议,议,48,L2CAP:,一般操,作,作,L2CAP,信道端,点,点用信,道,道标识,符,符表示,(CIDs).,2,个,CIDs,和设备,地,地址唯,一,一标识,一,一个,L2CAP,信道,.,保留,CIDs,0x0001:,用于信,令,令,0x0002:,无连接,的,的接收,0x0003-0x003F:,留作以,后,后使用,2.4,蓝牙协,议,议,49,L2CAP,层,:,层之间,的,的操作,高层和,底,底层协,议,议间传,递,递数据,.,对等层,直,直接进,行,行信令,Signaling,L2CAP,层应该,能,能够接,收,收来自,高,高层,/,底层的,事,事件并,反,反应,2.4,蓝牙协,议,议,50,L2CA layer:Eventsand Actions,2.4,蓝牙协,议,议,51,L2CA layer:Events,不同类,型,型的事,件,件,:,LPtoL2CA events,e.g.,LP_ConnectCfm:confirmsconnection at thebaseband.,LP_ConnectInd:informs of anew baseband connection.,L2CAPtoL2CAPsignalingevents,e.g.,L2CAP_ConnectReq:Receiveda connectionrequestpkt.,L2CAP_ConnectRsp:Positiveresponsereceived.,L2CAPtoL2CAPdata event:,data packetreceived.,UpperlayertoL2CAPevents, e.g.,L2CA_ConnectReq: Requestfor L2CAP channel.,2.4,蓝牙协,议,议,52,L2CA layer:Actions,不同类,型,型的动,作,作,:,L2CAPtoLPactions,e.g.,LP_ConnectReq:Request lower layer fora connection.,LP_ConnectRsp:Acceptingpreviousconnectionindication.,L2CAPtoL2CAPsignalingactions,e.g.,L2CAP_ConnectReq:Transmitteda connectionrequestpkt.,L2CAP_ConnectRsp:Positiveresponsetransmitted.,L2CAPtoL2CAPdata action:,data packettransmitted.,UpperlayertoL2CAPactions,e.g.,L2CA_ConnectInd: Indicatestoupperlayerthat aconnectionrequest hasbeen received.,2.4,蓝牙协,议,议,53,L2CAP:,信令,L2CAP,信令用,于,于：,建立,L2CAP,信道,.,配置参,数,数,QoS.,指定,MTU,（最大,传,传输单,元,元）,.,关闭,L2CAPchannel.,交换应,用,用相关,的,的信息,.,2.4,蓝牙协,议,议,54,链路管,理,理协议,2.4,蓝牙协,议,议,55,链路管,理,理协议,链路管,理,理器进,行,行链路,建,建立、,认,认证和,配,配置工,作,作,信道控,制,制,由,master,节点负,责,责,使用,polling,过程,由,master,发起连,接,接,Master-slave,的角色,可,可以互,换,换,2.4,蓝牙协,议,议,56,基带协,议,议,2.4,蓝牙协,议,议,57,地址机,制,制,蓝牙设,备,备地址,(BD_ADDR),48,位,MAC,地址,活动成,员,员地址,(AM_ADDR),3,位活动,slave,地址,广播地,址,址全,0,ParkedMember,地址,(PM_ADDR),8,位,parked,slave,地址,MAC,分为,3,部分,TheNon-significant AddressPart(NAP),TheUpperAddresspart (UAP),TheLowerAddressPart (LAP),LAP,用于标示,piconet,和其他操作。,UAP+NAP = OUI,2.4,蓝牙协,议,议,58,链路类型,同步面向连,接,接的链路,(SCO),用于传输语,音,音,对每对蓝牙,设,设备支持,3,个,SCO,链路，每个,64kbps,异步的非连,接,接的链路,(ACL),用于传数据,支持对称和,非,非对称速率,，,，对称链路,最,最大双向,433.9kbps;,非对称时正,向,向,723.2kbps,；反向,57.6kbps,ACL,和,SCO,可以同时工,作,作,2.4,蓝牙协议,59,包结构,Voice,No CRC,Data,CRC,header,ARQ,FEC (optional),FEC (optional),72 bits,54 bits,0 - 2744 bits,Access Code,Header,Payload,2.4,蓝牙协议,60,访问码,(Access Code),类型,Channel AccessCode(CAC),标示一个,Piconet.,Device Access Code (DAC),用于,paging,或者回答,paging.,Inquiry AccessCode(IAC),通用,IAC (General IAC),用于通用查,询,询操作；专,用,用,IAC(DedicatedIAC,，有,63,个,),用于专用查,询,询操作,2.4,蓝牙协议,61,包头,Addressing( 3bits),Packet type (4bits),FlowControl (1 bit),1-bitARQ,Sequencing( 1bit ),HEC (8 bit ),过滤重复的,包,包,检查头部,2.4,蓝牙协议,62,建立连接状,态,态机,Standby,Inquiry,Page,Connected,Transmit data,Park,Hold,Sniff,2.4,蓝牙协议,63,建立连接过,程,程,两种情况,一个设备知,道,道另外一个,设,设备的参数,使用,paging,过程,没有另外一,个,个设备的信,息,息,使用,inquiring&paging,过程,状态,Standby (,没有交互,),Connection(,工作中,),2.4,蓝牙协议,64,建立连接过,程,程,7,个子状态,Inquiry,Inquiry scan,Inquiry response,Page,Pagescan,Master response,Slaveresponse,2.4,蓝牙协议,65,TDD(Time-Division,Duplex,),机制,信道被分为,连,连续的时间,片,片，每个,625,s,每个时间片,可,可以传一个,数,数据包,时间片交替,做,做双向传输,Strict alternation of slots betweenthemaster andtheslaves,Master cansendpackets to a slaveonlyin EVEN slots,Slavecansendpackets tothemaster only inthe ODD slots,2.4,蓝牙协议,66,蓝牙跳频,FHSS,每秒,1600,次,包可以有,1,3,5,个时间片长,2.4,蓝牙协议,67,总结,一种用于数,据,据和语音通,信,信的全球标,准,准,适合低能耗,、,、低覆盖和,低,低成本的通,信,信,68,
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