蓝牙体系结构：组网工程与技术

蓝牙技术规范（Specification）包括协议（Protocol）和应用规范（Profile）两个部分。协议定义了各功能元素（如串口仿真协议（RFCOMM）、逻辑链路控制和适配协议（L2CAP）等各自的工作方式；而应用规范则阐述了为了实现一个特定的应用模型（Usage Model），各层协议间和运转协同机制。显然，Protocol是一种横向体系结构，而Profile是一种纵向体系结构。较典型的Profile有拨号网络（Dial-up Networking）、耳机（Headset）、局域网访问（LAN Access）和文件传输（File Transfer）等，它们分别对应一种应用模型。

蓝牙体系结构是蓝牙协议特别兴趣小组SIG组织制定并推广的一个开放的短距离、低功耗的无线解决方案。其射频工作在无需授权的ISM频段，并采用跳频技术来消除干扰和降低衰减。蓝牙技术一个重要的特点是它不仅是一个连接层的规范，同时还制定了很多基于这个连接协议层上的很多的应用，比如Handfree Profile、文件传输、网络接入等。本文所谈到的车载系统就应用到了其中的Handfree Profile。

整个蓝牙协议体系结构可以分为底层硬件模块、中间协议层和高端应用层3大部分，如图6-5所示。链路管理层（LMP）、基带层（BBP）和射频（RF）构成了蓝牙的底层模块；中间协议层包括逻辑链路控制与适配协议（L2CAP）、服务发现协议（SDP）、串口仿真协议（RFCOMM）和电话控制协议规范（TCS）；最高层是应用层。

蓝牙标准有许多协议，它们按照松散的方式被组织到各个层中，层的结构并不遵从OSI模型，或TCP/IP模型，或802模型，或其他任何已知的模型。然而，IEEE正在修订蓝牙标准，以便强行将它纳入到802模型中。经过802委员会修改之后的蓝牙基本协议结构如图6-6所示。

图6-5 蓝牙协议体系结构

(www.xing528.com)

图6-6 802.15版本的蓝牙协议结构

最底层是物理无线电层，它很好地对应了OSI和802模型中的物理层。该层处理与无线电传送和调制有关的问题。在这一层上的许多考虑都涉及到如何使系统的造价更加低廉，以便形成巨大的市场。

基带层有点类似于MAC子层，但是也包含了物理层的要素。它涉及到主节点如何控制时槽，以及这些时槽如何组织成帧。

接下来一层是一组多少有些相关的协议。链路管理层负责在设备之间建立逻辑信道，包括电源管理、认证和服务质量。逻辑链路控制适应协议（Logical Link Control Adaptation Pro-tocol，L2CAP）为上面各层屏蔽了传输细节。它类似于标准的802LLC子层，但从技术上讲有所不同。对于音频协议和控制协议，正如其名字所表示的，它们分别处理与音频和控制相关的事宜。上层应用可以直接操纵这两个协议，而不必通过L2CAP。

再往上一层是中间件层，它是由许多不同的协议混合而成的。为了与802的其他网络保持兼容，IEEE将802LLC插在这里。RFcomm、电话和服务发现协议都是这里的专门协议。RFcomm（Radio Frequency Communication，无线电频率通信，或者射频通信）是指模拟PC上用于连接键盘、鼠标、调制解调器及其他设备的标准串口通信。它的设计意图是允许传统的设备更加容易地使用它。电话协议是一个实时协议，用于3种面向话音的轮廓。它也管理呼叫的建立和终止。最后，服务发现协议可用来找到网络内的服务。

最上层是应用和轮廓所在的地方。它们利用低层上的协议来完成它们的任务。每个应用都有它自己的专用协议子集。特定的设备，比如头戴设备，通常只包含应用所需要的那些协议，而不会包含其他的协议。