浅析蓝牙技术

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1、蓝牙协议栈实现模式分析广州大学信息与机电工程学院(510405)邹艳碧广州大学理学院(510405)吴智量广州大学信息与机电工程学院(510405)李朝晖摘要:蓝牙技术是未耒无线通信的一个重要的研究方向。本文主要介绍了蓝牙TM技术的体系结构及其特点，并结合东芝公司生产的蓝牙协议栈产品BluetoothUtility软件栈，分析了它的软件实现模式。关键词:蓝牙技术;软件实现;链路管理与控制;虚拟操作系统（VOS）中图分类号：TN911.72文献标识码：A蓝牙技术是一项新兴的技术。它的主要目的就是要在全世界范围

2、内建立一个短距离的无线通信标准。它使用2.4-2.5GHz的ISM（IndustrionScientifcMedical)频段来传送话音和数据。运用成熟、实用、先进的无线技术来代替电缆，它提供了低成本，低功耗的无线接口，使所有的固定和移动设备诸如：计算机系统、家庭影院系统、无绳电话系统、通信设备等,通过微微网（PAN,PersonalAreaNetwork）连接起来相互通信，实现资源共享。简而言之，蓝牙技术支持多种电子设备之间的短距离无线通信，这种通信不需要任何线缆，亦不需要用户直接手工干涉；每当一个嵌入了

3、蓝牙技术的设备发觉另一同样嵌入蓝牙技术的设备，它们就能自动同步，并建立一种特别的无线网络(adhoc),相互通信，实现资源共享。1．蓝牙的结构体系蓝牙协协栈的体系结构如图1所示。它是由底层硬作者简介：邹艳碧（1957-），女，工程师；主要研究方向：电子与通信、自适应信号处理、多媒体技术．件模块，中间层和高端应用层三大部分组成。1．1蓝牙的底层模块底层模块是蓝牙技术的核心模块，所有嵌入蓝牙技术的设备都必须包括底层模块。它主要由链路管理层（LMPLinkManagerProtocol）、基带层（BBBaseBa

4、nd）和射频（RFRodioFrequency）组成。其功能是：无线连接层（RF）通过2.4GHZ无需申请的ISM频段,实现数据流的过滤和传输,它主要定义了对工作在此频段的蓝牙接收机应满足的要求；基带层（ＢＢ）提供了两种不同的物理链路（同步面向连接链路SCOSynchronousConnectionOriented和异步无连接链路ACLAsynchronousConnectionLess）,负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输，且对所有类型的数据包提供了不同层次的前向纠错码（FECFrequencyErrorC

5、orrection）或循环沉余度差错校验（CTCCyclicRedundancyCheck）；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；蓝牙主机控制器接口HCI（HostControllerInterface）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，它提供了一个调用下层BB、LM、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

6、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耒完成，二者之间通过传输层进行交互。1.2中间协议层中间协议层由逻辑链路控制与适配协议L2CAP（LogicalLinkControlandAdaptationProtocol）、服务发现协议SDP（ServiceDiscoveryProtocol）、串口仿真协议或称线缆替换协议RFCOM和二进制电话控制协议TCS（TelephonyControlprotocolSpectocol）组成。L2CAP是蓝牙协议栈的核心组成部分，

7、也是其它协议实现的基础。它位于基带之上，向上层提供面向连接的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（SegmentationAndReassembly）及组提取等功能。L2CAP允许高达64KB的数据分组。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类型及该服务所需的机制或协议信息。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TS07.10串口

8、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。TCS是一个基于ITU-TQ.931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（CallControlSignalling），并负责处理蓝牙设备组的移动管理过程。1.3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（BB、LM