蓝牙技术_bluetooth的物理层运行机制是什么?即跳频和时分双工是如何结合工作的?-程序员宅基地

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蓝牙技术

Bluetooth 历史

“Bluetooth”这个名称来源于公元 10 世纪丹麦国王 Harald Blatand - 英译为 Harold Bluetooth。在行业协会筹备阶段,需要一个极具有表现力的名字来命名这项高新技术。通过对欧洲历史及对这一无线技术未来发展的一夜的讨论,好些人 认为以国王 Blatand 的名号来命名此技术再恰当不过。国王 Blatand 统一了战争纷扰的各个派系,其版图包括今天的挪威、瑞典和丹麦 - 正如 Bluetooth 技术能在计算、手机和汽车市场等各行业中协作通用一样。名字于是就这么定下来了。

在丹麦的 Jelling 城,在教堂墓地里立着一块纪念碑,这块纪念碑就是为了纪念 Blatand 国王和他的父亲丹麦的第一个国王老果姆” (Gorm the Old) —的功绩而立的。有趣的是,这块特别的石头在 Harald 与自已的儿子 Sven Forkbeard 进行了一场小规模的国家政权争夺战后就遗失了,近 600 年里没有人见过这块石头。Sven 赢得了战争(并且把他父亲流放了),因为这块刻着古代北欧文字的石头是 Harald 的荣耀,所以 Sven 埋葬了它。多年以后,一个农民在自已的农场中惊奇地发现了一个大土堆,并在其中发现了这块石头。

这个徽标最初是在行业协会宣布成立的时候由一家斯堪的纳维亚公司设计的。徽标保留了它名字的传统特色,包含了古北欧字母“H”,看上去非常类似一个星号和一个“B”。在徽标上仔细看两者都能看到。

Bluetooth 技术创立之初至今,Bluetooth SIG 及其成员公司已取得了许多里程碑式的成就。阅读下文,了解 Bluetooth 无线技术从创立之初成长为当今成功的一项全球标准,都经历了哪些跨越之举。

  • 1998 年,特别兴趣小组 (SIG) 成立,并且官方采用了“Bluetooth”这个项目名称作为该技术的名称。
  • 1999 年,Bluetooth 1.0 版规格发布
    Bluetooth
    Comdex(计算机分销商展览会)上获得展览会最佳技术奖”(Best of Show Technology Award)
  • 2000 年,第一款 Bluetooth 消费类产品上市 - 爱立信公司的 Bluetooth 耳机和电话适配器
  • 2001 年,Bluetooth SIG, Inc. 作为一家私有行业协会成立
  • 2002 年,Bluetooth 无线技术拥有了 500 件合格认证产品,由此树立了一个新的里程碑
  • 2003 年,Bluetooth SIG 采用 Bluetooth 核心规格 1.2 版;Bluetooth 产品的周出货量超过一百万件
  • 2004 年,Bluetooth SIG 采用 Bluetooth 核心规格 2.0 + 增强的数据率
    Bluetooth
    技术基站设备的安装数量超过 2.5 亿件
    Bluetooth
    产品的周出货量超过三百万件
    Bluetooth SIG
    迎来其第 3000 个成员
  • 2005 年,Bluetooth SIG UWB 公布了合作意向
    Bluetooth
    产品的出货量飙升至每周 5 百万个芯片集
    Bluetooth SIG
    迎来其第 4000 个成员
    Bluetooth SIG
    将总部设于西雅图(美国华盛顿州),并在欧洲(瑞典马尔默)和亚太地区(香港)设立了分部办公室。所有这三个办公室都邻近该地区的 Bluetooth SIG 成员。

Bluetooth 基本信息

Bluetooth 无线技术是一种短距离通信技术,旨在取代电缆来连接便携式和/或固定设备,并保证高度安全性。Bluetooth 技术的主要特点在于功能强大、耗电量低、成本低廉。Bluetooth 规格为广泛范围的设备定义了统一的结构,以便于彼此之间进行连接和通信。

Bluetooth 技术已获得了全球认可,世界各地的 Bluetooth 设备都可以与其邻近的 Bluetooth 设备连接。Bluetooth 电子设备可以通过短距离的即时网络(称为微微网)进行无线连接和通信。每个设备最多可以在微微网中同时与七个其它设备进行通信。每个设备还可以同时属于多个微微网。当 Bluetooth 设备进入然后离开无线电邻近区域时,微微网可在此期间自动动态建立。

Bluetooth 无线技术的基本优势在于它可以同时处理数据和语音传输。这使得用户可以享受各种创新解决方案,如免提耳机接听语音电话,打印和传真功能、同步 PDA、膝上型计算机和手机应用程序,等等。

核心规格版本

  • 版本 2.0 + 增强数据率 (EDR)2004 11 月正式采用
  • 版本 1.22003 11 月正式采用 

规格构成
与其它无线标准不同,Bluetooth 无线规格为产品开发商提供了链路层和应用层定义,可以支持数据和语音应用

频谱
Bluetooth
技术运行于不需申请许可证的工业、科技和医学 (ISM) 2.4 2.485 GHz 波段,使用扩频跳频全双工信号,额定速率为 1600 /秒。2.4 GHz ISM 波段在大多数国家都可用,且不需申请许可证。

干扰
Bluetooth
技术的适应跳频 (AFH) 功能设计用于降低共享 2.4 GHz 频谱的无线技术之间的干扰。AFH 可以利用可用频率在该频谱内运行。这可以通过检测此频谱内的其它设备并避免使用它们使用的频率来实现。此适应跳频可以实现在频谱内更加有效地传输,即使 Bluetooth 技术与其它技术配合使用,仍会为用户提供更高的性能表现。信号以 1 MHz 为间隔在 79 个频率间跳跃,从而保证了高度的抗干扰性

范围
操作范围视设备类别而定:

  • 3 类无线电最大范围可达 1 或 3 英尺
  • 2 类无线电通常用于移动设备拥有 10 或 30 英尺的作用范围
  • 1 类无线电主要用于工业应用案例拥有 100 或 300 英尺的作用范围

功率
最常用的 2 类无线电使用 2.5 mW 的功率。Bluetooth 技术功耗极低。这一点通过在规格中允许无线设备不活动时关闭无线电而得到加强。

数据率
版本 1.2 支持 1 Mbps;版本 2.0 + EDR 最多支持 3 Mbps

Bluetooth 技术优势

为什么选择 Bluetooth 无线技术?
Bluetooth 无线技术是在两个设备间进行无线短距离通信的最简单、最便捷的方法。它广泛应用于世界各地,可以无线连接手机、便携式计算机、汽车、立体声耳机、MP3 播放器等多种设备。由于有了配置文件这一独特概念,Bluetooth 产品不再需要安装驱动程序软件。此技术现已推出第四版规格,并在保持其固有优势的基础上继续发展 小型化无线电、低功率、低成本、内置安全性、稳固、易于使用并具有即时联网功能。Bluetooth 无线技术是现在市场上唯一得到认可的主导短距离无线技术,2005 年底,其周出货量已超过五百万件,已安装基站数超过 5 亿个。

全球可用
Bluetooth 无线技术规格供我们全球的成员公司免费使用。许多行业的制造商都积极地在其产品中实施此技术,以减少使用零乱的电线,实现无缝连接、流传输立体声,传输数据或进行语音通信。Bluetooth 技术在 2.4 GHz 波段运行,该波段是一种无需申请许可证的工业、科技、医学 (ISM) 无线电波段。正因如此,使用 Bluetooth 技术不需要支付任何费用。但您必须向手机提供商注册使用 GSM CDMA,除了设备费用外,您不需要为使用 Bluetooth 技术再支付任何费用。

设备范围
Bluetooth
技术得到了空前广泛的应用,集成该技术的产品从手机、汽车到医疗设备,使用该技术的用户从消费者、工业市场到企业等等,不一而足。低功耗,小体积以及低成本的芯片解决方案使得 Bluetooth 技术甚至可以应用于极微小的设备中。请在 Bluetooth 产品目录和组件产品列表中查看我们的成员提供的各类产品大全。

易于使用
Bluetooth 技术是一项即时技术,它不要求固定的基础设施,且易于安装和设置。您不需要电缆即可实现连接。新用户使用亦不费力您只需拥有 Bluetooth 品牌产品,检查可用的配置文件,将其连接至使用同一配置文件的另一 Bluetooth 设备即可。后续的 PIN 码流程就如同您在 ATM 机器上操作一样简单。外出时,您可以随身带上您的个人局域网 (PAN),甚至可以与其它网络连接。

全球通用的规格
Bluetooth
无线技术是当今市场上支持范围最广泛,功能最丰富且安全的无线标准。全球范围内的资格认证程序可以测试成员的产品是否符合标准。自 1999 年发布 Bluetooth 规格以来,总共有超过 4000 家公司成为 Bluetooth 特别兴趣小组 (SIG) 的成员。同时,市场上 Bluetooth 产品的数量也成倍的迅速增长。产品数量已连续四年成倍增长,安装的基站数量在 2005 年底也可能达到 5 亿个。

安全连接
从一开始,Bluetooth 技术的设计中就融入了安全理念。由于它在开放的 2.4 GHz ISM 波段上全球通用,因此一开始就构建入了稳固的特性。通过适应跳频 (AFH),信号不断跳跃,从而限制了来自其它信号的干扰。另外,Bluetooth 技术还内置有安全全特性,如 128 位加密和 PIN 码验证。Bluetooth 产品使用它们第一次连接时的 PIN 码识别彼此。连接后,便始终保持安全连接状态。 

Bluetooth 技术的工作原理

Bluetooth 无线技术是一种短距离通信系统,旨在取代连接便携设备和/或固定电子设备的缆线。Bluetooth 无线技术的主要特点在于功能强大、耗电量低、成本低廉。核心规格的许多功能均为可选功能,以实现产品多样性。

Bluetooth 核心系统包括射频收发器、基带及协议堆栈。该系统可以提供设备连接服务,并支持在这些设备之间交换各种类别的数据。

操作概览
Bluetooth 射频(物理层)在无需申请许可证的 2.4GHz ISM 波段运行。系统采用了跳频收发器来防止干扰和衰落,并提供多个 FHSS(跳频扩频)载波。射频操作采用了成形的二进制频率调制,降低了收发器复杂性。符率为每秒 1 兆符 (Msps),支持每秒 1 兆位 (Mbps) 的比特率;对于增强的数据率,可支持 2 3Mb/s 的总空气比特率。这些模式分别称为基本速率增强数据率

在一般操作情况下,同步至共用时钟及跳频图的一组设备将共享一个物理无线电信道。提供同步基准的设备称为主设备。所有其它设备称为从设备。以此方式同步的一组设备形成了一个微微网 (piconet)。这就是 Bluetooth 无线技术通信的基本形式。

微微网中的设备使用特定跳频图,该图由 Bluetooth 规格地址中的特定字段和主设备时钟依据特定算法来确定。基本跳频图是对 ISM 波段中的 79 个频率进行伪随机排序。跳频图可以调整以排除干扰设备使用的一部分频率。自适应跳频技术改善了 Bluetooth 技术与静态(非跳频)ISM 系统的共存状态(当两者共存时)。

物理信道被复分为称作时隙的时间单位。数据以时隙中数据包的形式在启用 Bluetooth 的设备之间传送。如果条件允许,可以将多个连续时隙分配给一个数据包。跳频发生在传输或接收数据包时。Bluetooth 技术通过使用时分双工 (TDD) 方案提供全双工传输效果。

物理信道上方有一个链路、信道及相关控制协议层。物理信道以上的信道及链路层级为物理信道、物理链路、逻辑传输、逻辑链路及 L2CAP 信道。

在物理信道内,任意两个传输设备之间可以形成物理链路,并且可双向传输数据包。在微微网物理信道中,对哪些设备可以形成物理链路有一些限制。每个从设备和主设备间有一个物理链路。微微网中的从设备之间不会直接形成物理链路。

物理链路可作为一个或多个逻辑链路的传输层,支持单播同步、异步和等时通信量及广播通信量。逻辑链路上的通信量可通过占有资源管理器中的调度功能分配的时隙分化到物理链路上。

除用户数据外,逻辑链路还负载了基带和物理层的控制协议。即链路管理协议 (LMP)。微微网中的活动设备具有默认的面向异步连接的逻辑传输,用于传输 LMP 协议信令。由于历史原因,这被称作为 ACL 逻辑传输。每次有设备加入微微网时都会创建默认的 ACL 逻辑传输。可在需要时创建附加逻辑传输以传输同步数据流。

链路管理功能采用 LMP 控制微微网中的设备的操作,并提供服务来管理架构中的较低层(无线电层和基带层)。LMP 协议只可以负载在默认的 ACL 逻辑传输及默认的广播逻辑传输上。

在基带层以上,L2CAP 层为应用和服务提供了基于信道的提取。它可以执行应用数据的分割和重组,并通过一个共享逻辑链路执行多个信道的复用或解复用。L2CAP 有一个协议控制信道,负载于默认的 ACL 逻辑传输中。提交至 L2CAP 协议的应用数据可以负载于支持 L2CAP 协议的任意逻辑链路上。

架构 - 核心系统

Bluetooth 核心系统覆盖 4 个最低层及其关联协议(后者由 Bluetooth 规格定义)以及一个通用服务层协议服务发现协议 (SDP),所有的配置文件要求则由通用访问配置文件 (GAP) 指定。完整的 Bluetooth 应用要求多项附加服务和较高层协议,这些在 Bluetooth 规格中定义。

最低的 3 层有时被归为一个子系统,称为 Bluetooth 控制器。这是一种常见的实施方式,在 Bluetooth 控制器和 Bluetooth 系统其余部分(包括 L2CAP、服务层以及被称为 Bluetooth 主机的较高层)之间有标准的物理通信接口。虽然此接口是可选的,但架构的设计使它自有存在的意义和特性。Bluetooth 规格通过定义对等层之间交换的协议消息,实现在启用 Bluetooth 的独立系统之间的互操作性,并通过定义 Bluetooth 控制器和 Bluetooth 主机之间的常用接口,实现在独立 Bluetooth 子系统之间的互操作性。

后文描述了若干功能块以及这些功能块之间的服务和数据路径。图表中显示的功能块提供大量信息;通常 Bluetooth 规格不定义有关实施的详细信息,除非该实施是实现互操作性所必需的。

规格对所有设备间操作定义了标准交互方式,Bluetooth 设备根据 Bluetooth 规格交换协议信令。Bluetooth 核心系统协议包括射频 (RF) 协议、链路控制 (LC) 协议、链路管理器 (LM) 协议和逻辑链路控制和适配协议 (L2CAP)Bluetooth 规格后续部分对所有这些协议进行了完整的定义。另外,服务发现协议 (SDP) 是所有 Bluetooth 应用必备的服务层协议。

Bluetooth 核心系统通过多个服务接入点(见图中的椭圆部分)提供服务。这些服务由控制 Bluetooth 核心系统的基础服务原语组成。服务可分为 3 种类型。即:用于修改 Bluetooth 设备行为和模式的设备控制服务,用于创建、修改和释放通信载体(信道和链路)的传输控制服务,以及通过通信载体提交传输数据的数据服务。通常前两项服务被视为控制平面 (C-plane) 类,最后一项则属于用户平面 (U-plane) 类。

Bluetooth 控制器子系统的服务接口的定义将 Bluetooth 控制器视为标准组成部分。在这种配置中,Bluetooth 控制器操作最低的三层,而 L2CAP 层与其它 Bluetooth 应用则包含在主机系统中。这一标准接口被称为主机到控制器接口 (HCI)。可选择是否实施此标准服务接口。

由于 Bluetooth 架构是在独立的主机和控制器可通过 HCI 进行通信这一前提下定义的,定义过程采用了若干假设。不妨假设:与主机相比,Bluetooth 控制器只具有有限的数据缓冲能力。因此,L2CAP 层在将 L2CAP PDU 提交到控制器以便再传输到对等设备时应执行一些简单的资源管理。这包括将 L2CAP SDU 分段成更便于管理的 PDU,然后再将 PDU 分段成大小适合控制器缓冲区的起始和延续数据包;以及管理控制器缓冲区的使用,以便确保具有服务质量 (QoS) 承诺的信道的可用性。

基带层提供 Bluetooth 技术的基础 ARQ 协议。L2CAP 层可选择性地提供深入错误检测和指向 L2CAP PDU 的重新传输。对于要求尽量避免用户数据中存在未检测到的错误的应用,建议使用此功能。L2CAP 的另一可选功能是基于视窗的流控制功能,该功能可用于管理接收设备中的缓冲区分配。这两项可选功能都将提高 QoS 在特定应用中的性能。

尽管对于在一个系统中组合各层的嵌入式 Bluetooth 技术实施来说,这些假设并不是必备条件,但一般架构和 QoS 模型都是基于这些假设定义的,并以之作为实际的最低通用标准。

Bluetooth 核心系统实施进行自动化符合性测试是必须的。要做到这一点,可允许测试人员通过 Bluetooth 系统通用的射频接口和进行符合性测试才需要的测试控制接口 (TCI) 来控制实施。

测试人员使用通过射频接口与被测实施 (IUT) 进行的交换来确保对远程设备发出的请求作出正确回应。测试人员通过 TCI 控制 IUT,以便让 IUT 通过射频接口发起交换,这样就能验证这些交换的符合性。

对于每一架构层和协议测试,TCI 所使用的命令集(服务接口)是不同的。HCI 命令集的子集将作为 Bluetooth 控制器子系统的每一层和每一个协议的 TCI 服务接口。L2CAP 层和协议使用独立的服务接口测试。由于 Bluetooth 核心规格中没有定义 L2CAP 服务接口,该接口在 TCI 规格中单独定义。只有在进行符合性测试时才要求实施 L2CAP 服务接口。

核心架构块

信道管理器

信 道管理器负责创建、管理和破坏用于服务协议和应用数据流传输的 L2CAP 信道。信道管理器通过 L2CAP 协议与远程(对等)设备上的信道管理器交互,以创建这些 L2CAP 信道并将它们的端点连接到对应的实体。信道管理器与本地链路管理器交互来创建新的逻辑链路(如有此需要)和配置这些链路,以提供被传输数据类型要求的 QoS

L2CAP 资源管理器

L2CAP 资源管理器块负责管理发送至基带的 PDU 片段的提交顺序以及信道间的相关调度,以确保不会因为 Bluetooth 控制器资源耗尽而导致带有 QoS 承诺的 L2CAP 信道对物理信道的访问被拒绝。这是必须的,因为架构模型不会假设 Bluetooth 控制器拥有无限大缓冲,也不会假设 HCI 是具有无限大带宽的管道。

L2CAP 资源管理器也可以执行通信量符合性管制功能,以确保这些应用在它们协商好的 QoS 设置的限制范围内提交 L2CAP SDU。一般的 Bluetooth 数据传输模型会假设每项应用都符合相关要求,而不会定义某项具体实施应如何处理此类问题。

设备管理器

设备管理器是基带的功能块,用于控制启用 Bluetooth 的设备的一般行为。它负责 Bluetooth 系统所有与数据传输无直接关系的操作,例如查询附近是否有其它启用 Bluetooth 的设备,连接到其它启用 Bluetooth 的设备,或使本地启用 Bluetooth 的设备可被其它设备发现或连接。

设备管理器请求从基带资源控制器访问传输媒体,以执行它的功能。

设备管理器还控制多个 HCI 命令指示的本地设备行为,例如管理设备本地名称、任何已存储的链路密钥和其它功能。

链路管理器

链路管理器负责创建、修改和释放逻辑链路(以及与这些链路关联的逻辑传输,如有需要),还可以更新与设备之间的物理链路有关的参数。链路管理器通过使用链路管理协议 (LMP) 与远程 Bluetooth 设备通信来实现此功能。

LMP 可以根据需要在设备之间创建新逻辑链路和逻辑传输,并进行对链路和传输特性的总体控制,例如启用逻辑传输加密、调节物理链路上的传输功率或调整逻辑链路的 QoS 设置。

基带资源管理器

基带资源管理器负责对无线媒介的所有访问。它主要有两项功能。它的核心是一个调度程序,用于将物理信道上的时间授予所有已协商达成访问协定的实体。另一个主要功能是与这些实体协商访问协定。访问协定实际上是一项承诺,提供必要的特定 QoS,以为用户应用提供期望性能。

访问协定和调度功能必须考虑所有需要使用 Bluetooth 无线电的行为。例如,这包括已连接设备之间通过逻辑链路和逻辑传输进行正常数据交换,以及使用无线电媒介实现查询、建立连接、变为可发现或可连接、或者在使用 AFH 模式过程中从未使用的载波中获取读数。

在 某些情况下,逻辑链路调度会导致从先前使用的物理信道更换为另一物理信道。这可能是因为涉及到散射网、定期查询功能或寻呼扫描等。如果物理信道未按时隙对 齐,则资源管理器还会考虑原物理信道上的时隙和新物理信道上的时隙之间的重新对齐时间。某些情况会自动对齐时隙,这是因为两个物理信道使用相同的设备时钟 作为参考。

链路控制器

链路控制器负责 Bluetooth 数据包与数据净荷及物理信道、逻辑传输和逻辑链路相关参数的编码和解码操作。

链路控制器发出链路控制协议信令(与资源管理器的调度功能紧密结合),用于传达流控制及确认和重新传输请求信号。对这些信号进行翻译是与基带数据包相关联逻辑传输的特征。链路控制信令的翻译和控制通常与资源管理器的调度程序相关联。

射频

射频块负责在物理信道上传输和接收数据包。基带和射频块之间的控制通道让基带功能块可以控制射频功能块的时间和频率载波。射频块可将物理信道和基带上传输的数据流转换成所需格式。

架构 - 数据传输

Bluetooth 数据传输系统采用分层架构。此 Bluetooth 系统说明描述了 Bluetooth 核心传输层以上各层,包括 L2CAP 信道。所有 Bluetooth 运作模式都依据相同的通用传输架构。


出于效率和遗留原因,Bluetooth 传输架构包括一个细分逻辑层,用于区别逻辑链路和逻辑传输。此细分规定了在两个或多个设备间提供独立传输的逻辑链路的一般常用概念。逻辑传输子层说明部分逻辑链路类型主要出于遗留行为的原因而形成的相互依赖性。

Bluetooth 1.1 规格将 ACL SCO 作为物理链路进行了描述。而增加了扩展的 SCO (eSCO) 后以及考虑到未来扩展,最好将它们视为逻辑传输类型,以便更精确地概述其目的。但是,由于它们共享使用资源,如 LT_ADDR 和确认/重复请求 (ARQ) 机制,它们并不像期望的那样独立。因此,架构无法通过单一的传输层表现这些逻辑传输。其它逻辑传输层对阐明此行为起到了一定的作用。

核心通信量载体
Bluetooth
核心系统提供若干标准通信量载体来传输服务协议和应用数据。

逻辑链路使用相关逻辑传输和表示传输数据类型的后缀命名:C 表示承载 LMP 消息的控制链路,U 表示承载用户数据 (L2CAP PDU) L2CAP 链路,S 表示承载无格式同步或等时数据的流链路。通常,只要不会造成指代不明,逻辑链路的后缀将被删除,因此,对默认 ACL 逻辑传输的引用在讨论 LMP 协议时表示 ACL-C 逻辑链路,在讨论 L2CAP 层时则表示 ACL-U 逻辑链路。

应用通信类型到 Bluetooth 核心通信量载体的映射基于通信量特征与载体特征的匹配。建议使用这些映射,因为它们是相关特征数据的最普通但最有效的传输方法。

Bluetooth 核心系统的应用或实施可以选择使用不同的通信量载体或不同的映射以获得类似结果。例如,在一个只有一个从设备的微微网中,主设备可能选择通过 ACL-U 逻辑链路传输 L2CAP 广播,而不是通过 ASB-U PSB-U 逻辑链路。如果物理信道质量不是太差,这可能在带宽方面会更有效率优势。只有在能保持应用通信量类型特征的情况下,才能使用备选传输路径。

应用通信量类型可用于对提交至 Bluetooth 核心系统的数据类型进行归类。如果介入流程修改了数据通信量类型,则提交至 Bluetooth 核心系统的数据通信量类型可能和原始类型不一致。例如,视频数据是以恒定速率生成的,但中间编码程序可能将此更改为可变速率,如通过 MPEG4 解码程序。但 Bluetooth 核心系统只对已提交数据的特征感兴趣。

帧化数据通信量

L2CAP 层服务对异步和等时用户数据提供按帧传输功能。应用程序以各种大小的帧为单位(最大可达信道协商最大值)将数据提交至此服务,然后,这些帧又被以同样的形式传送至远程设备上的相关应用程序。应用程序不必在数据中插入其它帧信息,除非确有必要。(这些帧对 Bluetooth 核心系统可见。)

可以创建以连接为目的的 L2CAP 信道以在两个 Bluetooth 设备间传输单播(点到点)数据。无连接 L2CAP 信道用于播送数据。在微微网拓扑中,主设备永远是广播数据的来源,从设备永远是接收方。广播 L2CAP 信道的通信量为单向传输。单播 L2CAP 信道既可以是单向传输,也可以是双向传输。

L2CAP 信道关联了一个 QoS 设置,后者定义数据帧传输的约束条件。这些 QoS 设置可用于指明下列情况,例如,数据为等时类型,因此在有限的使用期限后将无效;数据应在指定期限内传输;数据是可靠安全的,不管用多少时间,都会成功传输而不会发生错误。

L2CAP 信道管理器负责依据适当的基带逻辑链路安排传输 theL2CAP 信道数据帧,有可能会将其在具有其它具类似特征的 L2CAP 信道的基带逻辑链路上进行链路复用传送。

非帧化数据通信量

如果应用程序不要求按帧传输数据(可能因为包含流帧,或者数据为纯流形式),则可以避免使用 L2CAP 信道而直接使用基带逻辑链路。

Bluetooth 核心系统支持使用 SCO-S eSCO-S 逻辑链路直接传输等时且速度恒定(预帧化数据的比特率或帧率)的应用数据。这些逻辑链路保留了物理信道带宽,并提供根据微微网时钟而锁定的恒速传输。数据 在固定间隔以固定大小的数据包(这些参数在建立信道期间协商好)形式传输。eSCO 链路通过在错误情况下使用限制转播,提供了多种比特率选择及高度的可靠性。eSCO 支持增强数据速率操作,但 SCO 逻辑传输不支持。SCO eSCO 逻辑传输在 Bluetooth 核心系统中不支持复用逻辑链路或深入分层。如果提交的流是或像是恒速流,应用程序可以选择在提交的 SCO/eSCO 流内将流细分为多层。

应用程序可以从基带的可用逻辑链路中选择最适当的类型,创建并配置链路以传输数据流,并在完成后释放。(应用程序通常还会使用以帧为单位的 L2CAP 单播信道将控制平面 (C-plane) 信息传输给远程设备上的对等应用程序。)

如果应用程序数据为等时变速类型,则仅可通过 L2CAP 单播信道承载,并因此被视为以帧为单位的数据。

通信量载体的可靠性

Bluetooth 技术是一种无线通信系统。在不好的射频环境中,此系统应被视为内在不可靠。为抵消此劣势,系统在每层都提供了不同级别的保护。基带包头采用前向纠错 (FEC) 编码支持接收方进行错误纠正,并采用头部错误检验 (HEC) 检测纠正后是否还有遗留错误。某些基带数据包类型包括适用于净荷的 FEC。此外,一些基带数据包类型还包括循环冗余错误检查 (CRC)

ACL 逻辑传输上,错误检测算法的结果被用来推动简单的 ARQ 协议。这可以重新传输未通过接收方错误检测算法的数据包,增强了可靠性。此方案还可以修改,如果数据包的使用期限已过,则放弃发送方未成功传输的数据包, 以支持延迟敏感型数据包。eSCO 链路使用此方案的修订版,允许有限数量的重新传输,增强了可靠性。

ARQ 方案的可靠性与 HEC CRC 代码检测错误的能力一样,并不是完全值得信赖。在多数情况下这足够可靠,但对于较长的数据包类型,发生检测不出的错误的可能性太大,难以支持普通应用,尤其是传输大量数据的应用。

L2CAP 层提供有附加错误控制级别,旨在检测偶尔在基带层中未检测到的错误,并请求重新传输受影响数据。这就保证了普通 Bluetooth 应用所必须的可靠性。

广播链路不具有反馈路由,无法使用 ARQ 方案(尽管接收方仍可以检测收到的数据包中的错误)。但它会多次传输每个数据包,以期接收方至少能成功收到其中一份。尽管如此,还是不能保证对方能成功接收,因此这些链路被视为不可靠。

总而言之,如果链路或信道表现可靠,则说明接收方可以检测收到的数据包中的错误,并请求重新传输直到排除错误。由于使用的错误检测系统的原因,仍可 能有一些残留(未检测到)错误保留在收到的数据中。对于 L2CAP 信道,这种风险等级与其它通信系统不相上下,但对于逻辑链路而言,残留错误等级则偏高。

发送方可能从传输队列中删除数据包,因此接收方无法接收序列中的所有数据包。如果发生此种情况,L2CAP 层将负责检测丢失的数据包。

在不可靠的链路上,接收方可以检测所接收数据中的错误,但无法请求重新传输。接收方传递的数据包可能没有错误,但并不能保证接收到序列中的所有数据包。因此,从根本上来说,应将链路视为不可靠。对这些链路应当限制使用,且在使用时通常应视高层数据有效时的连续重复性而定。

流链路的可靠性特征介于可靠和不可靠链路之间,具体视其当前的运行条件而定。

传输架构实体

Bluetooth 通用数据包结构

通用数据包结构反映了 Bluetooth 系统中的结构层。数据包的设计旨在获得正常操作的最佳使用效果。

数据包通常仅包括代表事务所必须的层的必要字段。因此,通过查询扫描物理信道发出的简单查询请求不会创建或要求逻辑链路或较高层,因而仅包含信道访问码(与物理信道相关联)。因为微微网中的普通通信使用到了所有架构层,所以使用包含所有字段的数据包。

所有数据包均包括信道访问码。它可用于确定特定物理信道上的通信,并排除或忽略在物理邻近区碰巧使用相同射频载波的其它物理信道上的数据包。

Bluetooth 数据包结构中没有代表或包含与物理链路相关的信息的直接字段。此信息暗含在数据包头负载的逻辑传输地址 (LT_ADDR) 中。

大多数数据包包括包头。在支持物理链路、逻辑传输和逻辑链路的物理信道上传输的数据包始终包含包头。包头负载了 LT_ADDR,各个接收设备可使用它来确定数据包是否是传送给该设备的,或者用以在内部路由数据包。

包头还负载有按照逻辑传输运行的 LC 协议部分(运行负载在逻辑传输上的共享 LC 协议的 ACL SCO 传输除外)。

EDR 数据包在净荷之前具有保护时间和同步序列。这是一个用于调制方案物理层变更的字段。

在支持多个逻辑链路的逻辑传输上的所有数据包都包含净荷包头。净荷包头包括一个用于路由净荷的逻辑链路标识符字段,和一个指明净荷长度的字段。某些 类型的数据包还在数据包净荷之后包含一个 CRC,以用于检测接收到的数据包中的大部分错误。EDR 数据包在 CRC 后有一个包尾。

数据包净荷用于传输用户数据。此类数据的翻译取决于逻辑传输和逻辑链路标识符。对于 ACL 逻辑传输,LMP 消息和 L2CAP 信令同应用的普通用户数据一起,负载于数据包的净荷中传输。对于 SCO eSCO 逻辑传输,净荷包含逻辑链路的用户数据。

物理信道
Bluetooth 无线技术系统架构中的最低层是物理信道。架构定义了多种类型的物理信道。所有 Bluetooth 物理信道都具有以下特征:RF 频率与时间参数相结合,并受空间因素的限制。对于基础和适应型微微网物理信道,跳频可用于周期性地改变频率,以减少干扰或达到管制目的。

两个 Bluetooth 设备使用一个共享物理信道进行通信。为了实现此目的,其收发器需要同时调至相同的 RF 频率,且需要彼此位于额定的范围内。

假设射频载波的数量有限,且许多 Bluetooth 设备可能都在同一空间和时间区独立地运行,则很有可能两个独立的 Bluetooth 设备都将其收发器调至同一射频载波,以致物理信道冲突。为了减小这种冲突引发的不必要影响,物理信道上的每个传输开头都附带有访问码,作为设备用于调至物理信道的相关码。此信道访问码是物理信道的一个属性。访问码总是出现在每个传输数据包的开头。

共定义了四个 Bluetooth 物理信道。每个信道都经过优化,用于不同用途。其中两个物理信道(基础微微网信道及适应型微微网信道)用于在连接设备间进行通信,且与特定微微网相关。其余的物理信道用于发现 Bluetooth 设备(查询扫描信道)和连接 Bluetooth 设备(寻呼扫描信道)。

Bluetooth 设备在指定时间只可以使用这些物理信道中的一个。为了支持多个并发操作,设备在信道间采用时分复用。通过这种方式,Bluetooth 设备可以出现并同时运行在多个微微网中,且可以被发现并连接。

无论何时 Bluetooth 设备符合物理信道的时间、频率及访问码,即可认为是连接至此信道(不管它是否积极参与此信道的通信)。Bluetooth 规范假定设备在任意时间内只能连接至一个物理信道。高级设备可能同时连接至多个物理信道,但规范并不假定这种可能成立。

基础微微网信道

概览

基础微微网信道可用于在正常操作过程中在连接的设备间通信。

特征

基础微微网信道的主要特征是在无线射频信道间进行伪随机序列跳频。微微网的跳频序列是唯一的,由主设备的 Bluetooth 设备地址确定。跳频序列的相位由主设备的 Bluetooth 时钟决定。所有加入微微网的 Bluetooth 设备都在时间和跳频上与信道同步。

信道被分为若干时隙,每个时隙对应一个射频跳频。连续跳频对应不同的射频跳频频率。时隙根据微微网主设备的 Bluetooth 时钟进行编号。数据包由加入微微网且对齐在时隙边界起始处的 Bluetooth 设备传输。每个数据包开头都负载有信道访问码,该代码来源于微微网的 Bluetooth 设备地址。

在基础微微网信道上,主设备控制着对信道的访问。主设备仅在双号时隙内启动传输。主设备传输的数据包将与时隙起始处对齐,并决定着微微网的定时。主设备传输的数据包最多可以占用五个时隙,具体情况视数据包类型而定。

主设备传输指其中一个逻辑传输上附带有信息的数据包。从设备可以在物理信道上传输信息以与之响应。响应的特性由寻址到的逻辑传输决定。

例如,在面向连接的异步逻辑传输上,寻址到的从设备通过传送一个包含额定与下一时隙(单号)起始处对齐的同一逻辑传输相关信息的数据包进行响应。此类数据包最多可以占用五个时隙,具体情况视数据包类型而定。在广播逻辑传输上,不允许从设备响应。

基础微微网的一个特殊特征是使用一些保留时隙传输信标列。只有当微微网物理信道连接有休眠从设备时,才可以使用信标列。在这种情况下,主设备可以在 保留的信标列时隙中传输一个数据包(从设备可以使用这些数据包重新与微微网物理信道同步)。倘若各个时隙都有传输从中发出,则主设备可以从任意逻辑传输向 这些时隙传输数据包。如果休眠从设备广播 (PSB) 逻辑传输中有信息要传送,则将在信标列时隙中传输,且享有高于其它任何逻辑传输的优先级。

拓扑

一个基础微微网可由任意数量的 Bluetooth 设备共享,唯一的限制在于微微网主设备上的可用资源。只有一个设备可以作为微微网的主设备,所有其它设备均为从设备。所有通信均发生在主设备和从设备之间。微微网信道上不存在从设备之间的直接通信。

但是,微微网中支持的逻辑传输数有一定限制。这意味着尽管理论上对共享某个信道的 Bluetooth 设备数量没有限制,但对可与主设备有效交换数据的设备数量却存在限制。

支持的层

基础微微网信道支持许多用于一般用途通信的物理链路、逻辑传输、逻辑链路及 L2CAP 信道。

适应型微微网信道

概览

适应型微微网信道与基础微微网信道在两方面存在差异。第一点不同,其从设备传输所用的频率与前面的主设备传输设备频率相同。换而言之,将不会在主设 备数据包和随后的从设备数据包之间重新计算频率。适应型微微网信道与基础微微网信道的第二点不同在于适应型微微网可以基于少于全部 79 个频率。可以将许多频率标记为不使用将其排除在跳频图之外,而 79 个频率中的其余部分将被包括在内。除基础伪随机跳频序列可能选择不使用的频率(此时可以从使用过的频率组中选择备用选项替代它)外,两种序列是相同的。

由于适应型微微网信道使用和基础微微网信道相同的时段和访问码,所以两个信道经常会重合。这一点使得基础微微网信道或适应型微微网信道中的从设备都可以调整其与主设备的同步,因此带来了实在的好处。

适应型微微网物理信道的拓扑和支持的层与基础微微网物理信道相同。

查询扫描信道

概览

查询扫描信道用于发现设备。处于可发现模式的设备监听其查询扫描信道上的查询请求,并对这些请作出响应。某个设备为发现其它设备,将以伪随机方式在所有可能的查询扫描信道频率间进行迭代(跳频),向各个频率发出查询请求并监听响应。

特征

查询扫描信道采用较慢的跳频图,并使用访问码区分使用不同物理信道、但碰巧占用了相同射频的两个并存设备。

查询扫描信道上使用的访问码是从供所有 Bluetooth 设备共享的一组保留查询访问码中挑选出的。其中一个访问码用于常用查询,其余多个访问码则保留作为限制查询。每个设备可以访问多个不同的查询扫描信道。由于所有这些信道共享一个跳频图,所以如果设备可以同时关联多个访问码,则它可以同时占用多个查询扫描信道。

使用其某个查询扫描信道的设备将保持被动,直到它在此信道上接收到从其它 Bluetooth 设备发出的查询消息。查询通过相应的查询访问码标识。然后,查询扫描设备将根据查询响应步骤向查询设备返回响应。

某个设备为了发现其它 Bluetooth 设备,将使用这些设备的查询扫描信道来发送查询请求。由于该设备对要发现的设备一无所知,所以无法了解查询扫描信道的确切特征。

但是设备完全可以利用这一点:即查询扫描信道的跳频数较少且跳频速度慢。查询设备在各查询扫描跳频上传送查询请求并监听查询响应。这将以较快的速度完成,使查询设备能够在适当短的时间段内覆盖所有的查询扫描频率。

拓扑

查询设备和可发现设备使用简单的数据包交换方式执行查询功能。在此事务中形成的拓扑结构为简单的暂时点对点连接。

支持的层

在查询设备和可发现设备之间交换数据包的过程中,不妨认为这些设备之间存在临时的物理链路。但是,由于没有物理表达形式,而只是通过设备间的简短事务来暗示,这种概念并无太大意义。除此之外,再没有其它可视为受支持的架构层。

寻呼扫描信道

概览

可连接的设备(即准备好接受连接的设备)会彻查寻呼扫描信道。可连接设备监听其寻呼扫描信道上的寻呼请求,然后与请求设备进行一系列交换。某个设备为连接其它设备,将以伪随机方式在所有寻呼扫描信道频率间进行迭代(跳频),向各个频率发出寻呼请求并监听响应。

特征

寻呼扫描信道使用从扫描设备的 Bluetooth 设备地址衍生的访问码来识别信道上的通信。寻呼扫描信道使用的跳频速度比基础或适应型微微网的跳频速度稍慢。跳频选择算法使用扫描设备的 Bluetooth 设备时钟作为输出。

使用寻呼扫描信道的设备将保持被动,直到接收到从其它 Bluetooth 设备发出的寻呼请求。寻呼通过寻呼扫描信道访问码标识。然后,两个设备将按照寻呼步骤建立链接。寻呼步骤成功结束后,两个设备均将切换至基础微微网信道,此类信道的特征是以寻呼设备作为主设备。

某个设备为能连接至其它 Bluetooth 设备,需使用目标设备的寻呼扫描信道来发送寻呼请求。如果寻呼设备不知道目标设备的寻呼扫描信道相位,就无法知道目标设备目前的跳频。寻呼设备在每个寻呼 扫描跳频上传输寻呼请求,并监听寻呼响应。这将以较快的速度完成,使寻呼设备能够在适当短的时间段内覆盖所有的寻呼扫描频率。

寻呼设备可能知道一些有关目标设备 Bluetooth 时钟的知识(通过两个设备间的之前查询事务获知,或因之前在微微网中与该设备接触过),在这种情况下,设备可以预测到目标设备寻呼扫描信道的相位。它可以使用此信息来优化寻呼和寻呼扫描进程的同步,从而加速形成连接。

拓扑

寻呼设备和可连接设备使用简单的数据包交换方式执行寻呼功能。在此事务中形成的拓扑结构为简单的暂时点对点连接。

支持的层

在寻呼设备和可连接设备之间交换数据包的过程中,不妨认为这些设备之间存在临时的物理链路。但是,由于没有物理表达形式,而只是通过设备间的简短事务来暗示,这种概念并无太大意义。除此之外,再没有其它可视为受支持的架构层。

物理链路
物理链路代表 Bluetooth 设备间的基带连接。物理链路总是正好与一个物理信道相关联(尽管物理信道可能支持多个物理链路)。

Bluetooth 拓扑系统内,物理链路只是一个虚拟概念,在传输的数据包内并没有直接的表达形式。访问码数据包字段及主 Bluetooth 设备的时钟和地址可用于确定物理信道。但是,并没有直接标识物理链路的后续数据包部分。相反,物理链路可以通过与逻辑传输相关联来确定,因为每个逻辑传输只能在一个物理链路上接收。

某些类型的物理链路拥有可以修改的属性。例如,链路的传输功率。其它类型的物理链路不具有此属性。对于具有可修改属性的物理链路,可以使用 LM 协议修改这些属性。由于 LM 协议受较高层(逻辑链路)支持,因此相应的物理链路可通过传输 LM 信令的逻辑链路发出的暗示来确定。

如果传输通过多个不同的物理链路播送,则应选择传输参数以适合所有物理链路。

基础微微网和适应型微微网物理信道支持的链路

基础或适应型微微网物理信道支持活动或休眠的物理链路。物理链路是主设备和从设备之间的点对点链路。当从设备在微微网中同步时,物理链路永远存在。

活动物理链路

如果设备间存在默认 ACL 逻辑传输,则主设备和从设备间的物理链路为活动状态。活动的物理链路没有直接的身份标识,但可通过与默认 ACL 逻辑传输 ID 的一一对应关联关系来确定。

活动的物理链路在各个方向上都具有与之关联的无线电传输功率属性。从设备的传输总是通过活动的物理链路定向至主设备,并使用作为此链路属性的从设备 到主设备方向上的传输功率。主设备的传输可能通过单个活动物理链路(至特定从设备)或多个物理链路(至微微网中的一组从设备)定向。在点对点传输时,主设 备使用适用于涉及物理链路的适当传输功率。(在点对多点传输时,主设备使用适用于一组寻址到的设备的传输功率。)

活动的物理链路可以被置于保持或监听模式。这些模式可用于修改物理链路处于活动状态和可负载通信量的时间段。已定义了调度特性的逻辑传输将不受这些模式的影响,根据其预定义的调度行为继续。默认的 ACL 逻辑传输及其它未定义调度特征的链路将跟从活动的物理链路模式。

休眠的物理链路

如果从设备仍保持与微微网同步,但没有默认的 ACL 逻辑传输,则主设备和从设备间的物理链路将处于休眠状态。此类从设备也被视为休眠。信标列可用于为所有连接至微微网物理信道的休眠从设备提供定期同步。休 眠从设备广播(PSB)逻辑传输可用于支持 LMP 信令子集通信并向休眠从设备播送 L2CAPPSB 逻辑传输与信标列密切相关。

从设备使用休眠步骤进入休眠状态(其活动链路将变为休眠链路)。主设备不可以休眠拥有受物理链路支持的用户创建逻辑传输的从设备。这些逻辑传输将首 先被删除,任何在这些逻辑传输上建立的 L2CAP 信道也将被删除。广播逻辑传输和默认 ACL 逻辑传输不被视为用户创建类型,因此不会被显式删除。当活动链路被休眠链路替代后,默认的 ACL 逻辑传输将被隐式删除。受支持的逻辑链路和 L2CAP 信道仍会存在,但将变为挂起状态。缺少活动链路时,不可能使用这些链路和 L2CAP 信道传输信令或数据。

休眠的从设备可以使用唤醒步骤激活。此步骤由从设备在访问窗口中请求,并通过主设备启动。完成唤醒步骤后,休眠物理链路将变为活动物理链路,默认 ACL 逻辑传输也将得到重建。在最近一次休眠过程中挂起的 L2CAP 信道将被关联至新的默认 ACL 逻辑传输,并再次激活。

休眠链路不支持无线电功率控制,因为没有从休眠从设备到微微网主设备的反馈路径,也就无法就从设备处收到的信号强度发出信令,主设备也无法测量来自从设备的信号强度。传输将以休眠链路上的额定功率进行。

体眠链路使用与所关联活动链路相同的物理信道。如果主设备管理着包括使用基础微微网物理信道和使用适应型微微网物理信道的休眠从设备的微微网,则它必须为这些物理信道中的每一个创建一个休眠从设备广播逻辑传输(及关联传输)。

休眠从设备可以利用休眠从设备广播逻辑传输的非活动期来节省功率,或在与其休眠所在微微网不相关的其它物理信道上展开活动。

扫描物理信道支持的链路

在查询扫描和寻呼扫描信道中,物理链路存在的时间相当短,故无法以任何方式进行控制或修改。对于这些类型的物理链路,将不再作深入描述。

逻辑链路和逻辑传输
有多种逻辑链路可以支持不同应用数据传输要求。每个逻辑链路与一个具有多种特征的逻辑传输相关联。这些特征包括流控制、确认/重复机制、序列编号及调度行为。逻辑传输可以负载不同类型的逻辑链路(具体视逻辑传输的类型而定)。某些 Bluetooth 1.1 版的逻辑链路将在同一逻辑传输上进行多路复用。逻辑传输可以负载于基础或适应型微微网物理信道上的活动物理链路上。

逻辑传输标识和实时(链路控制)信令可以负载于数据包头,对于某些逻辑链路,标识负载于净荷包头。不要求单时隙响应时间的控制信令使用 LMP 协议传送。

下表列出了所有的逻辑传输类型、支持的逻辑链路类型、哪种类型的物理链路及物理信道可以支持它们,以及逻辑传输用途的简要描述。

逻辑传输

支持的链路

支持者

概述

异步面向连接 (ACL)

控制 (LMP) ACL-C

用户 (L2CAP) ACL-U

活动物理链路,基础或适应型物理信道

可靠或受时间限制,双向,点对点。

同步面向连接

(SCO)

流(非帧化)

SCO-S

活动物理链路,基础或适应型物理信道

双向,对称,点对点,AV 信道。适用于 64Kb/s 恒速数据。

扩展同步面向连接 (eSCO)

流(非帧化)

eSCO-S

活动物理链路,基础或适应型物理信道

双向,对称或不对称,点对点,通用规则数据,受限重新传输。适用于与主 Bluetooth 设备时钟同步的恒速数据。

活动从设备广播 (ASB)

用户 (L2CAP) ASB-U

活动物理链路,基础或适应型物理信道

不可靠,单向广播到与物理信道同步的任意设备。适用于广播 L2CAP 组。

休眠从设备广播 (PSB)

控制 (LMP) PSB- C,用户 (L2CAP) PSB-U

休眠物理链路,基础或适应型物理信道

不可靠,单向广播至所有微微网设备。适用于至休眠设备的 LMP L2CAP 通信量,及从休眠设备发出的访问请求。


逻辑链路和逻辑传输的指定名称反映了 Bluetooth 1.1 版中使用的部分名称,以保证一定程度的熟悉性和连续性。但这些名称并不反映一致方案,如下所述。

每种链路类型的分类可依据三种类别中的选择步骤。

播送

第一类为播送。可以是单播或广播。Bluetooth 1.2. 版中未定义组播链路。

  • 单播链路。单播链路存在于两个端点之间。在单播链路上,可以在任意一个方向上发送通信量。所有单播链路都是面向连接的,即在使用链路之前进行连接。如果是默认的 ACL 链路,则连接步骤是形成专用微微网的一般寻呼步骤中的一个隐式步骤。
  • 广播链路。广播链路存在于一个源设备和零个或更多接收设备之间。通信量为单向传送,即只从源设备发送至接收设备。广播链路无需连接,即不存在这些链路的创建步骤,而可以随时通过它们发送数据。广播链路并不可靠,无法保证数据能被接收到。

调度和确认方案

第二类与链路的调度和确认方案有关,暗指链路支持的通信类型。这些可以是同步、等时或异步链路。Bluetooth 1.2 版中没有定义特定的等时链路,但是可以配置默认的 ACL 链路以此方式操作。

  • 同步链路。同步链路提供了将 Bluetooth 微微网时钟与所传输数据相关联的方法。这可以通过在物理信道上保留定期时隙,并通过这些定期时隙传输固定大小的数据包来实现。此类链路适用于恒速的等时数据。
  • 异步链路。异步链路提供了传输不具备时间相关特征的数据的方法。通常,数据会多次传输直至成功接收,每个数据实体均可以在接收后于任意时间处理,而不必参考流中任何先前或后续实体的接收时间(假设数据实体顺序不变)。
  • 等时链路。等时链路提供了传输具备时间相关特征的数据的方法。数据可以多次传输,直至接收到或失效。此链路上的数据速率不必保持恒定(这是与同步链路的主要区别所在)。

数据种类

最后一类与链路负载的数据种类相关。数据分控制 (LMP) 数据和用户数据两种。用户数据类别又细分为 L2CAP(即帧化)数据和流(即未帧化)数据。

  • 控制链路。控制链路仅用于在两个链路管理器间传输 LMP 消息。这些链路在基带层以上均不可见,除了通过连接或断开连接服务隐式达到效果外,应用程序要直接例示、配置或释放这些链路别无它法。控制链路总是与对等 L2CAP 链路在一个 ACL 逻辑传输上进行多路复用。依据定义 ARQ 方案的规则,控制链路通信量总是优先于 L2CAP 链路通信量。
  • L2CAP 链路。L2CAP 链路可用于传输 L2CAP PDUL2CAP PDU 可以负载 L2CAP 信令信道(位于默认的 ACL-U 逻辑链路上)或提交至用户例示 L2CAP 信道的帧化用户数据。提交至基带的 L2CAP 帧可能要比可用基带数据包稍大。如果帧以多段形式传送至接收方,则内嵌于 LLID 字段的链路控制协议可以保持帧起始和帧延续的语义。
  • 流链路。流链路用于传输不具有在传送数据时应当保留的固有帧的用户数据。丢失的数据可以通过在接收方进行填充替代。

异步面向连接 (ACL)

异步面向连接 (ACL) 逻辑传输可用于负载 LMP L2CAP 控制信令及尽力而为型 (best effort) 异步用户数据。ACL 逻辑传输使用简单的 1 比特 ARQN/SEQN 方案以提供简单的信道可靠性。微微网中的每个活动从设备都有一个连至微微网主设备的 ACL 逻辑传输,称为默认 ACL

设备加入微微网时(连接至基础微微网物理信道),主设备和从设备间将创建默认 ACL。微微网主设备将为默认 ACL 分配一个逻辑传输地址 (LT_ADDR)。此 LT_ADDR 还可用于在需要时标识活动物理链路(或作为微微网活动成员标识符,用于相同目的)。

默认 ACL LT_ADDR 将被重新用于相同主设备和从设备间的同步面向连接逻辑传输。(这是出于同早期 Bluetooth 规格兼容的原因。)因此,LT_ADDR 自身并不足以标识默认的 ACL。但是,由于 ACL 上使用的数据包类型不同于同步面向连接逻辑传输上的数据包类型, 因此,可以通过数据包头中的 LT_ADDR 字段,并结合数据包类型字段来标识 ACL 逻辑传输。

通过将默认 ACL 配置为在数据包失效后自动清除数据包,可将其用于等时数据传输。

如果将默认 ACL 从活动物理链路中删除,则主设备和从设备间存在的所有其它逻辑传输也将被删除。如果至微微网物理信道的同步意外丢失,则物理链路及所有逻辑传输和逻辑链路将在检测到此同步丢失时消失。

设备可以删除其默认 ACL(通过其活动物理链路的暗示),但仍将保持与微微网同步。此过程称为休眠,与微微网同步但不存在活动物理链路的设备即在该微微网内处于休眠状态。

当设备过渡至休眠状态时,在默认 ACL 逻辑传输上传输的默认 ACL 逻辑链路仍保持存在,但是处于挂起状态。没有数据可以通过挂起的逻辑链路进行传输。当设备从休眠状态过渡回活动状态时,将会创建新的默认 ACL 逻辑传输(它的 LT_ADDR 可能与之前的不同),挂起的逻辑链路将被附加至此新的默认 ACL 并重新变为活动状态。

同步面向连接 (SCO)

同步面向连接 (SCO) 逻辑传输是主设备和特定从设备之间的对称点对点信道。SCO 逻辑传输在物理信道上保留有时隙,因此可被看作主设备和从设备之间的电路交换连接。SCO 逻辑传输可以负载按微微网时钟同步的 64 kb/s 的信息。通常,此信息为编码语音流。共存在三种不同的 SCO 配置,在稳键性、延迟和带宽消耗之间保持平衡。

每个 SCO-S 逻辑链路都由单个 SCO 逻辑传输支持,SCO 逻辑传输分配有相同的 LT_ADDR,作为设备间默认的 ACL 逻辑传输。因此,LT_ADDR 字段并不足以标识接收到的数据包的目的地。由于 SCO 链路使用保留的时隙,所以设备可以结合使用 LT_ADDR、时隙编号(物理信道的属性)及数据包类型来标识 SCO 链路上的传输。

之所以为 SCO 逻辑传输重新使用默认 ACL LT_ADDR,是出于对 Bluetooth 1.1 版规格中的遗留行为的考虑。在早期的 Bluetooth 规格版本中,LT_ADDR(那时被称为活动成员地址)被用于标识与每个传输相关联的微微网成员。这并不易于扩展以支持更多逻辑链路,因此此字段的目的被重新定义以支持新的功能。但是,部分 Bluetooth 1.1 版的功能无法完全适合正规描述的架构。

尽管为 SCO 保留了时隙,但仍允许将保留时隙用于其它拥有更高优先级信道的通信。这可能是 QoS 承诺要求的结果,也可能是为了在物理信道带宽完全被 SCO 占用时,在默认 ACL 上发送 LMP 信令。由于 SCO 可以负载不同的数据包类型至 ACL,所以数据包类型可用于标识 SCO 通信(结合时隙编号和 LT_ADDR)。Bluetooth 核心规格未再定义更多通过 SCO 链路传输的架构层。传输的 64 kb/s 流定义了多种标准格式,对于应用程序负责翻译流编码的情况,还允许未格式化的流。
3.5.6
扩展同步面向连接 (eSCO)
扩 展同步面向连接 (eSCO) 逻辑传输是主设备和特定从设备间的对称或不对称点对点链路。eSCO 在物理信道上保留有时隙,因此可被看作主设备和从设备之间的电路交换连接。eSCO 链路在标准 SCO 链路上提供了许多扩展,这主要表现在:它们支持更灵活的数据包类型组合,支持选择数据包内容和选择时隙时段,从而支持多种同步比特率。

eSCO 链路还可以提供有限的数据包重新传送(SCO 链路不存在重新传送)。如果要求重新传送,则重新传送将发生在跟随保留时隙的时隙内,否则时隙将用于其它通信。

每个 eSCO-S 逻辑链路都由单个 eSCO 逻辑传输支持,并通过 eSCO 期间在微微网中唯一的 LT_ADDR 标识。eSCO-S 链路使用 LM 信令创建,并遵循与 SCO-S 链路类似的调度规则。

Bluetooth 核心规格未再定义通过 eSCO-S 链路传输的更多架构层。相反,应用程序可以出于任何要求的目的使用数据流,只要流的传输特征适用于被传输的数据。

活动从设备广播 (ASB)

活动从设备广播逻辑传输可用于向当前连接至 ASB 所用物理信道的微微网中的所有设备传输 L2CAP 用户通信。不存在确认协议,且从微微网主设备到从设备的通信为单向传输。ASB 信道可用于 L2CAP 组通信(1.1 版规格的遗留),但从不用于面向连接的 L2CAP 信道、L2CAP 控制信令或 LMP 控制信令。

但由于不进行确认,ASB 逻辑传输从本质上来说并不可靠。为了提高可靠性,每个数据包将进行多次传输。将使用相同的序列号在从设备上协助筛选重新传输。

ASB 逻辑传输通过保留的 LT_ADDR 标识。(保留的 LT_ADDR 地址还可供 PSB 逻辑传输使用。)活动从设备将在两个逻辑传输上接收通信,但无法轻易区分二者。ASB 逻辑传输不负载 LMP 通信,因此活动的从设备可以忽略通过 ASB 逻辑传输上的 LMP 逻辑链路接收到的数据包。但是,ASB 逻辑传输上的活动从设备也接收通过 PSB 逻辑传输传送的 L2CAP 通信,且无法与 ASB 传输上发送的 L2CAP 通信相区别。

不论何时存在微微网,都将隐式创建一个 ASB,且总有一个 ASB 与微微网中存在的每个基础或适应型微微网物理信道相关联。由于基础和适应型微微网物理信道几乎一致,从设备无法区分哪个 ASB 信道用于传输数据包。这进一步加深了 ASB 信道的不可靠性。(不过,它再不可靠最多也就是丢失数据包。)

主设备可以确定使用两个可能存在的 ASB 信道中的哪一个(当同时拥有一个基础和一个适应型微微网物理信道时),因为如果进行充分的重新传输,就可以在同一 ASB 信道上定向至两组从设备。

ASB 信道从不用于负载 LMP L2CAP 控制信令。

休眠从设备广播 (PSB)

休眠从设备广播逻辑传输可用于在主设备和休眠的从设备(已放弃其默认 ACL 逻辑传输)之间通信。休眠从设备广播链路是微微网主设备和休眠从设备间存在的唯一逻辑传输。

PSB 逻辑传输比其它逻辑传输更为复杂,因为它包括多个相位,而每个相位都有不同的用途。这些相位包括控制信息相位(用于负载 LMP 逻辑链路)、用户信息相位(用于负载 L2CAP 逻辑链路)以及接入相位(负载基带信令)。控制信息和广播信息相位通常不能同时使用,因为在单个信标间隔中只能支持两者中的一个。(即使没有控制器用户信 息相位,仍要求主设备在信标时隙中传输数据包,以便休眠从设备可以重新同步。)接入相位通常都会存在,除非在控制信息消息中取消。

控制信息相位用于供主设备发送信息至包含以下项的休眠从设备:对 PSB 传输特性的修改、对信标列特性的修改或休眠从设备要求在微微网中变为活动状态的请求(称为唤醒)。此控制信息负载于 LMP 逻辑链路上的 LMP 消息中。(当用户信息要求多个基带数据包时,控制信息相位还会与用户信息相位一同出现。)

控制信息相位中的数据包总是在物理信道信标列时隙中传输,而无法在其它任意时隙中传输。控制信息占用了一个单 DM1 数据包,并在单个信标间隔内的每个信标列时隙中重复。(如果没有控制信息,则可能有用户信息相位使用信标时隙。如果两个相位均未使用,则信标时隙可用于其 它逻辑传输通信或 NULL 数据包。)

用户信息相位用于供主设备发送要送至所有微微网从设备的 L2CAP 数据包。用户信息可以占用一个或多个基带数据包。如果用户信息占用了单个数据包,则用户信息数据包将在每个微微网信道信标列时隙中重复。

如果用户信息占用了多个基带数据包,则它将在信标列(广播扫描窗口)后的时隙中传输,信标时隙可用于传输包含此广播扫描窗口定时特性的控制信息相位消息。这样要求是为了使休眠从设备保持连接至微微网物理信道,以接收用户信息。

接入相位将正常显示,除非临时由控制信息广播相位中负载的控制消息取消。接入窗口中包含了紧跟信标列的一连串时隙。为了使微微网中的休眠从设备变为 活动状态,必须通过接入窗口向微微网主设备发送接入请求。每个休眠从设备都分配有一个请求接入地址(不必是唯一的),该地址控制从设备在接入窗口持续时间 内何时请求接入。

PSB 逻辑传输由值为 0 的保留 LT_ADDR 标识。此保留的 LT_ADDR 地址还可供 ASB 逻辑传输使用。休眠从设备在一般情况下并不会由于重复使用 LT_ADDR 而被混淆,因为它们仅在使用 PSB 传输时连接到微微网物理信道。

逻辑链路

部分逻辑传输可以支持不同的逻辑链路,这些链路可以同时被多路复用,也可以作为待选项。在这些逻辑传输内,逻辑链路由负载数据净荷的基带数据包净荷 包头中的逻辑链路标识符 (LLID) 位来标识。逻辑链路可以区分有限的一组核心协议,这些协议能在逻辑传输上传输和接收数据。并非所有的逻辑传输都能够负载全部的逻辑链路。尤其是 SCO eSCO 逻辑传输仅可以负载恒定数据率的流,它们由 LT_ADDR 唯一标识。此类逻辑传输仅使用不包含净荷包头的数据包,因为这些数据包的长度已事先知道,不需要 LLID

ACL 控制逻辑链路 (ACL-C)

ACL 控制逻辑链路 (ACL-C) 可用于在微微网中的设备之间负载 LMP 信令。控制链路仅负载于默认的 ACL 逻辑传输和 PSB 逻辑传输上(位于控制信息相位)。当负载于同一逻辑传输上时,ACL-C 链路总是优先于 ACL-U(见下)链路。

用户异步/等时逻辑链路 (ACL-U)

用户异步/等时逻辑链路 (ACL-U) 可用于负载所有异步和等时帧化用户数据。ACL-U 链路可负载于同步逻辑传输以外的所有逻辑传输上。ACL-U 链路上的数据包由两个保留 LLID 值中的其中一个值标识。一个值用于指明基带数据包是否含有 L2CAP 帧头,另一个用于表示前一帧的继续。这确保了跟随所删除数据包的 L2CAP 重组装器正确同步。使用此技术排除了在所有基带数据包中包括更加复杂的 L2CAP 包头的需要(包头只需存在于 L2CAP 起始数据包中),但要求在传输完一个完整的 L2CAP 帧后才能开始新传输。(此规则也有例外,即可以删除传输了一部分的 L2CAP 帧以便开始传输另一 L2CAP 帧。)

用户同步/扩展同步逻辑链路 (SCO-S/eSCO-S)

同步 (SCO-S) 和扩展同步 (eSCO-S) 逻辑链路用于支持在无帧流中传输的等时数据。这些链路与一个逻辑传输相关联,在这个逻辑传输上,数据按固定大小和固定速率传输。在这些传输上,由于只支持 单个逻辑链路,数据长度和调度期已预定义并在链路存在周期内保持固定,所以数据包中没有 LLID

SCO-S eSCO-S 逻辑链路无法负载变速等时数据。在这种情况下,数据必须负载于使用带净荷包头的数据包的 ACL-U 逻辑链路。如果在处理可靠用户数据时同时支持变速等时数据,Bluetooth 技术会有一些限制。

L2CAP 信道
L2CAP 充当多路复用的角色以允许多个不同的应用程序在两个设备之间共享 ACL-U 逻辑链路的资源。应用程序和服务协议使用面向信道的接口与 L2CAP 相接以创建至其它设备上对等实体的连接。

L2CAP 信道端点通过信道标识符 (CID) 为其客户端所识别。此标识符由 L2CAP 分配,任何设备上的 L2CAP 信道端点都有一个不同的 CID

可以配置 L2CAP 信道以为应用程序提供相应的 QoS 服务。L2CAP 将信道映射至 ACL-U 逻辑链路。

L2CAP 支持面向连接的信道及其它面向组的信道。面向组的信道可以映射至 ASB-U 逻辑链路,或实施为通过 ACL-U 链路向每个成员依次迭代传输。

除了创建、配置和分解信道以外,L2CAP 的主要角色是从信道客户端到 ACL-U 逻辑链路多路传输服务数据单元 (SDU),以及按相应的优先级选择 SDU 以实施简单的调度。

L2CAP 可以通过对等 L2CAP 层提供单信道流控制。信道建立时,应用程序将选择此选项。L2CAP 还可以提供增强错误检测及重新传输功能,以 (a) 降低将未检测到的错误传输至应用程序的可能性; (b) 当基带层在 ACL-U 逻辑链路上执行清除操作时恢复丢失的用户数据。

如果存在 HCIL2CAP 还需要将 L2CAP SDU 分割为适合基带缓冲器的片段,通过 HCI 运行基于令牌的流控制步骤,并只在允许时将片段提交至基带。这可能会影响调度算法。

通信拓扑

微微网拓扑
每建立一个 Bluetooth 无线链路,即处于微微网中。一个微微网由两个或更多占用相同物理信道的设备组成(这表示这些设备是按照共用时钟和跳频序列进行同步的)。共用(微微网)时钟与微微网中其中一个设备的 Bluetooth 时钟是相同的,该设备称为微微网主设备,而跳频序列则派生自微微网主设备的时钟和 Bluetooth 设备地址。微微网中所有其它已同步的设备都称为从设备。术语主设备和从设备仅用于描述微微网中的这些角色。

在一个地理位置中可能存在多个独立的微微网。每个微微网都有各自的物理信道(即各自的微微网主设备、独立的微微网时钟和跳频序列)。

一个启用 Bluetooth 的设备可能同时存在于两个或更多的微微网中。这通过时分复用实现。一个启用 Bluetooth 的设备无法同时成为多个微微网主设备。(由于微微网是按照主设备的 Bluetooth 时钟定义的,因此一个设备不可能同时作为两个或更多微微网的主设备)。一个启用 Bluetooth 的设备可以成为多个独立微微网的从设备。

一个启用 Bluetooth 的设备成为两个或更多微微网的成员时,即称为处于散射网中。处于散射网中并不意味着该启用 Bluetooth 的设备具有任何网络路由能力或功能。Bluetooth 核心协议不会也没有责任提供这样的功能,此功能应由更高级别的协议指定,不属于 Bluetooth 核心规格的范围。

逻辑传输、逻辑链路和 L2CAP 信道用于提供传输数据的能力。

操作程序和模式
启用 Bluetooth 的设备的典型操作模式是连接到其它启用 Bluetooth 的设备(在微微网中)并与此启用 Bluetooth 的设备进行数据交换。Bluetooth 技术是一项专门的无线通信技术,因此还具有多种构建微微网的可选操作程序,以便进行后续通信。程序和模式分别在架构的不同层上应用,因此,设备可同时出现在多个程序和模式中。

查询(发现)程序

启用 Bluetooth 的设备通过查询程序发现附近的设备,或被它们所在位置的其它设备发现。

查询程序是不对称的。尝试查找附近其它设备的启用 Bluetooth 的设备称为查询设备,它会主动发送查询请求。可被其它设备找到的启用 Bluetooth 的设备称为可发现设备,它会监听查询请求并作出响应。查询程序使用专为查询请求和响应而设的物理信道。

查询设备和可发现设备都可能已连接到微微网中其它启用 Bluetooth 的设备。所有花费在查询或占用查询扫描物理信道上的时间都需要与现有逻辑传输上的 QoS 承诺要求取得平衡。

查询程序不会使用物理信道之上的任何架构层,虽然在交换查询和查询响应信息过程中,可以认为短暂存在物理链路。

寻呼(连接)程序

建立连接的程序是不对称的,要求一个启用 Bluetooth 的设备在另一启用 Bluetooth 的设备可连接(寻呼扫描)时执行寻呼(连接)程序。寻呼程序有明确目标,因此只能由一个指定的启用 Bluetooth 的设备对寻呼程序作出响应。

可连接设备通过特别的物理信道监听寻呼(连接)设备发出的连接请求数据包。此物理信道具有可连接设备特有的特性,因此只有对此可连接设备有一定认识的寻呼设备才可以通过此信道与其通信。

寻呼设备和可连接设备都可能已连接到微微网中其它启用 Bluetooth 的设备。所有花费在寻呼或占用寻呼扫描物理信道上的时间都需要与现有逻辑传输上的 QoS 承诺要求取得平衡。

已连接模式

成功执行连接程序后,微微网中的两台设备之间将建立物理连接。这表示存在一个两者都连接到的微微网物理信道,在设备之间存在一个物理链路,并存在默 认的 ACL-C ACL-U 逻辑链路。处于已连接模式时,可以创建和释放额外的逻辑链路,以及在保持与微微网物理信道的连接情况下,更改物理和逻辑链路的模式。设备也可以进行查询、 寻呼或扫描程序,或者在不断开与原微微网物理信道的连接情况下,连接到其它微微网。

要创建额外逻辑链路,可通过使用链路管理器与启用 Bluetooth 的远程设备交换链路管理协议 (LMP) 消息以协商这些链路的创建和设置。在连接过程中始终会创建默认的 ACL-C ACL-U 逻辑链路,分别用于 LMP 消息和 L2CAP 信令信道。

请注意,两台设备初次建立连接时会创建两个默认的逻辑链路。其中一个链路 (ACL-C) 传输 LMP 控制协议,且对于链路管理器之上的层,它是不可见的。另一个链路 (ACL-U) 传输 L2CAP 信令协议和所有被复用的 L2CAP 尽力服务信道。很多时候会直接说默认的 ACL 逻辑传输,这可以根据上下文确定是 ACL-C 链路还是 ACL-U 链路,但通常指的都是默认 ACL-U 逻辑链路。另请注意,这两个逻辑链路共享一个逻辑传输。

当从设备主动连接微微网时,从设备和微微网主设备之间始终会存在一个默认的 ACL 逻辑传输。有两种方法可以删除默认的 ACL 逻辑传输。第一种方法是从微微网物理信道中断开设备,此时设备之间的整个 L2CAP 信道、逻辑链路和逻辑传输层级都将被删除。

第二种方法是将指向从设备的物理链路置于休眠状态,此时它将放弃其默认 ACL 逻辑传输。此方法仅当所有其它逻辑传输(无法显式创建和删除的 ASB 逻辑传输除外)都已被删除时才能使用。如果设备除默认 ACL ASB 逻辑传输外还存在其它逻辑传输,则不允许将设备置于休眠状态。

当从设备物理链路进入休眠状态后,它的默认 ACL 逻辑传输将解除,而 ASB 逻辑传输则被替换为 PSB 逻辑传输。默认 ACL 逻辑传输复用的 ACL-C ACL-U 逻辑链路仍然存在,但不能用于传输速据。微微网主设备上的链路管理器限制自己仅使用可通过 PSB-C 逻辑链路传输的 LMP 消息。信道管理器和 L2CAP 资源管理器确保在设备处于休眠状态时,不会有单播数据通信量提交到控制器。信道管理器可以根据必要使设备进入和退出休眠状态,以允许传输数据。

保持模式

保持模式不是一般的设备模式,而是适用于物理链路上未保留的时隙。处于保持模式时,物理链路仅在为同步链路类型 SCO eSCO 操作而保留的时隙中处于活动状态。所有异步链路都是不活动的。每开启一次保持模式便执行一次保持程序,完成后便退出,返回原来的模式。

监听模式

监听模式不是一般的设备模式,而是适用于默认 ACL 逻辑传输。处于监听模式时,可通过定义一个由出场缺席时段组成的周期来修改这些逻辑传输的可用性。如果设备的默认 ACL 逻辑传输处于监听模式,该设备可在缺席时段参与其它物理信道中的活动,或进入节能模式。监听模式只影响默认 ACL 逻辑传输(例如它们共享的 ACL 逻辑传输),不适用于任何可能是活动的其它 SCO eSCO 逻辑传输。位于微微网物理信道上的物理链路,它的出场和缺席时段取决于在物理链路中构建的所有逻辑传输的联合。

请注意,广播逻辑传输没有既定的出场或缺席时段。微微网主设备应调度广播,让其与微微网物理信道中物理链路的出场时段一致,但这并不是一直都可行或有效的。定义重复广播的目的在于提高在不重叠出场时段情况下到达多个从设备的可能性。但是,不能过分依赖广播逻辑传输。

休眠状态

从设备可以在保持连接到微微网的同时使其物理链路处于休眠状态。在这种状态下,设备无法支持任何指向微微网主设备的逻辑链路,除了微微网主设备和休 眠从设备之间所有通信使用的 PSB-C PSB-U 逻辑链路外。指向一个从设备的物理链路处于休眠状态时,微微网主设备和从设备之间的通信受到一定限制,具体由 PSB 逻辑传输参数定义。在 PSB 逻辑传输不活动(或缺席)期间,设备可以参加其它物理信道上的活动,或进入节能模式。

角色切换程序

角色切换程序是一种在两个已连接到微微网的设备之间进行角色交换的方法。程序主要实现从原微微网主设备定义的物理信道向新微微网主设备定义的物理信 道的转移。在物理信道与新物理信道交换的过程中,将删除然后重建整个物理链路和逻辑传输层级,拓扑暗含的 ASB PSB 逻辑传输除外,它们不会被保留。完成角色切换后,原微微网物理信道可能不再存在,也可能继续运行只要原微微网主设备拥有其它仍保持连接的从设备。

此程序仅将默认 ACL 逻辑链路和支持它的层级复制到新物理信道, 而不会复制任何其它逻辑传输;如有需要,须由更高层复制这些附加逻辑传输。所涉及传输的 LT_ADDR 地址不会被保留,因为新物理信道可能已开始使用这些值。

如果原逻辑传输中存在任何 QoS 承诺或模式(如监听模式),则角色切换后这些 QoS 承诺和模式将丢失。它们必须在角色切换完成后重新协商。

增强的数据率

增强的数据率 (EDR) 是一种用于扩展 Bluetooth 数据包容量和类型的方法,其目的是在不改变架构其余部分的情况下,增加最大吞吐量、提供更好的多连接支持和减少功耗。

EDR 可作为模式选择,并在各个逻辑传输上独立操作。启用该模式后,对数据包包头中数据包类型位的翻译与其在基本速率模式时的意思会有所不同。此不同的翻译与包 头中的逻辑传输地址字段一起列出。这种翻译的结果允许根据数据包类型接收并解调数据包净荷包头和净荷。EDR 仅对 ACL-UeSCO-S 逻辑传输有效,对 ACL-CSCO-S 和广播逻辑传输无效。

配置文件概览

Bluetooth 无线技术配置文件

为了使用 Bluetooth 无线技术,设备必须能够翻译特定 Bluetooth 配置文件。配置文件定义了可能的应用。Bluetooth 配置文件表达了一般行为,Bluetooth 设备可以通过这些行为与其它设备进行通信。Bluetooth 技术定义了广泛的配置文件,描述了许多不同类型的使用案例。按照 Bluetooth 规格中提供的指导,开发商可以创建应用程序以与其它符合 Bluetooth 规格的设备协同工作。

在最低限度下,各个配置文件规格应包含下列主题的相关信息:

  • 与其它配置文件的相关性
  • 建议的用户界面格式
  • 配置文件使用的 Bluetooth 协议堆栈的特定部分。为了执行其任务,每个配置文件都使用堆栈各层上的特定选项和参数。如果需要,这可以包括必需的服务记录概要

高级音频分发配置文件 (A2DP)
A2DP
描述了立体声质量音频如何从媒体源流化传送至汇点。配置文件定义了音频源和汇点两个角色。典型的使用如随身听类的媒体播放器。音频源可以是音乐播放 器,音频汇点则是无线耳机。A2DP 定义了可在 ACL 信道上实现单声道或立体声高质量音频内容分发的协议和程序。应当将高级音频Bluetooth 音频相区别,后者表示基带规格中定义的 SCO 信道上的窄带语音分发。

此配置文件依赖于 GAVDP。它包括了强制支持低复杂性子带编解码器 (SBC) ,并可选择支持 MPEG-1,2 音频、MPEG-2,4 AAC ATRAC

音频数据以适当的格式进行压缩,以便有效使用有限的带宽。此配置文件中不包括环绕声分发。

音频/视频控制传输协议 (AVCTP)
AVCTP
描述了交换消息以控制 A/V 设备的传输机制。

音频/视频分发传输协议 (AVDTP)
AVDTP
定义了 A/V 流协商、建立及传输步骤。

音频/视频远程控制配置文件 (AVRCP)
AVRCP
可以提供标准接口以控制 TVhi-fi 设备或其它设备,从而允许通过一个遥控器(或其它设备)来控制用户可以接入的所有 A/V 设备。它可以与 A2DP VDP 配合使用。

AVRCP 定义了如何控制流媒体的特征。这包括暂停、停止、启动重放、音量控制及其它类型的远程控制操作。AVRCP 定义了两个角色,即控制器和目标设备。控制器通常为远程控制设备,而目标设备为特征可以更改的设备。对于随身听类型的媒体播放器,控制设备可以是允许 跳过音轨的耳机,而目标设备则是实际的播放器。

此协议规定了 AV/C 数字接口命令集(AV/C 命令集,由 1394 行业协会定义)的应用范围,实现了简化实施和易操作性。此协议为控制消息采用了 AV/C 设备模式和命令格式,这些消息可以通过音频/视频控制传输协议 (AVCTP) 传输。

AVRCP 中,控制器将检测到的用户操作翻译为 A/V 控制信号,然后再将其传输至远程 Bluetooth 设备。常规红外遥控器的可用功能可以在此协议中实现。此协议中描述的远程控制专为 A/V 控制而设计。

基本成像配置文件 (BIP)
BIP
定义了如何远程控制成像设备,成像设备如何打印,及成像设备如何将图像传输至存储设备。BIP 还包括了实现及转换图像以使其适合于接收设备的功能。典型的应用如使用手机控制数码相机的快门操作。

BIP 可分为以下几类:

  • 图像推送:允许从用户控制的设备发送图像
  • 图像拉取:允许从远程设备浏览并提取图像
  • 高级图像打印:使用 DPOF 格式打印带高级选项的图像
  • 自动存档:允许从目标设备自动备份所有新图像
  • 远程相机:允许发起方远程使用数码相机
  • 远程显示:允许发起方推送图像以在其它设备上显示

基本打印配置文件 (BPP)
BPP
允许设备以打印作业的形式向打印机发送文本、电子邮件、vCard、图像或其它项目。它与 HCRP 的区别在于它不需要因打印机而异的驱动程序。这使它更适合于嵌入式设备,如手机和数码相机,这些设备不大容易使用依赖于打印机供应商的驱动程序进行更新。

BPP 定义了两个角色,发送设备和打印机。发送设备通常为移动设备,如手机或 PDA,这些设备需要不承担驱动程序开销进行打印。打印机为重建打印信息的设备。通常为物理打印机或作为通过其它物理传输(如 USB)连接的打印机的代理 PC

BNEP
BNEP
用于通过 Bluetooth 介质,如 IPv4 IPv6,传输通用联网协议。数据包格式依据于 IEEE 802.3(直接在 L2CAP 上运行)定义的 EthernetII/DIX 帧。BNEP 供个人局域网配置文件 (PAN) 使用。

通用 ISDN 接入配置文件 (CIP)
CIP
定义了 ISDN 信令如何通过 Bluetooth 无线连接传输。CIP 提供了不受限制接入 ISDN 提供的服务、数据及信令的能力。

通用 ISDN 接入配置文件 (CIP) 的用途如下所示:

  • 定义应用程序如何通过 Bluetooth 技术接入 ISDN
  • 允许尽可能不受限制接入 ISDN 提供的服务、数据或信令
  • 确保遗留 ISDN 应用程序可以继续运转,而不需要在应用程序内部作任何修改
  • 定义 ISDN 接入如何与以一种或另外一种方式接入 ISDN Bluetooth 规格共存
  • 显示 Bluetooth 技术上的 ISDN 如何与应用程序中现有的 ISDN 共存

无绳电话配置文件 (CTP)
CTP
定义了如何通过 Bluetooth 无线链路实施无绳电话。此配置文件可用于专用无绳电话或邻近实施 CTP 的基站而用作无绳电话的手机。预期情形为:当在家中时,手机可以使用连接至陆线的 Bluetooth CTP 网关,而在超出范围时则使用手机网络。CTP Bluetooth 技术的三合一电话应用的核心内容。

拨号网络配置文件 (DUN)
DUN
提供了通过 Bluetooth 技术接入 Internet 和其它拨号服务的标准。最常见的情况是在手机上拨号,从膝上型计算机以无线方式接入 Internet。它基于 SPP,与现有的有线串行协议在相同任务上具有多种通用的功能,可以实现现有产品的相对容易的转换。这些包括 ETSI 07.07 PPP 中指定的 AT 命令集。

与其它建立在 SPP 顶层的配置文件一样,Bluetooth 协议堆栈的较低层创建的虚拟串行链路对于使用 DUN 配置文件的应用程序是透明的。因此,数字终端设备上的调制解调器驱动程序不会意识到它是通过 Bluetooth 技术通信的。数字终端设备上的应用程序同样不会意识到它并未通过电缆连接至网关设备。

DUN 描述了两种角色,网关和终端设备。网关设备为终端设备提供网络接入。典型配置包括作为网关设备的手机,及作为终端设备的个人计算机。

扩展服务发现配置文件 (ESDP)
ESDP
定义了通用即插即用设备如何通过 Bluetooth 无线技术连接运行。

传真配置文件 (FAX)
FAX
配置文件定义了终端设备如何使用 FAX 网关设备。FAX 旨在于手机或固定电话和安装了传真软件的 PC 之间提供适当定义的接口。必须提供对 ITU-T 定义的 ITU T.31 / ITU T.32 AT 命令集的支持。典型配置为个人计算机使用手机作为 FAX 网关,向任意接收方发送 FAX 传输。

文件传输配置文件 (FTP)
FTP
定义了客户端设备如何浏览服务器设备上的文件夹和文件。一旦客户端找到了文件或位置,客户端即可从服务器拉取文件,或通过 GOEP 从客户端推送文件至服务器。FTP 配置文件包括支持获取文件夹列表、更改至不同的文件夹、获取文件、放置文件和删除文件。FTP 使用 OBEX 作为传输,且基于 GOEP

FTP 还定义了客户端和服务器设备的角色,并描述了它们在各种情况下的责任范围。例如,如果客户端希望浏览服务器上的可用对象,则它需要具有支持从服务器拉取文件夹列表对象的功能。否则,将要求服务器通过提供此文件夹列表对象来响应请求。

通用访问配置文件 (GAP)
GAP
是所有其它配置文件的基础,它定义了在 Bluetooth 设备间建立基带链路的通用方法。除此之外,GAP 还定义了下列内容:

  • 必须在所有 Bluetooth 设备中实施的功能
  • 发现和链接设备的通用步骤
  • 基本用户界面术语

GAP 确保了应用程序和设备间的高度互操作性。它还允许开发人员利用现有的定义更加容易地定义新的配置文件。

GAP 处理未连接的两个设备间的发现和建立连接过程。此配置文件定义了一些通用的操作,这些操作可供引用 GAP 的配置文件以及实施多个配置文件的设备使用。GAP 确保了两个 Bluetooth 设备(不管制造商和应用程序)可以通过 Bluetooth 技术交换信息,以发现彼此支持的应用程序。不符合任何其它 Bluetooth 配置文件的 Bluetooth 设备必须与 GAP 符合以确保基本的互操作性和共存。

常规音频/视频分发配置文件 (GAVDP)
GAVDP
A2DP VDP 提供了基础,而后两者又是设计用于使用 Bluetooth 技术分发音频和视频流的系统的基础。GAVDP 定义了两个角色,发起方和接收方。在一般使用中,类似随身听之类的设备可作为发起方,而耳机则作为接收方。

GAVDP 指定了两个设备间启动、终止和重新配置流传输信道的信令事务处理程序。流参数和编/解码功能包括在依靠本配置文件的 A2DP VDP中。

通用对象交换配置文件 (GOEP)
GOEP
可用于将对象从一个设备传输至另一个设备。对象可以是任意的,如图片、文档、名片等等。此配置文件定义了两个角色:提供拉取或推送对象位置的服务器及启动 操作的客户端。使用 GOEP 的应用程序假定链路和信道已按 GAP 的定义建立。GOEP 依赖于串行端口配置文件。

GOEP 为使用 OBEX 协议的其它配置文件提供了通用蓝图,并为设备定义了客户端和服务器角色。对于所有 OBEX 事务,GOEP 规定应由客户端启动所有事务。但是,此配置文件并没有描述应用程序应如何定义要交换的对象或如何实施交换。这些细节留给从属于 GOEP 的配置文件,即 OPPFTP SYNC 去完成。通常使用此配置文件的 Bluetooth 设备为笔记本电脑、PDA、手机及智能电话。

免提配置文件 (HFP)
HFP
描述了网关设备如何用于供免提设备拨打和接听呼叫。典型配置如汽车使用手机作为网关设备。在车内,立体声系统用于电话音频,而车内安装的麦克风则用于发送 输出音频。HFP 还可用于个人计算机在家中或办公环境中作为手机扬声器的情况。HFP 使用 SCO 负载单声道 PCM 音频信道。

硬拷贝电缆替代配置文件 (HCRP)
HCRP
定义了如何通过 Bluetooth 无线链路完成基于驱动程序的打印。此配置文件定义了客户端和服务器两种角色。客户端为包含打印驱动程序的设备,该打印程序适用于客户端希望打印其上内容的 服务器。常见配置如充当客户端的个人计算机通过驱动程序使用充当服务器的打印机来进行打印。这提供了更为简便的无线选择以替代设备和打印机之间的电缆连 接。HCRP 没有设定有关至打印机的通信的标准,因此驱动程序需视特定打印机型号或范围而定。这使得此配置文件对于必须更新驱动程序的嵌入式设备来说较为麻烦。 HCRP 直接运行于 L2CAP 上,从而避免了 RFCOMM / OBEX 开销。

耳机配置文件 (HSP)
HSP
描述了 Bluetooth 耳机如何与计算机或其它 Bluetooth 设备(如手机)通信。连接和配置好后,耳机可以作为远程设备的音频输入和输出接口。HSP 依赖于 SCO 负载音频,依赖于 GSM 07.07 AT 命令子集来进行最低控制,包括响铃、呼叫应答、挂断及音量调整。

人机接口设备配置文件 (HID)
HID
配置文件定义了 Bluetooth HID(如键盘、指向设备、游戏设备及远程监视设备)使用的协议、程序及功能。HID 配置文件使用 HID 设备的通用串行总线 (USB) 定义,以便利用 USB HID 设备的现有类驱动程序。HID 配置文件描述了如何使用 USB HID 协议发现 HID 类设备的功能集,以及 Bluetooth 设备如何使用 L2CAP 层支持 HID 服务。HID 配置文件设计用于启用初始化和控制自我描述设备,并提供低功率要求的低延迟链路。

内部通信系统配置文件 (ICP)
ICP
定义了同一网络中的两个 Bluetooth 手机如何不通过公共电话网络直接通信。例如,此功能支持一个办公室内的设备互相连接。此配置文件也称为无线对讲机 (walkie-talkie) 配置文件。它是一种基于 TCS 的配置文件,依赖 SCO 负载音频。

对象交换 (OBEX)
OBEX
传输协议定义了数据对象和两个设备用来交换这些对象的通信协议。OBEX 设计用于让支持红外通信的设备能够以资源敏感的标准化形式交换各类不同的数据和命令。OBEX 使用客户端-服务器模式,不依赖传输机制和传输 API。想要与其它设备建立 OBEX 通信会话的 Bluetooth 设备被视为客户端设备。OBEX 协议还定义了文件夹列表对象,可用于浏览远程设备上的文件夹内容。RFCOMM 用作 OBEX 的主要传输层。

OBEX 使应用程序能在 Bluetooth 技术协议堆栈以及 IrDA 堆栈上工作。对于 Bluetooth 设备,仅支持面向连接的 OBEX。已使用 OBEX 开发出三种应用配置文件,即 SYNCFTP OPP

对象推送配置文件 (OPP)
OPP
定义了推送服务器和推送客户端两种角色。这些角色与 GOEP 定义的服务器和客户端设备角色类似且必须能与之互操作。之所以称之为推送,是因为这些传输总是由发送方(客户端)而不是接收方(服务器)发起。OPP 集中于有限的对象格式,可以最大程度地提高互操作性。最常见的可接收格式为 vCardOPP 还可用于发送对象,如图片或约会详细资料。

个人局域网配置文件 (PAN)
PAN
描述了两个或更多个 Bluetooth 设备如何构成一个即时网络,以及如何使用同一机制通过网络接入点接入远程网络。配置文件角色包括网络接入点、组即时网络及 PAN 用户。网络接入点可以是传统的 LAN 数据接入点,组即时网络表示仅附属于彼此的一组设备。PAN 旨在允许于第 3 层协议上使用 BNEP 以便通过 Bluetooth 无线技术链路进行传输。

RFCOMM
RFCOMM
协议可以仿效串行电缆线设置和 RS-232 串行端口的状态,用于提供串行数据传输。RFCOMM 可以通过 L2CAP 层连接到 Bluetooth 协议堆栈的较低层。通过提供串行端口仿真,RFCOMM 可以同时支持遗留串行端口应用程序以及其它应用程序中的 OBEX 协议。RFCOMM ETSI TS 07.10 标准的一个子集,也具有一些 Bluetooth 特定的适配性。

服务发现协议 (SDP)
SDP
定义了 Bluetooth 客户端应用程序如何行为以发现可用 Bluetooth 服务器的服务和特征。SDP 提供了当客户端进入 Bluetooth 服务器运行区间时,如何发现新可用服务的方法。SDP 还提供了检测服务何时不再可用的功能。SDP 对服务的定义是可供其它 Bluetooth 设备使用的任意功能。单个 Bluetooth 设备可以是服务的服务器,也可以是服务的客户端。SDP 客户端使用 L2CAP 链路上保留的信道与 SDP 服务器通信,以查找可用服务。当客户端找到所需服务时,它将要求一个单独的连接来使用此服务。保留的信道专供 SDP 通信使用,因此设备始终清楚如何连接到其它设备上的 SDP 服务。SDP 服务器保留有其自已的 SDP 数据库,该数据库是一组描述服务器所提供服务的服务记录。除了描述客户端如何连接至服务的信息外,服务记录还包含了服务的 UUID,即全局唯一标识符。

服务发现应用配置文件 (SDAP)
SDAP
描述了应用程序如何使用 SDP 发现远程设备上的服务。由于 GAP 的要求,任何 Bluetooth 设备都应当能够连接至其它 Bluetooth 设备。基于此,SDAP 要求任何应用程序都应能够发现它要连接的其它 Bluetooth 设备上的可用服务。此配置文件可以承担搜索已知和特定服务以及搜索一般服务的任务。SDAP 涉及了称为服务发现用户应用程序的一个应用程序,这是 Bluetooth 设备查找服务所必需的。此应用程序可以与向/从其它 Bluetooth 设备发送/接收服务查询的 SDP 相接。SDAP 依赖于 GAP,并可以重新使用部分 GAP

SIM 卡接入配置文件 (SAP)
SAP
允许带有内置 GSM 收发器的车载电话之类的设备连接到 Bluetooth 电话中的 SIM 卡。因此车载电话本身并不需要单独的 SIM 卡。

串行端口配置文件 (SPP)
SPP
定义了如何设置虚拟串行端口及如何连接两个 Bluetooth 设备。SPP 基于 ETSI TS07.10 规格,使用 RFCOMM 协议提供串行端口仿真。SPP 提供了以无线方式替代现有的 RS-232 串行通信应用程序和控制信号的方法。SPP DUNFAXHSP LAN 配置文件提供了基础。此配置文件可以支持最高 128 kbit/sec 的数据率。SPP 依赖于 GAP

同步配置文件 (SYNC)
SYNC
配置文件可以与 GOEP 配合使用以支持 Bluetooth 设备间的日历和地址信息(个人信息管理器 (PIM) 项)同步。此配置文件还描述了应用程序如何支持自动同步。此配置文件的常见应用是 PDA 和计算机之间的数据交换。SYNC 定义了客户端和服务器设备两种角色。此配置文件通常还称为 IrMC 同步。

电话控制规格(二进制电话控制规格 (TCS-Binary) TCP
TCP
定义了 Bluetooth 设备如何用作无线电话,及 Bluetooth 手机如何在进入 Bluetooth 基站范围内时切换至 Bluetooth 无线电话功能。TCP 是一种位协议,定义了 Bluetooth 设备间建立语音和数据呼叫的呼叫控制信令。它还定义了处理 Bluetooth 设备组的信令。TCP 还支持在点对点配置和点对多点配置中建立语音或数据呼叫。此协议基于 ITU-T 建议 Q.931,直接运行于 L2CAP 上。

视频分发配置文件 (VDP)
VDP
定义了 Bluetooth 设备如何通过 Bluetooth 无线技术以流传输视频。示例使用包括从 PC 媒体中心向便携式播放器以流形式传输存储的视频,或从数码相机向 TV 进行流传输。此配置文件要求对 H.263 基线的支持。可以选择是否支持包括在规格内的 MPEG-4 图像简化配置文件以及 H.263 配置文件 3 8

Bluetooth 配置文件支持的 WAP (WAP)
WAP
定义了无线应用协议套件如何在 Bluetooth 无线技术链路上运行。常见配置为手机通过 Bluetooth 技术链路连接至公共信息站,并使用 WAP 浏览信息。WAP 可以跨多种 WAN 技术工作,为移动设备提供 Internet 接入服务。Bluetooth 技术可以为 WAP 客户端和邻近的 WAP 服务器提供数据传输载体。与其它 WAP 载体相比,Bluetooth 技术提供的即时网络功能为 WAP 客户端提供了独特的可移动能力。WAP 通信的传统形式为一个客户端设备使用 WAP 协议与服务器/代理设备通信。WAP 技术支持服务器推送。如果配合 Bluetooth 技术使用,此协议可以根据位置以多种可能方式向手持设备分发信息。

Bluetooth 技术

Bluetooth 无线技术的基础由 Bluetooth SIG 全球成员共同开发并用作可互操作产品生产准则的各种规格组成。Bluetooth 规格可分类为核心规格、配置文件、协议和传输规格。 

Bluetooth 核心规格描述了 L2CAP 各个层级的协议和相关协议的特性,以及它们之间的关系。


Bluetooth 核心规格之上是一系列被定义为供一个或多个配置文件使用的协议。

配置文件规格定义一系列为支持特定应用模型或多个应用模型所需的功能。配置文件规格文档描述如何使用协议堆栈实施指定的配置文件。

传输规格定义可用于实施主控制器接口 (HCI) 的物理接口。HCI 传输应用于选择分隔主机和控制器功能实施的产品中。

与其它技术相比

随着工程师们开发速度加快,无线世界也在不断地成长,更多强大的技术让我们摆脱电线的束缚,更方便、更舒适和更高效。从短距离到远距离,无线世界在我们的生活中已初具雏形。Bluetooth 无线技术是众多无线技术中的一种,但它应用广泛。将 Bluetooth 技术与其它技术作一番比较有助于我们确定实施哪项技术或购买哪种产品。

Bluetooth 无线技术

  • Bluetooth 无线技术适用于语音和数据应用。
  • Bluetooth 无线技术运行于无需申请许可证的 2.4 GHz 波段
  • Bluetooth 无线技术操作范围可达 10 或 100 ,具体取决于 Bluetooth 设备的类别。装备 EDR 时的数据率峰值是 3 Mbps
  • Bluetooth 无线技术能够穿透实心物体
  • Bluetooth 技术是全方向有效的,且不要求将连接设备放置在可见范围内。
  • 安全性一直且永远是 Bluetooth 规格开发中最重要的一环。Bluetooth 规格允许 3 种安全模式。
  • Bluetooth 芯片的成本低于 3 美元

超宽带 (UWB)

  • UWB 是具革命性的无线数字数据传输技术,以极低的功率通过频段的宽频谱传输数据。它可以极高的速率传输数据(适合无线局域网应用)
  • 迄今为止,UWB 仅在美国获得管制批准。由于没有统一的标准协议和缺乏全球各国管制批准,UWB 产品进入市场的脚步缓慢。
  • 理想情况下,UWB 无线技术功耗小、价格低廉、高速、可使用广范围内的无线电频谱、可穿透障碍物(例如门)传输数据和具有广泛的应用范围(例如防御、工业、家庭等)。
  • 当前有两种相互竞争的 UWB 标准。UWB 论坛推广的标准基于直接序列 (DS-UWB)。而无线媒体联盟 (WiMedia Alliance) 则推广另一种基于多频带正交频分复用 (OFDM) 的标准。
  • 两种标准都允许在 2 范围内达到约 0-500 Mbps 的数据率,在 10 范围内则能达到约 110 Mbps
  • Bluetooth SIG 2005 5 月公布了其与这两个 UWB 团体合作的意愿 ,以开发能够使用 UWB 无线电的高速率 Bluetooth 规格

获得认证的无线 USB

  • 速度:按照计划,无线 USB 2 范围内传输速度可达 480,而在 10 范围内则为 110 Mbps。无线 USB 集线器最多可运行 127 个无线 USB 设备
  • 无线 USB 将基于并通过无线媒体联盟推广的 UWB 无线电运行。
  • 允许在设备和无线 USB 集线器之间建立点到点连接
  • Intel 2004 2 月建立了无线 USB 推广小组
  • USB Implementers Forum, Inc. (USB-IF) 测试并认证基于获得认证的无线 USB”的无线设备

Wi-Fi (IEEE 802.11)

  • Bluetooth 技术的实施成本是 Wi-Fi 的三分之一
  • Bluetooth 技术的功耗是 Wi-Fi 的五分之一
  • Wi-Fi 联盟 (Wi-Fi Alliance) 测试并认证基于 802.11 的无线设备
  • 802.11a :使用 OFDM,运行于 5 GHz 波段,最高数据率为 54 Mbps
  • 802.11b:运行于 2.4 GHz 波段,最高数据率为 11 Mbps 并使用 DSSS802.11b 是最初的 Wi-Fi 标准
  • 802.11g :运行于 2.4 GHz 波段,使用 OFDM,最高数据率为 54 Mbps。它与 802.11b 反向兼容
  • 802.11e:此标准可提高服务质量
  • 802.11h:此标准是 802.11a 在欧洲地区的补充,提供频谱和功率控制。在此标准下, 802.11a 规格增加了动态频率选择 (FS) 和传输功率控制 (TPC)
  • 802.11i:此标准适用于对安全要求较高的场合。它包括高级加密标准 (AES)。此标准并非完全的反向兼容,某些用户可能需要升级他们的硬件。完整的 802.11i 支持也称为 WPA2
  • 802.11k:正在开发,这一修订标准增强了对 802.11 网络无线电资源的管理功能
  • 802.11n:此标准预期运行于 5 GHz 波段,最大数据率将超过 100 Mbps(某些协议正尝试达到 500 Mbps)。802.11n 在处理无线多媒体应用方面将比其它 802.11 标准更优秀
  • 802.11p:此标准将运行于分配给汽车行业的 5.9 GHz 频谱。此标准将是在北美地区的专用短程通信 (DSRC) 的基础。DSRC 将能实现汽车与汽车和汽车与路侧基础设施之间的通信
  • 802.11r:这一修订标准将提高用户在接入点或基站之间漫游的能力。开发此标准的任务小组于 2004 年春/夏成立
  • 802.11s:正在开发,这一修订标准将允许在 802.11 网络中使用网状网。开发此标准的任务小组于 2004 年春/夏成立

WiMAX(全球微波接入互操作性和 IEEE 802.16

  • WiMax 是一项无线城域网 (MAN) 技术。
  • WiMax 覆盖范围达 50 千米,数据率为 70 Mbps。一般单元的范围较小
  • 最初的 802.16 标准运行于 10-66 GHz 波段且要求可见环境
  • 近期完成的 802.16a 标准运行于 2 11 GHz 波段之间,不需处于可见范围
  • 在欧洲地区的管制批准延迟,是因为在 2.8 GHz 3.4 GHz 波段频谱的使用上出现问题
  • 支持速度在 20 100 公里 /小时之间的车辆运动。802.16e 标准适用于便携移动应用
  • IEEE 802.16a ETSI HIPERMAN(高性能无线电城域网)共享相同的 PHY MAC802.16 从一开始就以兼容欧洲标准为前提进行设计
  • 本技术为了与 DSL 和线缆调制解调器接入竞争而创建,适用于乡村等存在布线困难的地区

WiBro(无线宽带)

  • 可移动 Internet 服务 (WiBro) 通过 PSS(个人用户站),在固定或移动的环境中,提供随时随地的高数据率无线互联网接入。 主要适用于使用 TTA 规格的韩国。
  • 2300-2400 MHzTDDOFDMA、信道带宽 10 MHz 等等
  • 系统将支持驾驶速度达 60 公里 /小时的移动用户
  • 吞吐量(每用户)最大:下载 / 上载 = 3 / 1 [Mbps];最小:下载 / 上载 = 512 / 128 [Kbps]
  • 将于 2006 年第一季度推出

红外线 (IrDA)

  • IrDA 用于为通常使用电缆进行连接的设备提供无线连接功能。IrDA 是一项点到点、窄角度(30° 锥形范围)的专门数据传输标准,专为在 0 1 的距离之间操作而设,速度为 9600 bps 16 Mbps
  • IrDA 无法穿透实心物体,与其它无线技术相比,其数据交换应用较少
  • IrDA 主要应用于付款系统、远程控制应用或两台 PDA 之间的同步操作

射频识别 (RFID)

  • 针对各种应用,有超过 140 种不同的 RFID ISO 标准
  • 使用 RFID,读取机设备可为一段距离外的被动或无动力的标记提供动力。接收机(必须位于数英尺之外)从标记中提取信息,然后在数据库中查找更多信息。也有其它一些标记是自供动力、主动的标记,可从远距离读取
  • RFID 可运行于低频(小于 100 MHz)、高频(超过 100 MHz)和特高频 UHF868 954 MHz)波段
  • 用途包括跟踪运输途中和零售店货架上的产品存货

近距离无线通信 (NFC)

  • NFC 论坛致力于 NFC 的开发和推广。NFC 论坛的 12 位发起成员包括万事达卡国际组织、微软、摩托罗拉、NEC、诺基亚、松下、飞利浦、瑞萨科技、三星电子、索尼、德州仪器和 Visa 国际组织
  • 能力:在 13.56 Mhz 频率范围内,0 20 厘米 距离时的速率为 212 kbps
  • NFC 标准基于 RFID 技术
  • NFC 的建议应用包括售票、付款和游戏。
  • 支持被动通信模式,帮助节省电池电量

近磁场通信

  • Aura Communications 公司开发并许可的专利无线技术。
  • 范围:1.5 2 ;功率:约 100 纳瓦;频率:10 15 MHz。在 4 6 英尺 直径的有效范围内建立弱磁泡并于其中工作
  • 目前此技术仅应用于无线耳机。由于它未集成于任何耳机中,因此必须配备适配器
  • 迄今仅在美国使用

HiperLAN

  • 速度:HiperLAN 2 = 54 Mbps,范围达 50 100
  • 目前仍未形成杀手级应用

HIPERMAN

  • 固定的无线接入标准,由欧洲电信标准协会(European Telecommunications Standards Institute,简称 ETSI)开发
  • 运行于 2 GHz 11 GHz 之间的频谱波段,兼容/可与 IEEE 802.16a -2003 标准互操作

802.20

  • 被视为移动无线宽带无线接入。
  • 最大数据率将达 1 Mbps,运行于低于 3.5 GHz 的许可波段
  • 支持速度高达 250 公里 /小时的车辆移动

ZigBee (IEEE 802.15.4)

ZigBee 联盟(ZigBee Alliance)的九家创始公司包括飞利浦、Honeywell、三菱电机、摩托罗拉、三星、BM GroupChipconFreescale and Ember;拥有超过 70 位成员

  • 10 -100 范围内,2.4 GHz 波段时速率为 250 Kbits915 Mhz 波段时速率为 40 Kpbs868 Mhz 波段时速率为 20 Kpbs
  • 其目标是成为工业领域中的远程控制无线标准
  • ZigBee 技术以控制应用行业为目标,该行业不要求太高的数据率,但必须拥有低功耗、低成本和使用方便(远程控制、家庭自动化等)等优点。
  • 该规格于 2004 12 月正式采用
  • 该规格在开发初期并未太过重视安全性。目前,其安全性分为 3 个等级
  • ZigBee Bluetooth 的芯片成本都非常低。

安全

当今的无线世界意味着可以在不同设备、不同国家、不同人员之间无线发送数据。 电子邮件、照片、合同和地址之类的数据对我们每个人来说都是宝贵且专 有的。 此类私人信息不再通过抬眼即见的缆线传输,而需要安全发送到目标收件人而不被中途拦截。 世界上的无线标准在不断发展,并且通过各种方式来解决用 户的安全问题。 Bluetooth 无线技术也不例外。

Bluetooth
无线技术从发展初期就非常重视无线安全问题,以便全球标准用户能够安全地进行连接。 Bluetooth 特别兴趣小组 (SIG) 4000 多家成员制造商组成,并设有由成员公司的工程师组成的 Bluetooth 安全专家小组来提供重要的安全信息和反馈,这些信息和反馈将影响 Bluetooth 无线规格的发展。

在其产品中使用 Bluetooth 无线技术的产品开发商可以采取几种方法来实现安全性。 对于两台设备之间的 Bluetooth 访问,共有三种安全模式。

        
安全模式 1:不安全
        
安全模式 2:服务级强制安全
        
安全模式 3:链路级强制安全

各 个产品的制造商决定采用哪种安全模式。 设备和服务也有不同的安全级别。 对于设备,有 2 级:信任设备不信任设备。信任设备与另一方设备一经配对,便可无限制地访问所有服务。对于服务,定义了三个安全级别:需要授权和验证的服务、只 需要验证的服务以及对所有设备都公开的服务。

最近,人们对无线安全和 Bluetooth 无线技术的困惑和误解日益加深。 目前的安全问题一般是手机安全问题。 如何使这些问题应用于其它类别的设备非常重要,但往往难以解决。 Bluetooth 规格中的加密算法非常安全, 适用于多种设备,仅举少数几例:诸如连接到 PC 的鼠标和键盘、与 PC 同步的手机以及将手机用作调制解调器的 PDA 等。

手 机数据损坏是由于该平台的实施发生问题。 Bluetooth SIG 与我们的成员一起坚持不懈地工作,对报告的任何问题进行调查以找出问题的根源。如果是规格问题,我们将与成员一起努力找出补救方法,确保将来的设备不会有 同样的缺陷。这是一个持续改进的过程。最近关于高级黑客利用 Bluetooth 功能访问存储在所选手机上的数据的报道,就是由于不正确实施而引起的。此类违法以及不正当访问信息的行为被称为 bluesnarfing bluebugging。下面的问题和答案为用户提供了有关这些最新问题的更多信息,并将消除他们对安全问题的担忧。

什么是 bluejacking
Bluejacking
指手机用户使用 Bluetooth 无线技术匿名发送名片的行为。Bluejacking“会从设备删除或修改任何数据。这些名片通常包括一些调皮或挑逗性的消息,而不是通常所说的姓名 和电话号码。Bluejacker 通常会寻找 ping 通的手机或有反应的用户, 随后他们会发送更多的其它个人消息到该设备。同样,要进行 bluejacking,发送和接收设备之间的距离必须在 10 之内。接收 bluejack 消息的手机机主应拒绝将此类联系人添加至通讯簿。设为不可发现模式的设备不容易受到 bluejacking 之类的攻击。

什么是 bluebugging
Bluebugging
允许懂技术的个人利用 Bluetooth 无线技术,在事先不通知或提示手机用户的情况下,访问手机命令。此缺陷可以使黑客通过手机拨打电话、发送和接收短信、阅读和编写电话簿联系人、偷听电话内 容以及连接至互联网。要在不使用专门装备的情况下发起所有这些攻击,黑客必须位于距离手机 10 的范围内。这是独立于 bluesnarfing 的缺陷,不一定会影响遭受 bluesnarfing 的相同手机。

什么是 bluesnarfing
Bluesnarfing
允许黑客利用 Bluetooth 无线技术,在没有提示手机用户已连接至设备的情况下,访问存储在启用 Bluetooth 的手机上的数据。以此方式可访问的信息包括电话簿和相关图像、日历及 IMEI(国际移动设备识别码)。通过将设备设为不可发现模式,可以大大增加查找和攻击设备的难度。要在没有专门装备的情况下运行装有专门软件的设备,黑 客必须位于距离设备 10 的范围之内。只有几款特定的、启用 Bluetooth 的老式手机易受 bluesnarfing 的攻击。

手机制造商采取了什么措施来解决这些问题?
诺基亚和索尼爱立信都针对易受 bluesnarfing bluebugging 攻击的手机开发出了升级软件。两个公司还作出了巨大努力,确保新上市的手机不会受到这些攻击。有关用户如何获得手机升级适用软件的详细信息,请访问索尼爱立信和诺基亚的网站。

什么是汽车偷听软件?
汽车偷听软件是安全研究人员开发的一款软件工具,可通过特定实施连接 Bluetooth 汽车套件并发送和接收音频。使用此工具的个人用户可通过未授权的远程设备,隐蔽地远程连接到汽车并进行通信,向远程设备扬声器发送音频和接收来自麦克风的 音频。如果没有专门的装备,个人在膝上型个人计算机运行汽车偷听工具时,必须与目标车辆保持在 10 距离范围内。安全研究人员的目标是凸现启用 Bluetooth 的汽车套件的各种实施弱点,迫使制造商确保启用 Bluetooth 的设备拥有更高的安全性。

如何识别我的汽车套件或汽车是否容易受到汽车偷听软件攻击?
要接收汽车偷听工具访问,汽车套件需要保持 在配对模式,具有标准的固定 4 PIN 码,且未与手机连接。如果用户始终保持手机与汽车套件配对,则未授权设备无法连接到该汽车套件。存有顾虑的个人用户,如果他的汽车套件一直处于配对模式并 具有标准的固定 4 PIN 码(如 0000 1234),应该直接联系制造商以了解更多有关他们的设备易受攻击性的信息,并获得汽车套件适用的软件升级。

Bluetooth 无线技术是否还在其它方面容易受到黑客的攻击?
此页面中列出的 攻击是目前仅有的、已知可能受到的攻击,并且只限市场上的某些产品。如果可能,请采取一些措施,如启用安全措施并使用合理的长 PIN 码或以私密模式配对设备。Bluetooth SIG 将继续研究与该技术有关的安全措施,并将随着技术的传播和发展确定其应用期限。

用户可以采取什么措施来保护其数据?
用户可以采取许多措施来保护他们的数据。如果用户有易受 bluesnarfing bluebugging 攻击的手机,应联系手机制造商或把手机拿到经制造商授权的服务点。易受攻击设备的制造商已开发出可弥补缺陷的软件补丁程序。此外,如果用户仍担心设备会成 为攻击目标,可以在不使用 Bluetooth 无线技术以及在未知区域时将设备设为不可发现模式。用户还可以通过不与未知设备配对来确保其数据的安全。如果用户收到与另一台设备的配对邀请,并被要求输入 PIN 码,但用户不清楚是什么设备邀请配对,则用户不应执行配对。仅与已知设备配对。

什么是 Cabir WormCabir Worm 会影响哪些设备?
Cabir worm
是一种恶意软件,也被称作 malware。安装到手机上后,它会利用 Bluetooth 技术把自己发送到其它类似的易受攻击设备。由于它能自我复制,因此被归类为蠕虫病毒。Cabir worm 目前仅对使用 Symbian 60 系列用户界面平台以及采用 Bluetooth 无线技术的手机产生影响。此外,用户必须手动接收该病毒并且安装 malware 后,才能感染手机。有关 Cabir worm 的详细信息,请联系软件授权公司 Symbian 以及访问 F-SecureMcAfee Symantec 的网站。

PIN 怎样影响安全性?
个人识别码 (PIN) 是一个 4 位或更多位的字母数字代码,该代码将临时与产品相关联,以便进行一次安全配对。如有可能,建议用户使用最少 8 个字符或更多字母数字的 PIN。产品所有者只能出于配对目的与信任的个人和信任的产品共享 PIN 码。不输入此 PIN 码,则不能进行配对。建议您始终在相对保密的区域对产品进行配对。避免在公共场合配对启用 Bluetooth 的设备。如果因为某些原因您的设备取消了配对,请先找一个安全、保密的位置,然后再重新配对设备。

我是否需要记住我的 PIN 码?
不需要。除以下极少数情况外,您不需要记住 PIN 码:PIN 码是固定的;在此情况下,只需保留写有指定 PIN 码的用户手册,以备将来参考。

为什么在公共场合配对容易导致安全风险?
从理论上来说,黑客可以监控和记录频谱内的活动,然后使用计算机重新生成交换用的 PIN 码。这需要特殊的构建硬件和完备的 Bluetooth 系统知识。如果使用 8 位或更多位字母数字的 PIN 码,黑客可能需要数年才能破解出此 PIN 码。如果使用 4 位数的 PIN 码,黑客在几小时之内就可能破解出此 PIN 码。但仍需要高级软件。

这对启用 Bluetooth 的设备来说是很大的风险吗?
Bluetooth
设备通过初始配对过程建立安全连接。在此期间,一个或两个设备需要输入 PIN 码,内部算法利用该代码生成安全密钥,安全密钥随后用于验证将来任何时候的设备连接。

最新的一份学术报告提出了一种能够估算配对 Bluetooth 设备的安全设置的理论过程。要完成此操作,攻击设备需要监听初始的一次配对过程。基于此观点,可用算法估算安全密钥并伪装成其它 Bluetooth 设备。这份报告的新奇之处在于提出了在两个设备之间强制执行新的配对序列,并且改进了执行估算过程的方法,这使得先前的攻击时间大大缩短。

要执行此攻击,攻击者需要偷听初始配对过程,该过程通常只在保密环境下发生一次,而且持续不到一秒钟的时间。作者提出了尝试强制删除两个 Bluetooth 设备中其中一个的安全密钥的可能方法,进而启动一个新的配对过程,以便他们偷听。要完成此操作,他们需要在连接时伪装成第二个设备。此过程所需的设备非常 昂贵,通常只供开发人员使用。如果此过程成功,用户将在设备上看到一则消息,要求他们重新输入 PIN 码。如果在攻击者出现时输入代码,且所输入的 PIN 码足够短,则理论上攻击会成功。

如果 PIN 密钥只由四个数字组成,则速度快的 PC 可在不到十分之一秒的时间内计算出安全密钥。PIN 密钥越长,破解安全密钥所需的时间就越长。使用 8 位字母数字字符的 PIN 需要花费一百多年的时间才能计算出来,要破解几乎不可能。

这是从学术角度对 Bluetooth 技术进行了安全分析。此分析所描述的方法是可能的,但普通用户几乎不可能遇到此类攻击。此类攻击还与用户的轻信程度有关,因此,了解 Bluetooth 配对过程是一个非常重要的防御措施。

SIG 是否能向我保证,将来所有的 Bluetooth 产品都是安全的?
无论是从技术还是其它方面,SIG 都不能保证绝对安全。对任何技术来说,安全都是一项持续且重要的工作。Bluetooth SIG 始终将安全作为高优先级工作来做,从出现安全算法之日起,一直到足够安全之日止。在改进 Bluetooth 无线技术的路线图中,Bluetooth SIG 发布了增强的安全和保密功能。规格的增强进一步加强了配对过程,确保了建立连接后的保密性。我们将继续此领域的工作,努力走在攻击设备者的前面。

什么是拒绝服务 (DoS)
众所周知的拒绝服务 (DoS) 式攻击已经成为最普遍的互联网网站和网络攻击方式,现在也成为 Bluetooth 无线技术设备黑客的选择。这种攻击手段既不新颖也不巧妙,非常简单,只是持续地从黑客启用 Bluetooth 的计算机(利用特殊软件)向其它启用 Bluetooth 的设备发出请求,请求响应,从而造成接收设备电池的暂时耗尽。利用无效的通信请求占据 Bluetooth 链接后,黑客就可以临时禁用产品的 Bluetooth 服务。

黑客可以利用 DoS 访问我设备上的数据或内容吗?
DoS
攻击只能让黑客获得临时干扰的短暂快乐,但并不能让他们访问设备上的数据或服务存储在接收设备上的信息并不会被黑客利用或窃取。

什么设备容易受到攻击,Bluetooth SIG 对此采取了什么措施?
DoS
攻击只能应用在能被发现的启用 Bluetooth 的设备上,但在某些情况下,高级黑客也能够确定不可发现的 Bluetooth 设备的地址。Bluetooth SIG 会认真地对待所有安全问题,并且我们也在不断努力使规格更加安全。因此,未来的 Bluetooth 核心规格将会包括能够防止对不可发现设备入侵的措施。同样,制造商也会采取措施,降低 DoS 攻击在 Bluetooth 无线技术执行层面上发生的危险。

成为 DoS 攻击接收端都有哪些风险?
迄今为止,Bluetooth 设备的 DoS 攻击仅在实验室测试中执行过。鉴于 Bluetooth 无线技术的要求及其短程范围,可以认为受到 DoS 攻击的风险很小。

设备保护

保护您的 Bluetooth 设备


尽管 Bluetooth 无线技术本质上是安全的,但要保证 Bluetooth 设备的安全仍需所有人的努力。Bluetooth SIG、制造商和您(用户)都有责任保证 Bluetooth 设备的安全。作为一个 Bluetooth 设备的用户,您应了解安全使用 PDA、电话等设备无线连接至其它消费类电子产品的基本安全措施。

Bluetooth
无线技术从发展初期就非常重视无线安全问题,以便全球标准用户能够安全地进行连接。Bluetooth 特别兴趣小组 (SIG) 4000 多家成员制造商组成,并设有由成员公司的工程师组成的 Bluetooth 安全专家组,提供重要的安全信息,这些信息和反馈在考虑 Bluetooth 无线规格的发展时很有用。

一般用户准则


交换信息
不要接受从未知或可疑实体通过 Bluetooth 无线技术或其它技术传输的文件。移动设备正迅速获得与个人计算机类似的处理能力和连接,因此,您可以像对待个人计算机一样来对待您的移动设备。不要下载或 安装未知或可疑的软件。如果您对文件或程序的来源不信任,则不要下载或安装它们。如果在安装最新下载软件的过程中您的设备发出安全警告,则要慎重考虑是否 继续安装。

现在看得到我吗?
某些启用 Bluetooth 的设备允许您选择是否可以让其它设备看到您的设备。您的手机是否易受 bluesnarfing bluebugging 攻击?Bluejacking 是否骚扰过您?您是否仅仅是担心您的设备可否被别的设备看到?如果是这样,您可以将设备置于不可发现状态(大多数设备都有此选项),以便其它 Bluetooth 设备无法看到您的设备。这对已配对设备的功能没有任何影响,您可以继续享受 Bluetooth 无线技术带来的方便。但是,要通过 Bluetooth 技术无线接收商务联系人信息,则需要将手机置于可发现模式。

名称的含义
通常会为新设备指定一个自我识别名称,该名称在设备处于可发现模式时是可见的。您很容易便可更改该名称,使其匿名,也可以取个要多酷有多酷的名称。

免受病毒攻击
建议智能手机和 PDA 用户安装相应的防病毒软件(很多软件的安装方法都与计算机上的相同),并应保持防病毒软件为最新软件。许多人认为移动设备(如智能手机和 PDA)是病毒、蠕虫和特洛伊木马攻击的新领域。有很多安全软件公司如 F-SecureMcAfee Symantec 为智能手机和 PDA 提供了防病毒软件。

保持最新
与下载用于计算机操作系统的安全更新程序类似,您应从手机制造商 处寻求安全补丁程序并且利用这些解决方案将手机的漏洞减至最少。制造商为易受 bluesnarf bluebug 攻击的手机发布了软件更新程序。有关用户如何获得这些设备解决方案的详细信息,请与手机制造商联系。

知识就是力量
购买移动设备时,请先阅读手册中有关 Bluetooth 无线技术部分的内容了解如何启用和关闭该技术、如何调整安全设置以及如何与其它设备配对。如果您找不到手册或从手册中找不到问题答案,您应尝试查找联机支持或联系制造商的客户服务和技术支持小组。

首先配对
通常,如果您有两个 Bluetooth 个人设备,您就可以在这两个设备间建立安全连接,这就是所谓的配对。配对允许您从一个设备完全访问另一个设备上的共享服务。不要与未知设备配对这会使未知设备能够访问您的所有服务。配对时,可能会要求您输入 PIN 码。如果您的设备设置有此选项,则应选择至少由 8 位字母数字字符构成的 PIN 码并在安全环境中配对设备。如果系统要求您输入 PIN 码,但您不确定是什么设备发送了该消息不要输入 PIN 码,它可能是恶意的未知设备发送的假配对请求。如果在公共场合时您的设备配对断开,请先找一个保密、安全的位置,然后再重新配对设备。

管理您的系列 Bluetooth 设备
如果您的其中一个 Bluetooth 设备丢失或被偷,您应在以前与该设备配对的所有设备上取消与其的配对。要取消配对,您必须从这些 Bluetooth 电器、计算机和掌上电脑上的配对设备列表中删除您丢失的设备。如果您未取消配对,丢失或被偷的设备在有效范围内将仍可以访问与之配对设备上的所有服务。

术语表


即时网络
一种通常以自发方式创建的网络。即时网络不要求架构,受时空限制。

活动从设备广播 (ASB)
ASB
逻辑传输可用于向微微网中的所有活动设备传输 L2CAP 用户通信。

高级音频分发配置文件 (A2DP)
A2DP
配置文件描述了立体声质量音频如何从媒体源流化传送至汇点。配置文件定义了音频源和汇点两个角色。典型的使用如随身听类的媒体播放器。音频源可以是音 乐播放器,音频汇点则是无线耳机。A2DP 定义了可在 ACL 信道上实现单声道或立体声高质量音频内容分发的协议和程序。

音频/视频远程控制配置文件 (AVRCP)
AVRCP
设计用于提供控制 TVHi-fi 设备等的标准接口。此配置文件用于许可单个远程控制设备(或其它设备)控制所有用户可以接入的 A/V 设备。AVRCP 定义了如何控制流媒体的特征。包括暂停、停止、启动重放、音量控制及其它类型的远程控制操作。

信标列
基础或适应型微微网物理信道中的保留时隙的一种模式。这些时隙中发起的传输用于同步休眠的设备。

基本成像配置文件 (BIP)
BIP
定义了如何远程控制成像设备,成像设备如何打印,及成像设备如何将图像传输至存储设备。典型的应用如使用手机控制数码相机的快门操作。

基本打印配置文件 (BPP)
BPP
允许设备以打印作业的形式向打印机发送文本、电子邮件、vCard、图像或其它项目。它与 HCRP 的区别在于它不需要因打印机而异的驱动程序。这使它更适用于嵌入式设备,如手机和数码相机,这些设备不大容易使用依赖于打印机供应商的驱动程序进行更新。

Bluetooth 无线技术
Bluetooth
无线技术是一种无线通信链路,通过跳频收发器在无需申请许可证的 2.4 GHz ISM 波段上工作。它支持在 Bluetooth 主机间进行实时 AV 和数据通信。链路协议基于时隙。

Bluetooth 基带
这是 Bluetooth 系统中用于指定或实施媒体接入及物理层程序,以支持在 Bluetooth 设备间进行实时语音、数据信息流交换及建立即时网络的部分。

Bluetooth 时钟
Bluetooth 控制器子系统内部的 28 位时钟,每 312.5 ms 作滴答声一次。此时钟的值定义了各种物理信道中的时隙编号及定时。

Bluetooth 控制器
包含 Bluetooth 射频、基带、资源控制器、链路管理器、设备管理器及 Bluetooth HCI 的子系统。

启用 Bluetooth 的设备
启用 Bluetooth 的设备(或称 Bluetooth 设备)是可以使用 Bluetooth 系统进行短距离无线通信的设备。

Bluetooth 设备地址
用于识别每个 Bluetooth 设备的 48 位地址。这在技术规格中通常被称为 BD_ADDR

BD_ADDR
Bluetooth 设备地址,BD_ADDR 用于识别 Bluetooth 设备。

Bluetooth HCI
Bluetooth HCI 为基带控制器和链路管理器提供了命令接口,并可以访问硬件状态和控制寄存器。此接口提供了访问 Bluetooth 基带功能的统一方法。

Bluetooth 主机
Bluetooth 主机可以是一个计算设备、外围设备、蜂窝电话、PSTN 网络或 LAN 接入点等等。附加至 Bluetooth 控制器的 Bluetooth 主机可以与其它附加至其各自 Bluetooth 控制器的 Bluetooth 主机进行通信。

Bluetooth 配置文件
Bluetooth
配置文件表达了一般行为,Bluetooth 设备可以通过这些行为与其它设备进行通信。Bluetooth 技术定义了广泛的配置文件,描述了许多不同类型的使用案例。为了使用 Bluetooth 无线技术,设备必须能够翻译特定 Bluetooth 配置文件。配置文件定义了可能的应用。

信道
可以是物理信道或是 L2CAP 信道,具体取决于上下文。

连接(至服务)
建立至某项服务的连接。如果尚未建立,这还包括建立物理链路、逻辑传输、逻辑链路、以及 L2CAP 信道。

可连接设备
位于可发现范围内的 Bluetooth 设备,它定期监听其寻呼扫描物理信道并响应该信道上的寻呼。

正在连接
设备间通信的一个阶段,表示设备间正在建立连接。(连接阶段发生在链路建立阶段完成之后。)

连接
两个对等应用程序或映射至 L2CAP 信道上的较高层协议之间的连接。

建立连接
创建一个映射至信道的连接的程序。

无绳电话配置文件 (CTP)
CTP 定义了如何通过 Bluetooth 无线链路实施无绳电话。此配置文件可用于专用无绳电话或邻近实施 CTP 的基站而用作无绳电话的手机。预期情形为:当在家中时,手机可以使用连接至陆线的 Bluetooth CTP 网关,而在超出范围时则使用手机网络。

覆盖区域
两个 Bluetooth 设备可以在其中交换具有合格质量和性能的消息的区域。

创建安全连接
建立包括验证和加密在内的连接的程序。

创建信任关系
将远程设备标记为信任设备的程序。这包括存储供将来验证和配对使用的通用链路密钥(如果没有链路密钥)。

设备发现
从可发现设备上检索 Bluetooth 设备地址、时钟、设备类别字段及使用的寻呼扫描模式的程序。

拨号网络配置文件 (DUN)
DUN
提供了通过 Bluetooth 无线技术接入 Internet 和其它拨号服务的标准。最常见的情况是在手机上拨号,从膝上型计算机以无线方式接入 Internet

可发现设备
位于可发现范围内的 Bluetooth 设备,它定期监听其查询扫描物理信道并响应该信道上的查询请求。正常情况下,可发现设备都可以连接。

加密
数据编码方法,可以防止其他人破译信息。

扩展服务发现配置文件 (ESDP)
ESDP
定义了通用即插即用设备如何通过 Bluetooth 无线连接运行。

传真配置文件 (FAX)
FAX 配置文件定义了终端设备如何使用 FAX 网关设备。FAX 旨在于手机或固定电话和安装了传真软件的 PC 之间提供适当定义的接口。典型配置为个人计算机使用手机作为 FAX 网关,向任意接收方发送 FAX 传输。

文件传输配置文件 (FTP)
FTP 定义了客户端设备如何浏览服务器设备上的文件夹和文件。一旦客户端找到了文件或位置,客户端即可从服务器拉取文件,或通过 GOEP 从客户端推送文件至服务器。

常规音频/视频分发配置文件 (GAVDP)
GAVDP A2DP VDP 提供了基础,而后两者又是设计用于使用 Bluetooth 无线技术分发音频和视频流的系统的基础。在一般使用中,类似随身听之类的设备可作为发起方,而耳机则作为接收方。

通用访问配置文件 (GAP)
GAP 是所有其它配置文件的基础,它定义了在 Bluetooth 设备间建立基带链路的通用方法。此配置文件定义了一些通用的操作,这些操作可供引用 GAP 的配置文件以及实施多个配置文件的设备使用。GAP 确保了两个 Bluetooth 设备(不管制造商和应用程序)可以通过 Bluetooth 技术交换信息,以发现彼此支持的应用程序。不符合任何其它 Bluetooth 配置文件的 Bluetooth 设备必须与 GAP 符合以确保基本的互操作性和共存。

通用对象交换配置文件 (GOEP) 
GOEP
可用于将对象从一个设备传输至另一个设备。对象可以是任意的,如图片、文档、名片等等。此配置文件定义了两个角色:提供拉取或推送对象位置的服务器及启动操作的客户端。GOEP 为使用 OBEX 协议的其它配置文件提供了通用蓝图。

免提配置文件 (HFP)
HFP
描述了网关设备如何用于供免提设备拨打和接听呼叫。典型配置如汽车使用手机作为网关设备。在车内,立体声系统用于电话音频,而车内安装的麦克风则用于通话时发送输出音频。HFP 还可用于个人计算机在家中或办公环境中作为手机扬声器的情况。

硬拷贝电缆替代配置文件 (HCRP)
HCRP 定义了如何通过 Bluetooth 无线链路完成基于驱动程序的打印。此配置文件定义了客户端和服务器两种角色。客户端为包含打印驱动程序的设备,该打印程序适用于客户端希望打印其上内容的 服务器。常见配置如充当客户端的个人计算机通过驱动程序使用充当服务器的打印机来进行打印。这提供了更为简便的无线选择以替代设备和打印机之间的电缆连 接。HCRP 没有设定有关至打印机的通信的标准,因此驱动程序需视特定打印机型号或范围而定。

耳机配置文件 (HSP)
HSP
描述了 Bluetooth 耳机如何与计算机或其它 Bluetooth 设备(如手机)通信。连接和配置好后,耳机可以作为远程设备的音频输入和输出接口。

人机接口设备配置文件 (HID)
HID 配置文件定义了 Bluetooth HID(如键盘、指向设备、游戏设备及远程监视设备)使用的协议、程序及功能。

查询设备
执行查询程序的 Bluetooth 设备。

查询
Bluetooth
设备传输查询消息并监听响应以试图发现覆盖区域内其它 Bluetooth 设备的程序。

查询扫描
Bluetooth
设备监听其查询扫描物理信道上接收到的查询消息的程序。

内部通信系统配置文件 (ICP)
就象由于其它噪音,别人听不见您说的话一样,Bluetooth 射频也可能由于其它射频干扰而接收不到。因为 Bluetooth 无线技术使用无需申请许可证的波段进行传输,所以这种情况尤其值得注意。幸运的是,该技术经过精心设计,不仅不会在所处波段产生不必要的噪音,而且还能够避开其它无线电波。能够影响 Bluetooth 无线产品的一些常见射频技术产品包括微波炉和某些型号的无绳电话。

干扰
流中的信息实体均按时间关系与其前行和后续实体捆绑在一起的情况。

等时数据
流中的信息,在该流中,信息实体均按时间关系与其前行和后续实体捆绑在一起。

已知设备
至少已存储其 BD_ADDR Bluetooth 设备。

L2CAP 信道
两台设备在 L2CAP 层上建立的一种逻辑连接,为单应用或更高层协议服务。

建立 L2CAP 信道
L2CAP 层上建立逻辑连接的程序。

建立链路
在设备间建立默认 ACL 链路、链路层级及信道的程序。

链路
逻辑链路的简写。

链路密钥
两个设备都知道并用于验证彼此的密钥。

LMP 验证
验证远程设备实体的 LMP 层步骤。

LMP 配对
验证两个设备并创建共用链路密钥的程序,共用密钥是信任关系或(单一)安全连接的基础。

逻辑信道
L2CAP 信道一样,但由于在 Bluetooth 版本 1.1 中有其它意义,所以不赞成使用。

逻辑链路
最低架构层,用于为 Bluetooth 系统客户端提供独立数据传输服务。

逻辑传输
这在 Bluetooth 无线技术中用于表示因存在共享确认协议和链路标识符,两个不同逻辑链路具有的通用性。

名称发现
搜索可连接设备的用户友好名称(Bluetooth 设备名称)的程序。

对象交换 (OBEX) 协议
OBEX
传输协议定义了数据对象和两个设备用来交换这些对象的通信协议。OBEX 支持应用程序在 Bluetooth 协议堆栈及 IrDA 堆栈上工作。对于 Bluetooth 设备,仅支持面向连接的 OBEX。已使用 OBEX 开发出三种应用配置文件,即 SYNCFTP OPP

数据包
在物理信道上传输的集合比特的格式。

寻呼
连接程序的初始阶段,设备在此阶段发出一系列寻呼消息,直到从目标设备接收到响应或发生超时。

寻呼扫描
设备监听其寻呼扫描物理信道上接收到的寻呼消息的程序。

寻呼设备
执行寻呼程序的 Bluetooth 设备。

已配对设备
已与其交换了链路密钥的 Bluetooth 设备(在请求建立连接之前或在连接阶段中)。

配对
在两个 Bluetooth 设备间建立新关系的过程。此过程中将交换链路密钥(在请求建立连接之前或在连接阶段)。

休眠设备
设备在已同步至主设备的基础模式微微网中运行,但放弃了其默认的 ACL 逻辑传输。

密码
配对设备时,强烈建议您使用密码验证即将进行的连接。另外,在某些连接情况下,您需要确保连接到正确的设备或个人。密码通常是按键(字母或数字)的任意组合。使用时请注意,某些设备映射字符的方式不同。密钥仅在连接时有效,用于不同设备或用户的密钥可以不同。

个人局域网配置文件 (PAN)
PAN
描述了两个或更多个 Bluetooth 设备如何构成一个即时网络,以及如何使用同一机制通过网络接入点接入远程网络。配置文件角色包括网络接入点、组即时网络及个人局域网用户。

物理信道
表现为由一个或多个设备同步占用一系列射频载波。有许多种物理信道类型,其各自的特征由其不同的用途决定。

物理链路
两个设备间通过寻呼创建的基带层连接。

微微网
占用一个共享物理信道的设备的集合,其中一个设备是微微网主设备,其余设备都连接至主设备。

微微网物理信道
分为若干时隙的一种信道,每个时隙都与一个 RF 跳频相关联。连续的跳频通常与不同的 RF 跳频相对应,并以 1600 hops/s 的标准跳频率发生。这些连续跳频遵循伪随机跳频序列,在 79 个射频信道间进行跳频。

微微网主设备
微微网中的设备,其 Bluetooth 时钟和 Bluetooth 设备地址定义了微微网物理信道的特征。

微微网从设备
微微网中除主设备以外的任意设备,连接于微微网主设备上。

PIN
一种用户友好号码,可用于在配对发生前验证设备的连接。

复合微微网成员 (PMP)
同时充当多个微微网成员的设备,它可以使用时分复用 (TDM) 在各个微微网物理信道上交替活动。

休眠从设备广播 (PSB)
休眠从设备广播逻辑传输,用于在主设备和休眠设备间通信。

范围
Bluetooth 无线电信号可以覆盖的区域。此区域可能会受到多种因素的影响。

散射网
两个或多个包括一个或多 PMP 设备的微微网。

串行端口配置文件 (SPP)
SPP 定义了如何设置虚拟串行端口及如何连接两个 Bluetooth 设备。

服务层协议
使用 L2CAP 信道传输 PDU 的协议。

服务发现
查询和浏览由或通过其它 Bluetooth 设备提供的服务的程序。

服务发现应用配置文件 (SDAP)
SDAP 描述了应用程序如何使用 SDP 发现远程设备上的服务。SDAP 要求任何应用程序都应能够发现它要连接的其它 Bluetooth 设备上的可用服务。

静默设备
如果 Bluetooth 设备未响应远程设备发出的查询,将对远程设备显示为静默状态。

SIM 卡接入配置文件 (SAP)
SAP
允许带有内置 GSM 收发器的车载电话之类的设备连接到 Bluetooth 电话中的 SIM 卡。因此车载电话本身并不需要单独的 SIM 卡。

同步配置文件 (SYNC)
SYNC
配置文件可以与 GOEP 配合使用以支持 Bluetooth 设备间的日历和地址信息(个人信息管理器 (PIM) 项)同步。此配置文件的常见应用是 PDA 和计算机之间的数据交换。

未知设备
没有存储有关其任何信息(Bluetooth 设备地址、链路密钥或其它)的 Bluetooth 设备。

视频分发配置文件 (VDP)
VDP
定义了 Bluetooth 设备如何通过 Bluetooth 无线技术以流传输视频。示例使用案例包括从 PC 媒体中心向便携式播放器流传输存储的视频,或从数码相机向 TV 进行流传输。

Bluetooth 配置文件支持的 WAP (WAP)
WAP
定义了无线应用协议套件如何在 Bluetooth 无线链路上运行。常见配置为手机通过 Bluetooth 无线链路连接至公共信息站,并使用 WAP 浏览信息。WAP 可以跨多种 WAN 技术工作,为移动设备提供 Internet 接入服务。

 

 
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