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第一部分 综述2

第1章 什么是低功耗蓝牙技术2

1.1 设备类型4

1.2 设计目标5

1.3 术语6

第2章 基本概念8

2.1 纽扣电池8

2.2 时间即能量9

2.3 昂贵的内存10

2.4 非对称设计10

2.5 为成功而设计11

2.6 凡事皆有状态12

2.7 客户端-服务器架构12

2.8 模块化架构13

2.9 十亿只是个小数目14

2.10 无连接模型14

2.11 范式14

2.11.1 客户端-服务器架构14

2.11.2 面向服务的架构15

第3章 低功耗蓝牙的体系结构19

3.1 控制器20

3.1.1 物理层20

3.1.2 直接测试模式20

3.1.3 链路层21

3.1.4 主机／控制器接口22

3.2 主机22

3.2.1 逻辑链路控制和适配协议22

3.2.2 安全管理器协议23

3.2.3 属性协议23

3.2.4 通用属性规范24

3.2.5 通用访问规范25

3.3 应用层25

3.3.1 特性26

3.3.2 服务26

3.3.3 规范26

3.4 协议栈划分27

3.4.1 单芯片解决方案27

3.4.2 双芯片解决方案28

3.4.3 三芯片解决方案28

第4章 新的使用模型30

4.1 存在检测30

4.2 广播数据31

4.3 无连接模式31

4.4 网关32

第二部分 控制器36

第5章 物理层36

5.1 背景36

5.2 模拟调制36

5.3 数字调制38

5.4 频段39

5.5 调制40

5.6 射频信道41

5.7 发射功率41

5.8 容限42

5.9 接收机灵敏度42

5.10 通信距离42

第6章 直接测试模式45

6.1 背景45

6.2 收发机测试46

6.2.1 测试报文格式46

6.2.2 发射机测试47

6.2.3 接收机测试47

6.3 硬件接口48

6.3.1 串口48

6.3.2 命令与事件48

6.4 使用HCI的直接测试模式50

第7章 链路层51

7.1 链路层状态机51

7.1.1 就绪态52

7.1.2 广播态53

7.1.3 扫描态53

7.1.4 发起态54

7.1.5 连接态55

7.1.6 多状态机55

7.2 报文57

7.2.1 广播与数据报文57

7.2.2 白化57

7.3 报文结构59

7.3.1 比特序与字节60

7.3.2 前导60

7.3.3 接入地址60

7.3.4 报头61

7.3.5 长度61

7.3.6 争荷63

7.3.7 循环冗余校验63

7.4 信道63

7.4.1 跳频66

7.4.2 自适应跳频66

7.5 设备发现68

7.5.1 通用广播69

7.5.2 定向广播69

7.5.3 不可连接广播70

7.5.4 可发现广播70

7.6 广播70

7.7 建立连接71

7.7.1 接入地址72

7.7.2 CRC初始化72

7.7.3 发送窗口72

7.7.4 连接事件73

7.7.5 信道图74

7.7.6 睡眠时钟精度74

7.8 发送数据74

7.8.1 数据报头75

7.8.2 逻辑链路标识符75

7.8.3 序列号76

7.8.4 确认76

7.8.5 更多数据77

7.8.6 使用序列号和更多数据的例子77

7.9 加密79

7.9.1 AES79

7.9.2 加密净荷数据80

7.9.3 消息完整性校验81

7.10 管理连接82

7.10.1 连接参数更新83

7.10.2 自适应跳频84

7.10.3 启动加密85

7.10.4 重启加密87

7.10.5 版本交换87

7.10.6 功能交换89

7.10.7 终止连接90

7.11 鲁棒性90

7.11.1 自适应跳频90

7.11.2 强CRC92

7.12 为低功耗优化93

7.12.1 短报文93

7.12.2 高比特率94

7.12.3 低开销95

7.12.4 确认机制96

7.12.5 单信道连接事件96

7.12.6 亚速率连接事件97

7.12.7 离线加密98

第8章 主机／控制器接口99

8.1 介绍99

8.2 物理接口99

8.2.1 UART99

8.2.2 3线UART100

8.2.3 USB101

8.2.4 SDIO102

8.3 逻辑接口102

8.3.1 HCI信道102

8.3.2 命令数据包102

8.3.3 事件数据包103

8.3.4 数据包104

8.3.5 命令流控105

8.3.6 数据流控106

8.4 控制器的配置106

8.4.1 重置控制器为已知状态106

8.4.2 读取设备地址107

8.4.3 设置事件掩码107

8.4.4 读取缓冲区大小108

8.4.5 读取控制器支持的功能109

8.4.6 读取控制器支持的状态109

8.4.7 随机数110

8.4.8 加密数据110

8.4.9 设置随机地址111

8.4.10 白名单112

8.5 广播和观察112

8.5.1 广播112

8.5.2 被动扫描114

8.5.3 主动扫描115

8.6 发起连接116

8.6.1 与白名单设备发起连接116

8.6.2 与单一设备发起连接118

8.6.3 取消连接请求118

8.7 连接管理119

8.7.1 更新连接119

8.7.2 更新信道映射图120

8.7.3 交换功能列表121

8.7.4 交换版本信息121

8.7.5 加密连接122

8.7.6 重启加密123

8.7.7 终止连接125

第三部分 主机128

第9章 逻辑链路控制和适配协议128

9.1 背景128

9.2 L2CAP信道130

9.3 L2CAP数据包结构130

9.4 低功耗信令信道131

9.4.1 命令拒绝132

9.4.2 连接参数更新请求和响应132

第10章 属性135

10.1 背景135

10.1.1 精简协议136

10.1.2 无所不在的数据136

10.1.3 数据与状态137

10.1.4 几种常见的状态137

10.1.5 状态机138

10.1.6 服务和规范139

10.2 属性142

10.2.1 属性概述143

10.2.2 属性句柄143

10.2.3 属性类型143

10.2.4 属性值144

10.2.5 数据库、服务器和客户端145

10.2.6 属性许可145

10.2.7 接入属性147

10.2.8 原子操作和事务148

10.3 分组149

10.4 服务150

10.4.1 扩展服务151

10.4.2 其他服务的重用153

10.4.3 结合服务153

10.4.4 首要还是次要154

10.4.5 即插即用的客户端应用156

10.4.6 服务声明157

10.4.7 包含服务158

10.5 特性159

10.5.1 特性声明159

10.5.2 特性数值161

10.5.3 描述符161

10.6 属性协议164

10.6.1 协议消息165

10.6.2 交换MTU请求165

10.6.3 查找信息请求166

10.6.4 按类型值查找请求167

10.6.5 按类型读取请求168

10.6.6 读取请求168

10.6.7 大对象读取请求168

10.6.8 多重读取请求169

10.6.9 按组类型读取请求169

10.6.10 写入请求169

10.6.11 写入命令169

10.6.12 签名写入命令169

10.6.13 准备写入请求与执行写入请求170

10.6.14 句柄值通知171

10.6.15 句柄值指示171

10.6.16 错误响应171

10.7 通用属性规范173

10.7.1 发现规程174

10.7.2 发现服务174

10.7.3 特性发现175

10.7.4 客户端发起规程176

10.7.5 服务器发起规程178

10.7.6 属性协议数据单元（ATTPDU）到GATT规程的映射178

第11章 安全180

11.1 安全概念180

11.1.1 认证180

11.1.2 授权181

11.1.3 完整性181

11.1.4 机密性182

11.1.5 隐私182

11.1.6 加密引擎182

11.1.7 共享机密182

11.2 配对和绑定185

11.2.1 配对185

11.2.2 配对信息交换185

11.2.3 认证186

11.2.4 密钥分配187

11.2.5 绑定188

11.3 数据签名188

第12章 通用访问规范189

12.1 背景189

12.1.1 初次发现190

12.1.2 建立初始连接191

12.1.3 服务特性191

12.1.4 长期关系192

12.1.5 重连192

12.1.6 私有地址193

12.2 GAP角色193

12.3 模式和规程194

12.3.1 广播模式和观察规程195

12.3.2 可发现性195

12.3.3 可连接性197

12.3.4 绑定199

12.4 安全模式200

12.5 广播数据201

12.5.1 标识202

12.5.2 服务202

12.5.3 本地名称203

12.5.4 发射功率等级203

12.5.5 从设备连接间隔范围203

12.5.6 服务请求203

12.5.7 服务数据203

12.5.8 制造商指定数据203

12.6 GAP服务204

12.6.1 设备名特性204

12.6.2 外观特性204

12.6.3 外围设备隐私标识204

12.6.4 重连地址205

12.6.5 外围设备首选连接参数205

第四部分 应用208

第13章 中央设备208

13.1 背景208

13.2 发现设备208

13.3 连接设备209

13.4 这个设备能做什么210

13.5 通用客户端211

13.6 与服务交互211

13.6.1 可读特性212

13.6.2 控制点212

13.6.3 状态机213

13.6.4 通知和指示214

13.7 绑定214

13.8 变更服务215

13.9 实现规范216

13.9.1 定义规范216

13.9.2 查找服务217

13.9.3 查找特性217

13.9.4 使用特性217

13.9.5 规范安全217

第14章 外围设备219

14.1 背景219

14.2 仅广播219

14.3 可发现220

14.4 可连接220

14.5 公开服务221

14.6 特性221

14.7 安全事项222

14.8 为低功耗优化222

14.8.1 可发现广播224

14.8.2 绑定224

14.8.3 可连接广播224

14.8.4 定向广播225

14.8.5 已连接225

14.8.6 保持连接还是断开226

14.9 优化属性227

第15章 测试和质量鉴定229

15.1 启动项目229

15.2 选择功能231

15.3 一致性检查232

15.4 生成测试计划232

15.5 建立合规文件夹232

15.6 鉴定测试233

15.7 鉴定设计234

15.8 合规声明234

15.9 产品名录234

15.10 结合组件235