蓝牙协议栈的原理和结构

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1、蓝牙协议栈的原理和结构蓝牙，这个已经不是什么新鲜的技术了，相信大多数人都是了解的。那么对于这方面，我们可以在嵌入式操作中进行一下实现。在蓝牙系统中，为了支持不同应用，需要使用多个协议，这些协议按层次组合在一起，构成了蓝牙协议栈。蓝牙协议栈是蓝牙技术的核心组成部分，它能使设备之间互相定位并建立连接，通过这个连接，设备间能通过各种各样的应用程序进行交互和数据交换。1、蓝牙协议栈体系结构蓝牙协议栈体系结构为分层结构，具体如图所示蓝牙技术规范的目的是使符合该规范的各种应用之间能够实现互操作。互操作的远端设备需要使用相同的协议栈，不同的应用需要不同的协议栈。并不是任何应用都必须使用全部协议，而是可

2、以只使用其中的一层或多层。但是，所有的应用都要使用蓝牙技术规范中的数据链路层和物理层。设计蓝牙协议栈的主要原则是尽可能地利用现有的各种高层协议，保证现有协议与蓝牙技术的融合以及各种应用之间的互通性以及充分利用兼容蓝牙技术规范的软硬件系统。蓝牙技术规范的的开放性保证了设备制造商可自由地选用其专利协议或常用的公共协议，在蓝牙技术规范基础上开发新的应用。蓝牙技术规范包括Core和Profiles两大部分。Core是蓝牙的核心，主要定义蓝牙的技术细节;Profiles部分定义了在蓝牙的各种应用中的协议栈组成，并定义了相应的实现协议栈。按照各层协议在整个蓝牙协议体系中所处的位置，蓝牙协议可分为底层

3、协议、中间层协议和高层协议三大类。2、蓝牙底层协议蓝牙底层协议实现蓝牙信息数据流的传输链路，是蓝牙协议体系的基础，它包括射频协议、基带协议和链路管理协议。（1）射频协议（RadioFrequencyProtoc01）蓝牙射频协议处于蓝牙协议栈的最底层，主要包括频段与信道安排、发射机特性和接收机特性等，用于规范物理层无线传输技术，实现空中数据的收发。蓝牙工作在2．4GHzISM频段，此频段在大多数国家无须申须运营许可，使得蓝牙设备可工作于任何不同的地区。信道安排上，系统采用跳频扩频技术，抗干扰能力强、保密性好。蓝牙SIG制定了两套跳频方案，其一是分配79个跳频信道，每个频道的带宽为1MHz

4、，其二是23信道的分配方案，1．2版本以后的蓝牙规范目前已经不再推荐使用第二套方案。（2）基带协议，S（（BaseBandProtoc01）基带层在蓝牙协议栈中位于蓝牙射频层之上，同射频层一起构成了蓝牙的物理层。基带层的主要功能包括:链路控制，比如承载链路连接和功率控制这类链路级路由;管理物理链路，SCO链路和ACL链路;定义基带分组格式和分组类型，其中SCO分组有HVl、HV2、HV3和DV等类型，而ACL分组有DMl、DHl、DM3、DH3、DM5、DH5、AUXl等类型;流量控制，通过STOP和GO指令来实现;采用13比例前向纠错码、23比例前向纠错码以及数据的自动重复请求ARQ（

5、AutomaticRepeatRequest）方案实现纠错功能;另外还有处理数据包、寻呼、查询接入和查询蓝牙设备等功能。（3）链路管理协议（LinkManagerProtocol，LMP）链路管理协议（LMP）是在蓝牙协议栈中的一个数据链路层协议。LMP执行链路设置、认证、链路配置和其它协议:链路管理器发现其它远程链路管理器（LM）并与它们通过链路管理协议（LMP）进行通信。3、蓝牙中间层协议蓝牙中间层协议完成数据帧的分解与重组、服务质量控制、组提取等功能，为上层应用提供服务，并提供与底层协议的接口，此部分包括主机控制器接口协议、逻辑链路控制与适配协议、串口仿真协议、电话控制协议和服务发

6、现协议。（1）主机控制器接口协议（HostControllerInterfaceProtocol，HCI）蓝牙HCI是位于蓝牙系统的逻辑链路控制与适配协议层和链路管理协议层之间的一层协议。HCI为上层协议提供了进入链路管理器的统一接口和进入基带的统一方式。在HCI的主机和HCI主机控制器之间会存在若干传输层，这些传输层是透明的，只需完成传输数据的任务，不必清楚数据的具体格式。蓝牙的SIG规定了四种与硬件连接的物理总线方式，即四种HCI传输层:USB、RS232、UART和PC卡（2）逻辑链路控制与适配协议（LogicalLinkControlandAdaptationProtocol，L

7、2CAP）逻辑链路控制与适配层协议（L2CAP）是蓝牙系统中的核心协议，它是基带的高层协议，可以认为它与链路管理协议（LMP）并行工作。L2CAP为高层提供数据服务，允许高层和应用层协议收发大小为64KB的L2CAP数据包。L2CAP只支持基带面向无连接的异步传输（ACE），不支持面向连接的同步传输（sco）。L2CAP采用了多路技术、分割和重组技术、组提取技术，主要提供协议复用、分段和重组、认证服务质量、组管理等功能。（3）串口仿