蓝牙学习笔记

本文深入讲解蓝牙技术，涵盖BR/EDR、LE及AMP三种模式，解析蓝牙协议栈的四层架构，详细介绍物理层、链路层、L2CAP及应用层功能。探讨蓝牙核心框架，包括GAP、GATT、ATT协议，以及连接流程、广播机制和角色转换。

前言

蓝牙技术其实包括BR/EDR、LE以及AMP三种。其中BR是传统的蓝牙技术，也是我们最常用的一种。LE是低功耗模式，是目前流行的模式。三种模式RF都使用2.4GHz ISM(Industrial Scientific Medical) 频段，频率范围是2.400-2.4835 GHz。

BR/EDR（Basic Rate/Enhanced Data Rate）

BRE，传统蓝牙技术。理论速度1Mbps。EDR，理论速度2.1Mbps。BRE采用1M带宽，79个channel，数据传输采用跳频技术（hopping），跳频数目不能少于20个。BRE用于与数据量比较大的传输，如语音。

BR/EDR技术，过于侧重“点对点”通信，以至于虽然在协议的底层（如Logical Link）有提及多播（Unidirectional）和广播（Broadcast）的概念，但在上层的应用场景中，几乎不存在相应的应用。

BLE（Low Energy）

BLE，低功耗蓝牙，应用于实时性要求较高但传输速率较低的产品，如遥控、耳机。

  随着物联网的发展，业界对简单的、不需要连接的多播或广播通信的需求越来越迫切，因此BLE技术在RF和Baseband的协议中，就做出了修改，以适应这种需求，即：使用2M带宽，原有的79个channel减少为40个，并保留了不少于3个的固定channel，用于广播通信，在剩下的37个data channel上跳频。

AMP（Alternate MAC and PHY layer extension）

AMP Bluetooth 在蓝牙3.0引入。基于BR/EDR的controller，在完成通常的点对点连接之后，将后续的数据通信，转移至AMP controller上，借助WiFi的802.11a的物理层实现54Mbps的传输速率。

单模和双模

单模蓝牙设备被称为Bluetooth Smart设备，仅仅支持BLE。

双模蓝牙设备被称为Bluetooth Smart Ready设备，同时支持BRE和BLE。