1 一般描述
蓝牙无线技术是一种短距离通信系统，旨在取代连接便携式和/或固定电子设备的电缆。蓝牙无线技术的主要特点是鲁棒性好、功耗低、成本低。核心规范的许多特性是可选的，允许产品差异化。
蓝牙无线技术系统有两种形式：基本速率（BR）和低能耗的（LE）。这两个系统都包括设备发现、连接建立和连接机制。基本速率系统包括可选的增强数据速率（EDR）交替的媒体访问控制（MAC）和物理（PHY）层的扩展。基本速率系统提供同步和异步连接，数据速率为721.2 KB / s的基本速率，2.1 Mb / s的增强数据速率和高速操作高达54兆字节/秒的802.11AMP。LE系统包括旨在使那些需要低功耗的产品特点，比BR / EDR低复杂度和低成本。LE系统也是为低数据速率的用例和应用程序设计的，并且具有较低的占空比。根据用例或应用程序，一个系统包括任何可选部件可能比另一个更为优化。
实现这两种系统的设备都可以与实现这两个系统的其他设备以及实现任一个系统的设备进行通信。一些概要文件和用例只由一个系统支持。因此，实现这两个系统的设备都能够支持最多的用例。蓝牙核心系统由主机和一个或多个控制器组成。主机是一个逻辑实体，它定义为非核心配置文件下面的所有层，并且位于主控制器接口（HCI）之上。控制器是一个逻辑实体，定义为HCI下面的所有层。主机和控制器的实现可以包含HCI的各个部分。在这个版本的核心规范中定义了两种控制器：主控制器和辅助控制器。
蓝牙核心的实现只有一个主控制器，它可能是以下配置之一：
- BR / EDR控制器包括无线电，基带、链路管理和可选的HCI。
- 一个LE控制器，包括PHY、链路层和可选的HCI。
- 结合BR / EDR控制器部分和LE控制器部分（在前面的两个子弹识别）到一个单一的控制器。
蓝牙核心系统还可以具有由以下配置描述的一个或多个辅助控制器：
一个替代的MAC / PHY（AMP）控制器，包括一个802.11 PAL（协议适配层），802.11 MAC和PHY，以及可选的HCI。
图1.1：蓝牙主机和控制器的组合：（从左至右）：LE只有主控制器，BR / EDR只有主控制器，BR / EDR主控制器和一个AMP辅助控制器，BR / EDR和多重AMP辅助控制器
图1.2：蓝牙主机和控制器的组合（从左到右）：BR/EDR 和 LE 主控制器，BR/EDR 和 LE 主控制器以及一个AMP辅助控制器，BR/EDR 和 LE 主控制器以及一个多重AMP辅助控制器
该规范的卷提供了蓝牙系统体系结构、通信拓扑和数据传输特性的概述。规范的这一卷中的文本应被视为信息，用作背景和上下文设置。
1.1 BR / EDR工作概况
基本速率/增强数据率（BR / EDR）无线电（物理层PHY）工作在2.4 GHz ISM频段。该系统采用跳频电台抗干扰和衰落，提供了许多FHSS（跳频扩展频谱）技术载体。基本速率无线电操作使用一种成形的二进制频率调制来最小化收发器的复杂度。符号速率是每秒1 megasymbol（Msym / S）支持每秒1兆位的比特率（MB / s），以增强数据率，一个总的空气比特率是2或3Mb/s。这些模式分别被称为基本速率和增强数据速率。
在典型的操作过程中，物理无线信道由一组与公共时钟同步的设备和跳频模式共享。一个设备提供同步引用，称为主控。与主时钟和跳频模式同步的所有其他设备都称为奴隶。一组设备同步，以这种方式形成一个微微网。
这是在蓝牙BR / EDR无线技术的通信的基本形式。微微网中的设备使用特定的跳频模式，这是由主机的蓝牙地址和时钟中的某些字段确定的。基本跳频模式是在ISM频段的79个频率相隔1兆赫的伪随机顺序。跳频模式可以按每一个从属的方式进行调整，以排除干扰设备使用的频率的一部分。自适应跳频技术提高了蓝牙与静态（非跳跃）ISM系统共存时的共存性。
物理信道被分为时间单元，称为时隙。在位于这些时隙中的分组中，蓝牙设备之间传输数据。当情况允许时，可以将多个连续时隙分配给单个分组。跳频可能发生在分组的发送或接收之间。蓝牙技术通过使用时分双工（TDD）方案提供全双工传输的效果。
在物理信道之上，有链路和通道的分层以及相关的控制协议。通道和链接的层次结构，这些层次结构从物理通道上的物理信道、物理连接、逻辑联系、逻辑链路和L2CAP信道。这些在第3.3节至第3.6节中更详细地讨论过，但这里介绍的是为了帮助理解本节的其余部分。
通常在物理信道中，主设备和从设备之间形成物理链路。异常包括查询扫描和页面扫描物理通道，这些通道没有相关的物理链接。物理链路在主设备和从设备之间提供双向分组传输，但在无连接的从广播物理链路的情况下除外。在这种情况下，物理链路提供从主机到潜在无限数量的奴隶的单向分组传输。由于物理信道可以包括多个从设备，所以这里有限制对于哪些设备可以形成物理链路。每个从设备和主设备之间有一条物理链路。物理链路不直接形成在一个微微网之间的从设备。
物理链路用作一个或多个逻辑链路的传输，该链路支持单播同步、异步和同步业务以及广播业务。通过占用资源管理器中调度功能分配的时隙，将逻辑链路上的通信多路复用到物理链路上。
除了用户数据之外，基带和物理层的控制协议在逻辑链路上携带。这是链路管理协议（LMP）。在微微网中活跃的设备有一个默认的异步的面向连接的逻辑传输，这个逻辑传输用于运输的LMP协议信令。由于历史原因，这称为ACL逻辑传输。除了无连接从广播设备外，原ACL逻辑传输是设备加入网络时产生的。无连接从广播设备加入微微网纯粹听无连接从广播数据包。在这种情况下，无连接从广播逻辑运输被创造（也叫CSB逻辑运输）和没有ACL逻辑运输要求。对于所有设备，可以创建附加逻辑传输，以在需要时传输同步数据流。
链路管理功能使用LMP去控制微微网的设备和提供服务去管理下层建筑层（无线层和基带层）。LMP协议在原ACL运行并且积极与从广播逻辑传输。
基带层以上的L2CAP层提供了一个基于信道的抽象给应用程序和服务。它传输分段和重装应用数据，并且复用与解复用多个信道在一个共享的逻辑链路。L2CAP有协议控制信道是通过默认的ACL逻辑传输。应用数据提交到L2CAP协议可以进行任何逻辑链路支持L2CAP协议。
1.2 蓝牙低功耗操作综述
像BR / EDR无线电，LE无线电工作在未授权的2.4 GHz ISM频段。LE系统采用了跳频收发器抗干扰和衰落，提供了许多FHSS（跳频扩展频谱 ）技术载体。LE无线电操作使用一种成形的二进制频率调制来最小化收发器的复杂度。LE用不同于BR / EDR和AMP的术语描述被支持的PHYs对不同调制编码，这些不同调制编码可以应用，以及由此产生的数据率。强制性的符号速率是每秒1 megasymbol（Msym / S），其中1个符号代表1位因此支持每秒1兆位的比特率（MB / s），这被称为LE 1M PHY。1 Msym /符号率可以支持纠错编码，这是被称为LE编码PHY。这可以使用两种编码方案中的任一种：s＝2，其中2个码元表示1比特，因此支持500kb/秒的比特率和s＝8，其中8个码元表示1比特，因此支持比特率为125 kb / s。一个可选的2 Msym /符号率可以支撑，一个2 Mb / s的比特率，这是被称为乐2M PHY。2 Msym /符号率未编码的数据支持。LE 1M和LE 2M是统称为乐的未编码的PHYs。（第3.2.2）详细地描述了这一术语。
LE采用两种多址接入方案: 频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）。四十（40）的物理信道，在2 MHz的分离，用于频分多址方案。三（3）被用作主要的广告渠道，37被用作次要的广告渠道和数据渠道。一种基于TDMA的轮询方案，其中一个设备在预定时间发送分组，并且相应的设备在预定间隔之后用包响应。
物理信道被分为时间单元，称为事件。数据以数据包的形式在LE设备之间传输，这些包定位在事件中。有四种类型的事件：广告、扩展广告、定期广告和连接事件。
在广告物理信道上传输广告数据包的设备称为广告客户。在广告信道上接收广告包而不打算连接广告设备的设备称为扫描器。广告物理信道上的传输发生在广告事件中。在每个广告事件开始时，广告客户发送对应于广告事件类型的广告分组。根据广告分组的类型，扫描仪可以在同一广告PHY信道上向广告客户发出请求，然后在同一广告PHY信道上响应来自广告客户的响应。广告物理信道发生变化在由广告商发送的下一个广告分组的时候，这一广告分组在同一广告事件中。广告客户可在活动期间随时结束广告活动。第一个广告物理信道在下一个广告事件开始时使用。
LE设备可以在两个或多个设备之间进行单向或广播通信的情况下完成整个通信，这些设备使用广告事件。他们还可以利用广告事件通过数据通道建立两个或多个设备之间的成对双向通信，或者利用次级广告频道建立定期广播。
设备需要对另一个设备形成连接以监听连接广告分组。这种装置称为发起者。如果广告客户使用连接的广告事件，发起者可能创造一个连接请求使用相同的广告物理通道，在这个广告物理通道上面，它可以接收连接广告分组。广告事件就结束了，连接事件开始了，如果广告客户接收并接受了连接请求。一旦连接建立，发起者成为主设备是被称为微微网和广告设备作为从设备。连接事件用于在主设备和从设备之间发送数据包。在连接事件中，每个连接事件开始时都会出现信道跳变。在连接事件中，主和从机交替使用相同的数据物理信道发送数据包。主设备可以启动每个连接事件，并且可以在任何时候结束每个连接事件。
微微网中的设备使用一个特定的跳频模式，这在算法上被一个域决定，这个域包含在一个连接里面，这个连接请求传送通过发起设备。LE中的跳频模式是ISM频段中37个频率的伪随机顺序。跳频模式可适于排除干扰设备使用的频率的一部分。自适应跳频技术提高了蓝牙与静态（非跳跃）ISM系统共存时的一致性，并可以获得有关本地无线电环境的信息，或通过其他手段检测到。
在物理信道之上有链路、信道和相关控制协议的概念。层次是物理信道、物理连接、逻辑传输，逻辑链路，和L2CAP信道。这些在第3.3节至第3.6节中更详细地讨论过，但这里介绍的是为了帮助理解本节的其余部分。
在物理信道中，设备之间形成物理链路。活跃物理链路在主设备和从设备之间提供双向分组传输。由于LE物理信道可以包括多个从设备，所以有对于哪些设备可以形成物理链路有一定的限制。每个从设备和主设备之间有一种物理链路。允许从设备一次与多个主设备有物理联系。设备允许同时是主设备和从设备。物理链路不直接在一个微微网之间的从设备形成。此时不支持主设备和从设备之间的角色更改。广告和周期性物理链接提供了从广告客户到潜在的无限数量的扫描器或发起者的单向分组传输。
物理链路用作支持异步通信的一个或多个逻辑链路的传输。逻辑链路上的通信被多路复用到资源管理器中由调度函数分配的物理链路上。
除了用户数据外，链路和物理层的控制协议是通过逻辑链路进行的。这是链路层协议（LL）。在一个微微网活跃的设备有一个默认的LE异步连接逻辑运输（LE ACL）是用于传输LL 协议信号。这个默认的LE ACL 在设备加入微微网的时候就创建了。
链路层的功能采用将协议去控制在微微网设备的运行和提供服务去管理下的建筑层（PHY和LL）。它通过共享逻辑链路对应用数据进行分片和分片，并对多个通道进行复用和解复用。L2CAP具有通过主要ACL逻辑传输承载的协议控制信道。
除了L2CAP之外，LE还提供了两个位于L2CAP之上的附加协议层。安全管理器协议（SMP）使用固定的L2CAP通道来实现设备之间的安全功能。另一个是属性协议（ATT），它提供了一种在固定的L2CAP通道上传送少量数据的方法。属性协议也被设备用来确定其他设备的服务和功能。属性协议也可以用于BR / EDR。
1.3AMP操作概述
备用MAC / PHY（AMP）是蓝牙核心系统中的辅助控制器。BR / EDR无线电是主要的无线电，用于执行发现，关联，连接建立和连接维护。一旦通过BR / EDR无线电在两个设备之间建立了L2CAP连接，AMP管理器就可以发现其他设备上可用的AMP。当两个设备之间的AMP通用时，核心系统提供了将数据流量从BR / EDR控制器移动到AMP控制器的机制。
每个AMP由MAC和PHY顶部的协议适配层（PAL）组成。PAL负责将蓝牙协议和行为（由HCI指定）映射到底层MAC和PHY的特定协议。
可以在AMP上创建L2CAP频道或将其移至AMP。如果这些功能不是必需的，或者当AMP物理链路有链路监视超时时，L2CAP通道也可以移回到BR / EDR无线电。连接两个BR / EDR设备的ACL链路上的链路监视超时会强制断开这些设备之间的所有AMP物理链路。
可以根据需要启用或禁用AMP，以便将系统中的功耗降至最低。
1.4 命名法
在说明书中出现以下术语时，其含义如表1.1所示。
主动从属广播（ASB）：逻辑传输，用于通过BR / EDR控制器将L2CAP用户流量和某些类型的LMP流量传输到微微网中的所有活动设备。 参见第3.5.4.4节
Ad Hoc网络：通常以自发方式创建的网络。 ad hoc网络不需要正式的基础设施，并且在时间和空间上都是有限的。
广告者：蓝牙低功耗设备，可在广告频道的广告活动期间广播广告数据包。
广告活动：由广告商发送的一系列在不同广告渠道上的一到三个广告信息包。
广告包：包含广告PDU的数据包。 参见[第6卷] B部分，第2.3.1节
AMP ：备用介质访问控制器（MAC）和物理层（PHY）或备用MAC / PHY。
AMP控制器：术语是指AMP PHY，AMP MAC，协议适配层和HCI层。
BD_ADDR ：蓝牙设备地址BD_ADDR用于识别蓝牙设备。
Bluetooth ：蓝牙是一种无线通信链路，使用跳频收发器在2.4 GHz的无授权ISM频段中工作。 它允许蓝牙主机之间的实时AV和数据通信。 链路协议基于时隙。
蓝牙基带：蓝牙系统的一部分，指定或实施媒体访问和物理层程序，以支持蓝牙设备之间实时语音，数据信息流和ad hoc网络的交换。
蓝牙时钟：BR / EDR控制器子系统内部的28位时钟每312.5μs滴答。 该时钟的值定义了各种物理通道中的时隙编号和时序。
蓝牙控制器：一个通用术语，指的是带有或不带有辅助控制器的主控制器。
蓝牙设备：一种能够使用蓝牙系统进行短距离无线通信的设备。
蓝牙设备地址：用于识别每个蓝牙设备的48位地址。
BR/EDR ：蓝牙基本速率（BR）和增强数据速率（EDR）。
BR / EDR控制器：术语是指蓝牙无线电，基带，链路管理器和HCI层。
BR / EDR微微网物理信道：一个信道被分成时隙，其中每个时隙与RF跳频相关。 连续跳通常对应于不同的射频跳频频率，并以1600跳/秒的标准跳跃速率出现。 当使用自适应跳频（AFH）时，这些连续跳随着一个伪随机跳频序列，跳过一个79 RF信道集或可选的较少信道。
BR/EDR/LE ：蓝牙基本速率（BR），增强数据速率（EDR）和低能量（LE）。
C面：控制飞机
Channel ：物理通道或L2CAP通道，取决于上下文。
连接（服务）：建立与服务的连接。 如果尚未完成，则还包括建立物理链路，逻辑传输，逻辑链路和L2CAP信道。
可连接的设备：范围内的BR / EDR设备周期性侦听其页面扫描物理通道，并将响应该通道上的页面。 使用可连接的广告事件进行广告的LE设备。
连接的设备：两个BR / EDR设备和它们之间的物理链路。
连：当设备之间的连接正在建立时，设备之间的通信阶段。 （连接阶段在链接建立阶段完成后进行。）
连接：两个对等应用或映射到L2CAP通道的更高层协议之间的连接。
连接建立：创建映射到频道的连接的过程。
连接事件：在同一个物理信道上的主机和从机之间发送一系列一对或多对交织数据包。
无连接从属广播（CSB）：使主设备能够向无限数量的从设备广播信息的功能。
无连接从属广播接收器：从无连接从属广播发射机接收广播信息的蓝牙设备。 该设备是微微网的一个从属设备。
无连接从属广播发射机：发送无连接从广播消息以供一个或多个无连接从广播接收器接收的蓝牙设备。 该设备是微微网的主人。
Controller ：一个集体术语，指HCI下面的所有层。
覆盖区域：两个蓝牙设备可以以可接受的质量和性能交换消息的区域。
创建安全连接：建立连接的过程，包括认证和加密。
创建一个值得信赖的关系：远程设备被标记为可信设备的过程。 这包括存储通用链接密钥以供将来认证或配对使用，当链接密钥不可用时。
设备发现：从可发现设备中检索蓝牙设备地址，时钟，设备类别字段和已用页面扫描模式的过程。
可发现的设备：范围内的BR / EDR设备周期性侦听查询扫描物理信道，并将对该信道上的查询做出响应。 广告数据中设置有可发现标志的可连接或可扫描广告事件广告范围内的LE设备。 此设备处于可发现模式。
可发现模式：正在执行查询的蓝牙设备在BR / EDR中扫描或通过在LE中设置可发现标志的可发现或可连接广告事件进行广告。
发现程序：在BR / EDR中执行查询程序的蓝牙设备，或使用发现或可连接的广告事件扫描广告客户并在LE中设置可发现标志的蓝牙设备。
HCI ：主机控制器接口（HCI）为基带控制器和链路管理器提供一个命令接口，并访问硬件状态和控制寄存器。 该接口提供了访问蓝牙基带功能的统一方法。
Host ：一个逻辑实体，定义为非核心配置文件（例如卷3）以下和主机控制器接口（HCI）之上的所有层。 连接到蓝牙控制器的蓝牙主机也可以与连接到其控制器的其他蓝牙主机通信。
发起者：一种蓝牙低功耗设备，可在广告渠道上侦听可连接的广告事件以形成连接。
查询设备：正在执行查询程序的BR / EDR设备。 该设备正在执行发现过程。
查询：蓝牙设备发送查询消息并侦听响应以便发现覆盖区域内的其他蓝牙设备的过程。
查询扫描：蓝牙设备侦听查询消息（在其查询扫描物理信道上收到的）的过程。
互通性：两个或更多系统或组件交换信息并使用已交换信息的能力。
等时数据：流中的信息，其中流中的每个信息实体都被时间关系绑定到先前的和后续的实体。
已知的设备：至少存储BD_ADDR的蓝牙设备。
L2CAP ：逻辑链路控制和适配协议
L2CAP频道：在服务于单个应用程序或更高层协议的两个设备之间的L2CAP级别上的逻辑连接。
建立L2CAP频道：在L2CAP级别上建立逻辑连接的过程。
LE ：蓝牙低功耗（LE）
链接：速记逻辑链接。
链接建立：建立设备之间链路和通道的默认ACL链接和层次结构的过程。
链接键：两个设备已知的密钥，用于验证链接。
LMP认证：用于验证远程设备身份的LMP级别过程。
LMP配对：验证两台设备并创建可用作信任关系或单一安全连接基础的通用链接密钥的过程。
逻辑链接：用于向蓝牙系统的客户端提供独立数据传输服务的最低架构级别。
逻辑运输：共享确认协议和不同逻辑链路之间的链路标识符。
名称发现：检索可连接设备的用户友好名称（Bluetooth设备名称）的过程。
包：在物理通道上传输的聚合比特的格式。
页：连接过程的初始阶段（设备发送一系列寻呼消息直到从目标设备收到响应或发生超时）。
页面扫描：设备侦听其页面扫描物理通道上收到的页面消息的过程。
寻呼设备：正在执行页面过程的蓝牙设备。
配对设备：已为其创建链接密钥的蓝牙设备（在请求建立连接或连接阶段之前）。
口令：使用安全简单配对时，用于验证连接的6位数字号码。
物理频道：通过一个或多个设备同步占用一系列RF载波来表征。 存在许多物理通道类型，并为其不同目的定义了特征。
物理链接：两个设备之间的基带或链路层级连接。
物理运输：使用一种或多种调制方案在RF信道上进行PHY分组传输和/或接收。
微微网：占用共享物理通道的设备集合，其中一个设备是微微网主设备，其余设备连接到该设备。
微微网主设备：微微网中的BR / EDR设备，其蓝牙时钟和蓝牙设备地址用于定义微微网物理信道特性。
微微网从设备：微微网中的任何BR / EDR设备都不是微微网主设备，而是连接到微微网主设备。
PIN ：一个用户友好的号码，可用于在配对之前验证与设备的连接。
PMP ：多个微网中的参与者。 一个设备，它是多个微微网中的一员，它使用时分复用（TDM）在每个微微网物理信道上交织其活动。
配置文件广播数据（PBD）：从无连接从属广播发射机向一个或多个无连接从属广播接收机传输数据的逻辑链路。
扫描器：一个蓝牙低功耗设备，用于监听广告渠道上的广告事件。
分散网：两个或更多个包含一个或多个充当PMP的设备的微微网。
服务发现：查询和浏览由或通过另一个蓝牙设备提供的服务的过程。
服务层协议：使用L2CAP通道传输PDU的协议。
无声设备：如果蓝牙设备不响应远程设备发出的查询，则蓝牙设备对远程设备显示为无声。
同步扫描物理通道：使从设备能够接收来自主设备的同步列车数据包的物理通道。
同步列车：以一组固定频率传输的一系列数据包为接收设备提供足够的信息，以开始接收相应的无连接从属广播数据包，或在缺少粗调时钟调整后恢复当前微微网时钟。
U平面：用户面
未知设备：未存储信息（蓝牙设备地址，链接密钥或其他）的蓝牙设备。
2 核心系统架构
蓝牙核心系统由主机，主控制器和零个或多个辅助控制器组成。蓝牙BR / EDR核心系统的最小实现涵盖由蓝牙规范定义的四个最低层和相关协议以及一个公共服务层协议; 服务发现协议（SDP）和总体配置文件要求在通用访问配置文件（GAP）中指定。BR / EDR核心系统包括支持备用MAC / PHY（AMP），包括支持外部参考MAC / PHY的AMP管理器协议和协议适配层（PAL）。蓝牙LE唯一核心系统的最小实现涵盖由蓝牙规范定义的四个最低层和相关协议以及两个通用服务层协议; 在通用属性配置文件（GATT）和通用访问配置文件（GAP）中指定安全管理器（SM）和属性协议（ATT）以及总体配置文件要求。结合蓝牙BR / EDR和LE的实现包括上述两个最小实现。完整的蓝牙应用程序需要蓝牙规范中定义的许多附加服务和更高层协议，这里不再描述。 核心系统架构如图2.1所示。
图2.1显示了核心模块，每个模块都有相关的通信协议。链路管理器，链路控制器和BR / EDR无线电块包括BR / EDR控制器。AMP PAL，AMP MAC和AMP PHY包含一个AMP控制器。链路管理器，链路控制器和LE无线电块包括LE控制器。L2CAP，SDP和GAP块包含BR / EDR主机。 L2CAP，SMP，属性协议，GAP和通用属性配置文件（GATT）块包含LE主机。BR / EDR / LE主机将来自每个相应主机的一组块组合在一起。这是涉及控制器和主机之间的标准物理通信接口的常见实现。尽管此接口是可选的，但架构旨在允许其存在和特性。蓝牙规范通过定义等效层之间交换的协议消息使得独立蓝牙子系统之间具有互操作性，通过定义蓝牙控制器和蓝牙主机之间的通用接口来实现独立蓝牙系统之间的互操作性。
显示了许多功能块以及它们之间的服务和数据的路径。图中所示的功能块是信息性的; 一般来说，蓝牙规范并没有定义实现的细节，除了互操作性需要的地方。因此显示图2.1中的功能模块以帮助描述系统行为。 一个实现可能与图2.1所示的系统不同。
标准交互是为所有设备间操作定义的，其中蓝牙设备根据蓝牙规范交换协议信令。蓝牙核心系统协议是无线电（PHY）协议，链路控制（LC）和链路管理器（LM）协议或链路层（LL）协议，AMP PAL，逻辑链路控制和适配协议（L2CAP）以及AMP管理器协议 所有这些都在蓝牙规范的后续部分完全定义。另外，服务发现协议（SDP）和属性协议（ATT）是一些蓝牙应用可能需要的服务层协议。
蓝牙核心系统通过许多服务访问点提供服务，这些服务访问点在图中显示为省略号。这些服务由控制蓝牙核心系统的基本原语组成。这些服务可以分为三种类型。有设备控制服务可以修改蓝牙设备的行为和模式，创建，修改和释放流量承载（通道和链路）的传输控制服务，以及用于提交数据以通过流量承载进行传输的数据服务。通常将前两个视为属于C平面，而将最后一个视为属于U-平面。
定义蓝牙控制器子系统的服务接口，使主控制器可被视为标准部件。在这个配置中，蓝牙控制器操作最低的四层。蓝牙主机运行L2CAP层和其他更高层。标准接口称为主机控制器接口（HCI），其服务接入点由图2.1中蓝牙控制器子系统上边缘的椭圆表示。这个标准服务接口的实现是可选的。
由于蓝牙体系结构被定义为可以通过一个或多个HCI传输器与单独的主机和控制器进行通信，因此进行了一些通用假设。与主机相比，蓝牙控制器被认为具有有限的数据缓冲能力。因此，当向控制器提交L2CAP PDU以传输到对等设备时，L2CAP层预计将执行一些简单的资源管理。这包括将L2CAP SDU分割成更多可管理的PDU，然后将PDU分段成适合于控制器缓冲区的开始和继续分组，并且管理使用控制器缓冲区以确保具有服务质量（QoS）承诺。
BR / EDR基带，LE链路层和AMP MAC层在蓝牙中提供基本的确认/重复请求（ARQ）协议。L2CAP层可以选择性地向L2CAP PDU提供进一步的错误检测和重传。此功能建议用于要求用户数据中未检测到错误的概率较低的应用程序。L2CAP的另一个可选功能是基于窗口的流量控制，可用于管理接收设备中的缓冲区分配。这些可选功能都可以在某些情况下提高QoS性能。在使用LE系统时，并非所有的L2CAP功能都可用。
虽然这些假设对于将单个系统中的所有层组合在一起的嵌入式蓝牙实现并不总是需要的，但是一般的架构和QoS模型是根据这些假设来定义的，实际上是最低公分母。
蓝牙核心系统实施的自动一致性测试是必需的。这是通过允许测试人员通过PHY接口来控制实现以及通过诸如直接测试模式（DTM），通用测试方法（GTM），测试控制接口（TCI）以及通过HCI的测试命令和事件 仅用于一致性测试。
测试仪通过PHY接口与被测实现（IUT）进行交换，以确保对来自远程设备的请求的正确响应。测试仪通过HCI，DTM，GTM或TCI控制IUT，使IUT通过PHY接口发起交换，这样也可以验证它们是否符合要求。
TCI使用不同的命令集（服务接口）来测试每个架构层和协议。HCI命令集的子集被用作BR / EDR控制器子系统内每个层和协议的TCI服务接口。一个单独的服务接口用于测试L2CAP层和协议。由于L2CAP服务接口未在蓝牙核心规范中定义，因此它在测试控制接口规范中单独定义。L2CAP服务接口的实现仅用于一致性测试。
2.1 核心架构块
本节描述图2.1中所示每个块的功能和责任。尽管每个实现应符合蓝牙规范后续部分中描述的协议规范，并且应实现下面概述的系统的行为方面并在蓝牙规范的后续部分中进行规定，但并不要求实现遵循上述体系结构。
2.1.1主机架构块
2.1.1.1频道管理者
频道管理者负责创建，管理和关闭用于传输服务协议和应用程序数据流的L2CAP渠道。通道管理器使用L2CAP协议与远程（对等）设备上的通道管理器进行交互，以创建这些L2CAP通道并将其端点连接到适当的实体。通道管理器与其本地链路管理器或AMP PAL交互以创建新的逻辑链路（如有必要），并配置这些链路以为所传输的数据类型提供所需的服务质量。
2.1.1.2 L2CAP资源管理器
L2CAP资源管理器块负责管理向基带提交PDU片段的顺序以及信道之间的一些相对调度，以确保具有QoS承诺的L2CAP信道由于控制器资源耗尽而不被拒绝访问物理信道。这是必需的，因为体系结构模型并不假定控制器具有无限缓冲，或者HCI是无限带宽的管道。
L2CAP资源管理器还可以执行流量一致性管制，以确保应用在其协商的QoS设置的范围内提交L2CAP SDU。一般的蓝牙数据传输模型假定应用程序运行良好，并没有定义实现如何处理这个问题。
2.1.1.3 安全管理器协议
安全管理器协议（SMP）是用于生成加密密钥和身份密钥的对等协议。该协议通过专用的固定L2CAP通道运行。SMP模块还管理加密密钥和身份密钥的存储，并负责生成随机地址并将随机地址解析为已知的设备标识。SMP模块直接与控制器连接，在加密或配对过程中提供用于加密和认证的存储密钥。该模块仅用于LE系统。 BR / EDR系统中的类似功能包含在控制器的链路管理器模块中。SMP功能位于LE系统的Host上，以降低LE only控制器的实施成本。
2.1.1.4 属性协议
属性协议（ATT）块实现属性服务器和属性客户端之间的对等协议。ATT客户端通过专用的固定L2CAP通道与远程设备上的ATT服务器进行通信。ATT客户端向ATT服务器发送命令，请求和确认。ATT服务器向客户端发送响应，通知和指示。这些ATT客户端命令和请求提供了一种读取和写入具有ATT服务器的对等设备上的属性值的手段。
2.1.1.5 AMP 管理协议
AMP管理器是一个使用L2CAP与远程设备上的对等AMP管理器进行通信的层。它还直接与AMP PAL接口进行AMP控制。AMP管理器负责发现远程AMP并确定其可用性。它还收集关于远程AMP的信息。此信息用于设置和管理AMP物理链接。AMP管理器使用专用的L2CAP信令通道与远程AMP管理器进行通信。
2.1.1.6 通用属性配置文件
通用属性配置文件（GATT）块表示属性服务器的功能，以及可选的属性客户端。该配置文件描述了属性服务器中使用的服务，特性和属性的层次结构。该块提供用于发现，读取，写入和指示服务特性和属性的接口。GATT在LE设备上用于LE配置文件服务发现。
2.1.1.7 通用访问配置文件
通用访问配置文件（GAP）块表示所有蓝牙设备共有的基本功能，例如传输，协议和应用配置文件使用的模式和访问过程。GAP服务包括设备发现，连接模式，安全性，认证，关联模型和服务发现。
2.1.2 BR / EDR / LE控制器结构块
在BR / EDR和LE系统组合的实现中，体系结构块可以在系统之间共享，或者每个系统可以具有它们自己的块实例。
2.1.2.1 装置管理器
设备管理器是控制蓝牙设备一般行为的基带功能模块。它负责蓝牙系统所有与数据传输无直接关系的操作，例如询问是否存在附近的蓝牙设备，连接到蓝牙设备，或者使本地蓝牙设备可被其他设备发现或连接。
设备管理器请求从基带资源控制器访问传输介质以执行其功能。
设备管理器还控制（许多HCI命令暗示的）本地设备行为，例如管理设备本地名称，任何存储的链接密钥和其他功能。
2.1.2.2 链接管理器
链路管理器负责创建，修改和释放逻辑链路（如果需要，还负责其关联的逻辑传输）以及与设备之间的物理链路相关的参数更新。
2.1.2.3 基带资源管理器
基带资源管理器负责所有对无线电媒体的访问。它有两个主要功能。其核心是一个调度程序，它将物理通道上的时间授予所有已经谈判访问合同的实体。另一个主要功能是与这些实体谈判访问合同。访问合同实际上是提供某种QoS所必需的一种承诺，以便为用户应用程序提供预期的性能。
访问合同和调度功能必须考虑到需要使用主控制器的任何行为。这包括（例如）通过逻辑链路和逻辑传输在连接的设备之间正常交换数据，以及使用无线电媒体进行查询，建立连接，发现或连接，或者从未使用的地方读取数据 在使用自适应跳频模式期间的载波。
在BR / EDR系统的一些情况下，逻辑链路的调度导致将逻辑链路改变为与先前使用的物理信道不同的物理信道。这可能是（例如）由于涉及散点网，定期查询功能或页面扫描。 当物理信道不是时隙对准的时候，资源管理器还会考虑原始物理信道上的时隙与新物理信道上的时隙之间的重新对准时间。在某些情况下，由于两个物理通道使用相同的设备时钟作为参考，因此插槽将自然对齐。
2.1.2.4 链接控制器
链路控制器负责从数据载荷和与物理信道，逻辑传输和逻辑链路相关的参数对蓝牙分组进行编码和解码。
链路控制器执行BR / EDR中的链路控制协议信令和LE中的链路层协议（与资源管理器的调度功能密切相关），用于传送流量控制和确认以及重发请求信号。这些信号的解释是与基带分组相关的逻辑传输的特征。链路控制信令的解释和控制通常与资源管理器的调度器相关联。
2.1.2.5 PHY
PHY块负责在物理信道上发送和接收信息包。基带和PHY块之间的控制路径允许基带块控制PHY块的时序和频率载波。 PHY模块将物理通道和基带中的数据流转换为所需的格式。
2.1.3 AMP控制器结构块
2.1.3.1 AMP HCI
AMP HCI是AMP控制器和主机（L2CAP和AMP管理器）之间的逻辑接口。当主机和AMP控制器物理分离时，HCI是一个可选层。对AMP的支持需要额外的HCI命令和事件。这些新的命令和事件与AMP物理和逻辑链路管理，QoS以及流量控制相关。
每个AMP控制器有一个HCI逻辑实例，BR / EDR控制器有另一个逻辑实例。在单个物理单元中存在多个控制器的情况下，物理HCI传输层管理通过相同物理传输总线的多个控制器的复用。
2.1.3.2 AMP PAL
AMP PAL是将AMP MAC与主机（L2CAP和AMP管理器）连接起来的AMP层。它将来自主机的命令转换成特定的MAC服务原语和原语成命令，并将来自AMP MAC的原语翻译成主机可理解的事件。AMP PAL支持AMP通道管理，根据指定流量规格的数据流量和电源效率。
AMP PAL没有要求独占访问AMP本身的要求。AMP PAL没有要求独占访问AMP本身的要求。实施者可以选择允许其他协议成为AMP的并发客户端。允许其他协议共享对AMP的访问的具体机制超出了本规范的范围。
图2.2显示了一个通用的PAL架构。
AMP管理协议通过AMP_Info和AMP_Assoc结构交换PAL和底层MAC / PHY的功能。AMP_Info包含PAL的通用功能，如带宽可用性，最大PDU大小，PAL能力，AMP_Assoc长度和刷新超时信息。AMP_Assoc的内容取决于PAL，并与底层的MAC / PHY有关。
2.1.3.3 AMP MAC
AMP MAC是IEEE 802参考层模型中定义的MAC层。它提供诸如寻址和控制和访问频道的机制等服务。AMP MAC位于AMP PHY和AMP PAL层之间。
2.1.3.4 AMP PHY
AMP PHY是AMP物理层。
3 数据传输体系结构
蓝牙数据传输系统遵循分层架构。蓝牙系统的这种描述描述了直到并包括L2CAP信道的蓝牙核心传输层。所有的蓝牙操作模式都遵循相同的通用传输架构，如图3.1所示。
出于效率和遗留原因，蓝牙传输体系结构包括逻辑层的细分，区分逻辑链路和逻辑传输。该细分提供了逻辑链路的一般（并且通常理解）概念，其提供两个或更多设备之间的独立传输。逻辑传输子层需要描述一些逻辑链路类型之间的相互依赖（主要是因为传统行为）。
在版本1.2之前，蓝牙核心规范将ACL和SCO链接描述为物理链接。随着扩展SCO（eSCO）的增加以及未来的扩展，最好将它们视为逻辑传输类型，从而更准确地封装其目的。然而，由于它们共享使用诸如LT_ADDR和确认/重复请求（ARQ）方案之类的资源，它们并不像期望的那样独立。因此，体系结构不能用单个传输层来表示这些逻辑传输。额外的逻辑传输层可以用来描述这种行为。
3.1 核心业务承载者
蓝牙核心系统为传输服务协议和应用数据提供了许多标准流量承载。这些显示在下面的图3.2中（为了便于表示，这些图显示了较高层到左侧和较低层到右侧）。
应用程序可用的核心流量承载在图3.2中显示为阴影圆角矩形。第2节介绍了为提供这些服务而定义的体系结构层。图中左侧显示了许多数据流量类型，链接到通常适用于传输该类型数据流量的流量承载。
逻辑链接使用关联逻辑传输的名称和后缀来命名，该后缀指示传输的数据的类型。（C用于携带LMP或LL消息的控制链路，U用于携带用户数据的L2CAP链路（L2CAP PDU），S用于携带未格式化同步或等时数据的流链路。）通常将后缀从逻辑链路中移除而不引入歧义，因此在讨论LMP协议的情况下，可以将对默认ACL逻辑传输的引用解析为表示ACL-C逻辑链路，在讨论LL协议的情况下为LE- C逻辑链路，在讨论PAL协议的情况下为AMP-C逻辑链路，或者在L2CAP层讨论的情况下为ACL-U，LE-U或AMP-U逻辑链路。
图3.2应用程序流量类型到蓝牙核心流量承载的映射是基于流量特性与承载特性的匹配。建议使用这些映射，因为它们提供了以其给定特征传输数据的最自然和最有效的方法。
但是，应用程序（或蓝牙核心系统的实现）可以选择使用不同的业务承载或不同的映射来实现类似的结果。例如，在只有一个从机的BR / EDR微微网中，主机可以选择通过ACL-U逻辑链路而不是通过ASB-U逻辑链路传输L2CAP广播。就带宽而言，这可能会更有效率（如果物理信道质量不降低）。 如果保留了应用程序通信类型的特征，则只能使用图3.2中的替代传输路径。
图3.2显示了一些应用程序流量类型。 这些用于分类可能提交给蓝牙核心系统的数据类型。如果干预过程修改它，原始数据流量类型可能与提交给蓝牙核心系统的类型不同。例如，以恒定速率生成视频数据，但是中间编码过程可以将其改变为可变速率，例如， 通过MPEG4编码。为了蓝牙核心系统的目的，只有提交的数据的特征是有意义的。
3.1.1 帧数据流量
L2CAP层服务为异步和同步用户数据提供面向帧的传输。应用程序以可变大小的帧向服务提交数据（达到协商的最大通道数），并将这些帧以相同的形式发送到远程设备上的相应应用程序。没有要求应用程序在数据中插入额外的成帧信息，尽管如果需要这样做（蓝牙核心系统不可见这样的成帧）。
面向连接的L2CAP通道可以被创建用于在两个蓝牙设备之间传输单播（点对点）数据。面向连接的通道提供了一个上下文，在该上下文中可以将特定属性应用于通道上传输的数据。例如，可以应用服务质量参数或流量和错误控制模式。面向连接的L2CAP通道是使用L2CAP连接过程创建的。
无连接BR / EDR L2CAP通道用于广播数据或传输单播数据。在微微网拓扑的情况下，主设备始终是广播数据的来源，并且从设备是接收者。无连接的L2CAP信道上的广播流量是单向的。在无连接的L2CAP信道上发送的单播数据可能是单向的或双向的。在L2CAP无连接信道上发送的单播数据提供了一种备用机制，以与在基本模式下操作的面向L2CAP连接的信道相同的可靠性级别发送数据，但没有打开面向L2CAP连接的信道所带来的额外延迟。LE L2CAP无连接信道不受支持。
BR / EDR L2CAP通道具有相关的QoS设置，该设置定义了数据帧传送的限制。这些QoS设置可用于指示（例如）数据是同步的，因此具有有限的生命周期，在此之后它变得无效，或者数据应该在给定的时间段内传送，或者数据是可靠的并且 应该交付没有错误，无论这需要多长时间。
一些L2CAP信道是建立ACL-U和/或LE-U逻辑链路时创建的固定信道。这些固定信道具有固定的信道标识符和固定的配置，并且不允许在创建配置后进行协商。这些固定信道用于BR / EDR和LE L2CAP信令（ACL-U或LE-U），无连接信道（ACL-U和ASB-U），AMP管理器协议（ACL-U），安全管理器协议（LE- U），属性协议（ACL-U或LE-U）和AMP测试管理器（ACL-U）。
L2CAP信道管理器负责安排在适当的基带逻辑链路上传输L2CAP信道数据帧，可能将其复用到具有类似特性的其他L2CAP信道的基带逻辑链路上。