蓝牙基本概念

前言：

之前查看过蓝牙协议分析_基本概念对蓝牙有了一个整体的概念，最近闲暇无事稍稍看了下蓝牙协议规范，对蓝牙相关的概率有了一定的了解。接下来的文章都是对自己的学习内容的整理，由于自己的水平有限，错误也在所难免，欢迎指正错误，共同学习、共同进步！

蓝牙的扩朴结构：

1.蓝牙组网模式

蓝牙组网是有可能交叉的，也就是说一个蓝牙网络中的master有可能在别的网络中它只是一个slave，反之一个蓝牙网络中的slave他有可能在另外一个蓝牙网络中扮演master的角色。当然一个piconet中的slave也是有可能在另外一个蓝牙网络中仍然是slave，但是一个蓝牙网络中的master是不可能在另外一个蓝牙网络中扮演master的。

2.经典蓝牙扩朴结构(Bluetooth BR/EDR topology)

3.低功耗蓝牙扩朴结构(Bluetooth LE topology)

蓝牙组网称之为微微网(piconet),从上面的扩朴结构图可以看出，微微网赖以存在的基础是各种各样的物理通道(Physical Channel)。对于BR/EDR系统总共定义了五种类型的物理通道：

1. basic piconet channel：
2. adapted piconet channel：
1和2 这两种channel是两个已经连接设备之间通信使用的，是和特定的微微网联系在一起的。
3. inquiry scan channel：搜索周边的设备通道
4. the page scan channel：连接蓝牙设备通道
5. synchronization scan physical channel：获取或者恢复微微网时间和时钟信息通道。

蓝牙信道和物理通道：

通常我们都说蓝牙工作在2.4G的频段，其实它真实的工作频段范围是2400~2483.5MHz。信道是由一系列的伪随机序列频率组成，伪随机序列频率由微微网中的主设备地址的低3个字节(LAP)部分和主设备时钟生成。具体的可以参考BLUETOOTH SPECIFICATION Version 4.1 [Vol 2] HOP SELECTION章节。

每种颜色表示一个微微网的通信信道，纵坐标表示频率。横坐标表示时隙i。蓝牙系统中有四种比较重要的时隙，他们分别是312.5μs，625μs，1.25ms以及1.28s,对应的就是我们俗称的CLK0，CLK1，CLK2和CLK12。关于这些时隙后面会有相关的介绍。物理通道我认为实际上是物理信道上面得时分复用，根据蓝牙设备所处的状态(inquire,page,connected)定义不同的物理通道,完成设备间的通信。

 

蓝牙系统结构图：

1.单个蓝牙设备系统结构图

 

上图可以看出蓝牙设备总体上可以划分为3层，上层为host端应用协议层，上层直接面对用户数据。即为我们通常所说的Bluedroid，BlueZ协议栈。中间层为hci接口层，主机通过hci接口将上层的应用数据，发送给底层的蓝牙控制器。第三层为蓝牙通信控制器，Baseband Controller进行射频信号与数字或语音信号的相互转化，实现基带协议和其它的底层连接。Link Controller负责管理蓝牙设备之间的通信，实现链路的建立、验证、链路配置等操作。

2.蓝牙设备通信数据传输框图

上图说明了蓝牙设备之间的数据传输通路。Host和Bluetooth controller之间通过HCI接口交换数据。host通过HCI驱动将数据/命令发送给Blutooth controller，Bluetooth controller通过hci驱动将事件发送给host。Host收到蓝牙控制器事件后，将会解析事件并进行相关的处理。

3.蓝牙协议层框图

L2CAP (LOGICAL LINK CONTROL AND ADAPTATION PROTOCOL):

高层应用协议或者程序，在蓝牙逻辑链路上工作提供必要的支持，为应用提供不同标准接口。

串口仿真协议：RFCOMM
服务发现协议：SDP
互操作协议：IrDA
网络访问协议：PPP、IP、TCP、UDP
电话控制协议：TCS、AT指令集

还有很多profile没有枚举出来，可以查询有关资料。

参考博文：http://blog.csdn.net/xubin341719/article/details/38145507

      http://blog.csdn.net/u011960402/article/category/1843973

      http://blog.sina.com.cn/s/articlelist_1613727600_2_1.html

      http://blog.sina.com.cn/s/blog_69b5d2a50101f068.html