有大量应用技术细节需要解决 返 回 上 页 下 页 蓝牙需要解决的问题 1 增加消费者的认知度 5争取众多操作系统支持蓝牙 4 与其他技术的共存 3 产品应使用方便 2 产品应具有互操作性 返 回 上 页 下 页 6芯片越来越小巧 7向单芯片方向发展 8芯片价格持续下降 9干扰问题的解决 10 支持漫游功能 返 回 上 页 下 页 maxbook118com 蓝牙技术原理 一 蓝牙系统组成 主要组成单元简介 一个微波跳频扩频通信系统数据和话音信息分组在指定的时隙指定跳频频率发送和接收 1蓝牙无线射频单元 返 回 上 页 下 页 包括基带数字信号处理的硬件部分并完成基带协议和其他低层链路的规程基带控制器的服务项目包括发送和接收数据设备信号请求链路地址查询建立连接验证协商并建立连接方式确定分组内型设置监听方式设置保持方式设置休眠方式 2基带控制器单元 链路管理单元实现链路的建立验证链路配置及其协议链路管理单元可以发现其他的链路管理单元并通过连接管理协议LMP建立通信联系链路管理器通过基带控制器提供的服务实现上述功能 3链路管理单元 返 回 上 页 下 页 二蓝牙的结构体系 它是由底层硬件模块中间层和高端应用层三大部分组成 返 回 上 页 下 页 一蓝牙的底层模块 由链路管理层LMP Link Manager Protocol 基带层BB Base Band 和射频RF Radio Frequency 组成 各部分主要功能 通过24GHz无需申请的ISM频段实现数据流的过滤和传输它主要定义了工作在此频段的蓝牙接收机应满足的要求 1无线连接层RF 返 回 上 页 下 页 基带层BB提供了两种不同的物理链路同步面向连接链路和异步
无连接链路ACL负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输且对所有内型的数据包提供了不同层次的前向纠错码FEC Forward Error Correction 或循环冗余度差错校验CTC 2基带层BB LMP层负责两个或多个设备链路的建立和拆除及链路的安全和控制如鉴权和加密控制和协商基带包的大小等它为上层软件模块提供了不同的访问入口 3链路管理层LMP 返 回 上 页 下 页 蓝牙主机控制器接口HCI Host controller interface 由基带控制器连接管理器控制和事件寄存器等组成它是蓝牙协议中软硬件之间的接口提供了一个调用下层BBLM状态和控制寄存器等硬件的统一命令上下两个模块接口之间的消息和数据的传递必须通过HCI的解释才能进行HCI层以上的协议软件实体运行在主机上而HCI以下的功能由蓝牙设备来完成二者之间通过传输层进行交换 4蓝牙主机控制器接口 返 回 上 页 下 页 二 中间协议层 1 中间协议层的组成 ●逻辑链路控制与适配协议L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol ●串口仿真协议或称线缆替换协议RFCOMM ●二进制电话控制协议TCS Telephone Control Protocol Spectocol ●服务发现协议SDP Service Discovery Protocol 返 回 上 页 下 页 2 各部分的功能 L2CAP是蓝牙协议栈的核心组成部分也是其他协议实现的基础它位于基带之上向上层提供面向连接和无连接的数据服务它主要完成数据的拆装服务质量控制协议的复用分组的分割和重组Segmentation And REassembly及组提取等功能L2CAP允许高达64KB的数据分组 1逻辑链路控制与适配协议L2CAP SDP是一个基于客户服务器结构的
协议它工作在L2CAP层之上为上层应用程序提供一种机制来发现可用的服务及其属性而服务的属性包括服务的内型及该服务所需的机
制或协议信息 2服务发现协议SDP 返 回 上 页 下 页 RFCOMM是一个仿真有线链路的无线数据仿真协议符合ETSI标准的TS0710串口仿真协议它在蓝牙基带上仿真RS-232的控制和数据信号为原先使用串行连接的上层业务提供传送能力 3串口仿真协议或称线缆替换协议RFCOMM TCS是一个基于ITU_TQ931建议的采用面向比特的协议它定义了用于蓝牙设备之间建立语音和数据呼叫的控制信令Call Control Signaling1并负责处理蓝牙设备组的移动管理过程 4二进制电话控制协议TCS 返 回 上 页 下 页 三 高端应用层 高端应用层位于蓝牙协议栈的最上部分一个完整的蓝牙协议栈按其功能又可划分为四层 ●核心协议层BBLMPL2CAPSDP ●线缆替换协议层RFCOMM ●电话控制协议层TCS-BIN ●选用协议层PPPTCPTPUDPOBEXIrMCWAPWAE 高端应用层是由选用协议层组成 返 回 上 页 下 页 选用协议各部分的功能 1PPP Point-to-point Protocol 是点对点协议由封装链路控制协议网络控制协议组成定义了串行点到点链路应当如何传输因特网协议数据它主要用于LAN接入拨号网络及传真等应用规范 2TCPIP 传输控制协议网络层协议 UDP User Datagram Protocol对象交换协议 是三种已有的协议它定义了因特网与网络相关的通信及其他内型计算机设备和外围设备之间的通信这样即可提高效率又可在一定程度上保证蓝牙技术和其他通信技术的互操作性 返 回 上 页 下 页 3OBEX Object Exchange
Protocol 是对象交换协议它支持设备见的数据交换采用客户服务器模式提供与HTTP 超文本传输协议 相同的基本功能该协议作为一个开放性标准还定义了可用于交换的电子商务卡个人日志表消费和便条等格式 4WAP Wireless Application Protocol 是无线应用协议它的目的是要在数字蜂窝电话和其他基于因特网的协议 5WAE Wireless Application Environment 是无线应用环境它提供用于WAP电话和个人数字助理PDA所需的各种应用软件 返 回 上 页 下 页 三 蓝牙系统的框架结构 除了保证两个蓝牙设备之间可以互相通信的协议外SIG还定义了框架其目的是为了描述如何实现用户模块以及如何将应用和设备映射为蓝牙设备蓝牙标准化组织定义了四个主要的框架这四个框架分别是通用的接入框架串口框架服务发现应用框架通用的对象交换框架 返 回 上 页 下 页 1通用的接入框架GAP Generic Access Profile GAP定义了一个蓝牙设备如何发现另一个设备并与之建立连接主要处理未连接的设备之间发现对方以及建立连接的问题这个框架定义的是通用的操作可以被与GAP有关的框架和实现多个框架的设备使用 GAP保证任意厂商生产的两个蓝牙设备之间可以交换信息并发现这些设备可以提供什么内型的服务一个蓝牙设备可以不遵守其他蓝牙框架的约定但必须遵守GAP框架以保证基本的互用和共存 返 回 上 页 下 页 2服务发现应用框架SDAP Service Discovery Application Profile SDAP 定义了发现一个蓝牙设备可用服务的方法主要处理对已有服务的搜索SDAP包括一个用户服务发现应用这个应用采用在
一个蓝牙设备中对服务进行定位它与服务发现协议接口SDAP框架依赖于GAP框架采用了GDP框架的一部分 返 回 上 页 下 页 3串口框架SPD Serial Port Profile 串口框架定义了如何在两个蓝牙设备上建立虚拟的串口然后将这两个串口连接起来采用这个框架可以为蓝牙设备提供一个使用RS-232控制信令的串行线缆RS-232是数据通信设备普遍采用的接口标准串口框架就像SDAP框架一样依赖于GAP框架也采用了GAP框架的一部分 返 回 上 页 下 页 4通用的内容交换框架GOEP Generic Object Exchange Profile GOEP定义了一套用于内容交换的协议和过程比如将数据从一个蓝牙设备如何传送到另一个蓝牙设备以及如何从另一个蓝牙设备接收数据等一些用户模块如文件传输和同步等都基于这个框架典型应用这个框架的蓝牙设备是笔记本电脑PC机移动电话和智能电话等 返 回 上 页 下 页 四 蓝牙硬件的实现 返 回 上 页 下 页 各部分的功能 蓝牙基带控制器是蓝牙芯片硬件模块的关键模块它主要由链路控制序列发生器可编程序列发生器内部语音处理器共享RAM仲裁器及定时链管理加密解密处理等功能单元组成其主要功能在微处理器模块控制下实现蓝牙苛带部分的所有实时处理功能包括负责对接收的bit流进行符号定时提取和恢复分组头及净荷的循环冗余度校验CRC分组头及净荷的前向纠错码FEC处理和发送处理加密和解密处理等且能提供从基带控制器到其他芯片的接口诸如数据路径RAM客户接口微处理器接口脉码调制接口PCM等 1蓝牙基带控制器 返 回 上 页 下 页 2无线收发器模块 无线收发器是蓝牙设备的