Документация

Контроллер

Слой контроллера включает BLE PHY, LL и интерфейс хост-контроллера (HCI) стороны контроллера.

BLE PHY.  Воздушный интерфейс BLE PHY действует в том же нелицензированном Промышленнике на 2,4 ГГц, Научном, и Медицинском (ISM) диапазон частот как Wi-Fi^®. Воздушный интерфейс BLE PHY также включает эти характеристики:

LL.  LL выполняет задачи, похожие на слой среднего управления доступом (MAC) модели OSI. В Bluetooth LL взаимодействует через интерфейс непосредственно с BLE PHY и управляет состоянием ссылки радио, чтобы задать роль устройства как ведущее устройство, ведомое устройство, рекламодатель, или, сканер.

HCI стороны контроллера.  HCI на стороне контроллера обрабатывает интерфейс между хостом и контроллером. HCI задает набор команд и событий для передачи и приема пакетных данных. При получении пакетов от диспетчера HCI извлекает необработанные данные в контроллере, чтобы отправить к хосту.

Хост

Хост включает HCI стороны хоста, L2CAP, протокол атрибута (ATT), типовой профиль атрибута (GATT), протокол менеджера безопасности (SMP) и типовой профиль доступа (GAP).

HCI стороны хоста.  HCI на стороне хоста обрабатывает интерфейс между хостом и контроллером. HCI задает набор команд и событий для передачи и приема пакетных данных. При передаче данных HCI переводит необработанные данные в пакеты, чтобы отправить их с хоста на контроллер.

L2CAP.  L2CAP инкапсулирует данные из BLE более высокие слои в стандартный формат пакета BLE для передачи или извлекает данные из стандартного пакета BLE LL на приеме согласно настройке ссылки, заданной на слоях ATT и SMP.

ATT.  ATT передает данные об атрибуте между клиентами и серверами в основанных на GATT профилях. ATT задает роли клиент-серверной архитектуры. Роли обычно соответствуют ведущему устройству и ведомому устройству, как задано в слое ссылки. В общем случае устройство могло быть клиентом, сервером или обоими, независимо от того, является ли это ведущим устройством или ведомым устройством. ATT также выполняет организацию данных в атрибуты как показано в этом рисунке.

Атрибуты устройств представлены как:

GATT  GATT служит ссылочной основой для всех основанных на GATT профилей. GATT инкапсулирует ATT и ответственен за координирование обмена профилями в ссылке BLE. Профили включают информацию и данные, такие как присвоение указателя, UUID и набор полномочий.

Для устройств, которые реализуют профиль GATT,

GATT использует клиент-серверную архитектуру. Роли не фиксируются и определяются, когда устройство инициирует заданную процедуру. Роли выпущены, когда процедура заканчивается.

Терминология, используемая в GATT, включает:

SMP.  SMP применяет алгоритмы безопасности, чтобы зашифровать и дешифровать пакеты данных. Этот слой задает инициатора и респондента, соответствуя ведущему устройству и ведомому устройству, когда-то связь устанавливается.

GAP.  GAP задает роли, режимы и процедуры устройства. Это также справляется с установлением связи и безопасностью. GAP взаимодействует через интерфейс непосредственно со слоем Application Profiles и Services (App).

Слой APP

Слой App является прямыми профилями определения пользовательского интерфейса, которые предоставляют функциональную совместимость между различными приложениями. Спецификация ядра Bluetooth позволяет поставщикам задать собственные профили для вариантов использования, не заданных профилями SIG.

Протоколы ядра

Протоколы ядра Bluetooth и радио Bluetooth требуются большинством bluetooth-устройств. Протоколы ядра включают эти слои.

Радио BR/EDR.  Радио BR/EDR является самым низким заданным слоем спецификации Bluetooth. Режим BR обязателен, тогда как режим EDR является дополнительным. Этот слой задает требования устройства приемопередатчика Bluetooth, действующего в диапазоне частот ISM на 2,4 ГГц. Это реализует 1600 транзитные участки/секунда метод FHSS. Радио скачкообразно двигается псевдослучайным способом на 79 обозначенных каналах Bluetooth. Каждый канал Bluetooth имеет пропускную способность 1 МГц. Каждая частота расположена в (2402 + k) МГц, где k = 0,1... 78. Метод модуляции для режима BR и EDR является GFSK и дифференциальным манипулированием сдвига фазы (DPSK), соответственно. Скорость в бодах является 1 Msymbols/s. Радио BR/EDR Bluetooth использует топологию дуплекса деления времени (TDD), в которой передача данных происходит в одном направлении одновременно. Передача чередуется в двух направлениях, один за другим.

Основная полоса и Управление Ссылкой.  Слой управления основной полосой и ссылкой включает ссылку RF PHY между различными bluetooth-устройствами, формируя piconet. Основная полоса обрабатывает обработку канала и синхронизацию, и управление ссылкой обрабатывает управление доступом к каналу. Этот слой обеспечивает эти два различных типов ссылок RF PHY с их соответствующими основополосными пакетами:

Менеджер по ссылке протокол (LMP).  Слой LMP, в основном, ответственен за настройку ссылки и настройку ссылки между различными bluetooth-устройствами. Эти процессы включают функции защиты установления, такие как аутентификация и шифрование путем генерации, обмениваясь и проверяя ссылку и ключи шифрования. Кроме того, этот слой управляет режимами степени и рабочими циклами устройства радио Bluetooth и состояниями связи модуля Bluetooth в piconet.

L2CAP.  L2CAP адаптирует протоколы более высокого слоя по основной полосе. Это экранирует протоколы более высокого слоя от деталей протоколов нижнего уровня. L2CAP предоставляет услуги без установления соединения и с установлением соединения протоколам более высокого слоя. Это включает протокол, мультиплексирующий возможность, сегментацию и операции повторной сборки и абстракции группы.

SDP.  Услуги по открытию являются важным аспектом среды Bluetooth. Сервисный протокол открытия (SDP) обеспечивает средние значения для приложений, чтобы запросить сервисы и характеристики сервисов, после которых связь может быть установлена между двумя или больше bluetooth-устройствами. SDP очень отличается от сервисного открытия в традиционных основанных на сети средах. SDP создается сверху L2CAP.

Заменяющий протокол кабеля

Заменяющий протокол кабеля в стеке Bluetooth BR/EDR использует RFCOMM, чтобы обеспечить эмуляцию последовательных портов по L2CAP. RFCOMM эмулирует управление RS-232 и сигналы данных по основной полосе Bluetooth и предусматривает транспортные возможности для сервисов более высокого слоя, которые используют последовательный интерфейс в качестве транспортного механизма. RFCOMM также обеспечивает несколько одновременных связей с одним устройством и включает связи с несколькими устройствами.

Протоколы управления телефонией

Спецификация протокола управления телефонией, двоичный файл (двоичный файл TCS), задает управление соединением, сигнализирующее, чтобы установить данные и голосовые вызовы между bluetooth-устройствами. Это создается сверху L2CAP. Кроме того, двоичный файл TCS задает процедуры управления мобильности по обработке bluetooth-устройств.

Принятые протоколы

В дополнение к протоколам ядра стек Bluetooth BR/EDR включает протоколы, принятые от других стандартных тел. Эти принятые протоколы заданы в технических требованиях, выпущенных другими делающими стандарт организациями, и включены в среду Bluetooth.

PPP.  Протоколом "точка-точка" (PPP) является Инженерная группа по развитию интернета (IETF) [3] стандартный протокол для переноса дейтаграмм IP по магистральной линии. PPP работает на основе RFCOMM, чтобы понять двухточечные соединения.

TCP, UDP и IP.  Эти слои являются IETF-заданными протоколами основы набора протоколов TCP/IP.

Использование TCP, UDP и IP в стеке Bluetooth BR/EDR включает связь с любым другим устройством, соединенным к Интернету.

OBEX.  Объектный обмен (OBEX) протокол является протоколом сеансового уровня, разработанным Инфракрасной Ассоциацией Данных (IrDA), чтобы обмениваться объектами. Протокол OBEX обеспечивает функциональность, похожую на тот из HTTP, но более простым способом. HTTP является протоколом прикладного уровня и разделенный на уровни выше TCP/IP. Протокол OBEX предоставляет клиенту надежный транспорт для соединения с сервером. Это также предоставляет модель для представления объектов и операций.

WAE и WAP.  Стек Bluetooth BR/EDR включает среду приложений беспроводной связи (WAE) и протокол приложения беспроводной связи (WAP) в его архитектуру. Преимущества использования функций WAE/WAP в Bluetooth-стеке:

Профили приложений и сервисы

Для получения дополнительной информации отошлите Слой APP.

Альтернативный MAC/PHY

Альтернативный MAC/PHY (AMP) менеджер является вторичным контроллером в системе ядра Bluetooth. После того, как связь L2CAP устанавливается между двумя устройствами по радио BR/EDR, менеджер по AMP может обнаружить УСИЛИТЕЛИ, которые доступны на другом устройстве. Если AMP распространен между двумя устройствами, система ядра Bluetooth обеспечивает механизмы для движущегося потока данных от диспетчера BR/EDR контроллеру AMP.

Каждый менеджер по AMP состоит из уровня адаптации протокола (PAL) сверху MAC и PHY. PAL сопоставляет протоколы Bluetooth с определенными протоколами базового MAC и PHY.

Каналы L2CAP могут быть созданы на или перемещены в, AMP. Если AMP, физическая ссылка имеет тайм-аут контроля ссылкой, то каналы L2CAP могут попятиться к радио BR/EDR. Чтобы минимизировать потребление энергии в устройстве, УСИЛИТЕЛИ включены или отключены как требуется.

HCI

HCI обеспечивает интерфейс команды к радио BR/EDR, основополосному диспетчеру и менеджеру по ссылке. Это - один стандартный интерфейс для доступа к основополосным возможностям Bluetooth, состоянию оборудования и регистрам управления.