蓝牙协议分析（一）_基本概念
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自1994年爱立信推出以来，蓝牙技术已经走过了20个年头。从最初的蓝牙V1.0到蓝牙V4.0，经历了近9次修订，发展到现在的状态。说实话，如今的蓝牙4.1简直就是一个大杂烩：BR/EDR沿用了旧的蓝牙规范； LE抄袭802.15.4； AMP 直接使用 802.11。这一切的目的就是基于兼容性和易用性，在功耗和传输速率之间进行撕裂。Wowo认为这不是一个优雅的设计。它主要基于蓝牙4.1规范，描述了蓝牙技术的基本概念。蓝牙协议包括基本速率和低功耗两种技术。这也是wowo抱怨蓝牙协议不够优雅的原因之一。2）蓝牙协议规定了两个层次的协议，即蓝牙核心层和蓝牙应用层。
1 简介
自1994年爱立信推出以来，蓝牙技术已经走过了20个年头。 从最初的蓝牙V1.0到蓝牙V4.0（最新的是V4.1，2013年底发布），经历了近9次修订，发展到现在的状态。
说实话，如今的蓝牙4.1简直就是一个大杂烩：BR/EDR沿用了旧的蓝牙规范； LE抄袭802.15.4； AMP 直接使用 802.11。 这一切的目的就是基于兼容性和易用性，在功耗和传输速率之间进行撕裂。 Wowo认为这不是一个优雅的设计。
不过没关系，只要存在就是合理的。 因此，窝窝特意创设了这样一个专题，希望能够对蓝牙技术的上下知识进行梳理，这样在加深对蓝牙技术理解的同时，也能给从事蓝牙相关的读者一些启发。工作。
本文是该主题的第一篇文章。 它主要基于蓝牙4.1规范（Core_V4.1.pdf），描述了蓝牙技术的基本概念。
2. 蓝牙技术概述 2.1 两种蓝牙技术：基本速率（BR）和低功耗（LE）
蓝牙协议包括基本速率（Basic Rate，简称BR）和低功耗（Low Energy，简称LE）两种技术。 这两种技术都包含发现管理和连接管理等机制，但它们不能互操作！ 这也是wowo抱怨蓝牙协议不够优雅的原因之一。
制造商要么实现这两种技术中的一种，然后只能与也实现该技术的设备进行互操作，而不能与实现另一种技术的设备进行互操作。 如果厂商想要保证自己能和所有蓝牙设备互操作，就只能同时实现这两种技术，而不管是否真的需要，这样遇到什么就说什么！
2.1.1 基本费率(BR)
基本速率是一种真正的蓝牙技术，可以包括可选的 EDR（增强数据速率）技术，以及备用 MAC（媒体访问控制）层和 PHY 层扩展 (AMP)。 说起来很拗口，但是通过其背后的应用场景就很容易理解了：
蓝牙诞生时，采用的是BR技术。 此时蓝牙的理论传输速率只能达到721.2Kbps。 在那个时代，56Kbps Modem已经非常先进了，这个速度可以说是惊人的！ 但技术变化如此之快，BR 技术转眼间就过时了。 那我们该怎么办呢？ 经过一些拼凑和速度增强后，出现了增强数据速率。
使用带有EDR技术的蓝牙，理论速率可以达到2.1Mbps。 这次升级相当优雅，因为硬件架构、软件架构和使用方式都没有变化。
也许你已经猜到 EDR 又过时了。 看看别人的WIFI（WLAN），几十Mbps，几百Mbps，我们的才2.1Mbps，太寒酸了！ 那我们该怎么办呢？ 蓝牙组织有一个坏主意：嘿，WIFI！ 把你的物理层和MAC层借给我吧！ 这就是 AMP（备用 MAC 和 PHY 层扩展）。 艾玛，终于松了一口气，我们可以达到54Mbps了。
但由于蓝牙本身物理层与AMP技术的明显差异，这种扩展只能交替使用（Alternate），也就是说有我（BR/EDR）没有你（AMP）。 嗯！ 不优雅！
这里有一个问题：它们只能互换使用，那么它们如何切换呢？ 窝窝将在后续内容中结合主流蓝牙芯片的解决方案来讨论这个问题。
【注1：细心的读者可能会注意到，这里特别强调了“可选”和“替代”这两个词，它们是Bluetooth Spec.1的原文。 意味着BR和EDR可以同时存在，但是BR/EDR和AMP只能选其一。 】
2.1.2 低能量（LE）
上面提到的BR技术的演进路线就是传输速率加快、加快、加快。 但能量是守恒的。 如果想要传输得更快，代价就是消耗更多的能量。 有很多应用场景并不关心传输速率，但非常关心功耗。 这就是蓝牙LE（称为Bluetooth Low Energy）的背景。
LE技术与BR技术有很大不同，或者可以说它们是两种不同的技术，两者都恰好以“蓝牙”为前缀。 我们稍后会详细解释这种差异以及 LE 的行为特征。
2.2 蓝牙系统的组成
蓝牙系统的组成涉及蓝牙应用、蓝牙核心、蓝牙主机、蓝牙控制器等词汇。 不知道是因为英文理解的含糊还是蓝牙规范本身的定义含糊。 哇哇理解这些术语的时候感觉有点别扭。 因此，本章对相关概念及其背后的含义进行解释。
上图描述了蓝牙系统的组成。 我们需要注意以下几个特点：
1）图中描述的蓝牙系统的组件，如Bluetooth Core和Bluetooth Application，如Host和Controller，均指“逻辑实体”。 所谓“逻辑实体”需要与日常生活中的“物理实体”区分开来。 例如，在进行电路设计时，蓝牙芯片和主控CPU是指物理实体。 蓝牙协议描述的这些“逻辑实体”不一定与物理实体一一对应。 例如，在实际应用中，Host和Bluetooth Application可能位于同一个物理实体（主控CPU）中，而Controller则位于不同的位置。 在另一个物理实体（蓝牙芯片）中。
2）蓝牙协议规定了两个层次的协议，即蓝牙核心层和蓝牙应用层。 蓝牙核心协议侧重于蓝牙核心技术的描述和规范。 它只提供基本的机制，并不关心如何使用这些机制。 蓝牙应用层协议是在蓝牙核心协议的基础上，根据具体的应用需求而制定的。 定义各种策略，例如FTP、文件传输、LAN等。
3）蓝牙Core由两部分组成，Host和Controller。 这两部分在不同的蓝牙技术（BR/EDR、AMP、LE）中扮演的角色略有不同，但它们的总体功能是相同的。 Controller负责定义RF、Baseband等部分硬件规范，并在此之上抽象出用于通信的逻辑链路（Logical Link）； Host负责基于逻辑链路进行更友好的封装，从而屏蔽掉蓝牙技术的细节，使蓝牙应用程序使用起来更加方便。
4) 一个系统中，只有一台Host，但可以有一个或多个Controller。 例如：单独的 LE 控制器； 一个单独的 BR/EDR 控制器； 一个单独的 LE+BR/EDR 控制器； 基于单独的 BR/EDR 控制器或 LE+BR/EDR 控制器添加一个或多个附加 AMP 控制器。
【注2：蓝牙Core的详细介绍将在下一篇文章中介绍。 本文不会深入介绍。 】
3. BR/EDR vs LE vs AMP
我们先通过下图来更好地了解一下BR/EDR、AMP和BLE这三种技术（点此查看放大原图）：
这张图是蓝牙核心的概述。 从RF的Physical Channel到Baseband的Physical Link、Logical Link、LMP、L2CAP等概念都有一些粗略的介绍。 从这张图可以看出，BR/EDR、AMP、BLE等技术有以下特点：
1）BR/EDR技术过于注重“点对点”的通信，以至于虽然在协议底层（如Logical Link）提到了组播（Unidirective）和广播（Broadcast）的概念，在上层应用场景中，几乎没有（也不可能）对应的应用。
2）然而，随着物联网的发展，业界对不需要连接的简单组播或广播通信的需求越来越迫切。 因此，BLE技术在RF和基带协议中进行了修改以适应这一点。 这一要求是修改原有79个频道的跳频方式，将频道数量减少到40个，并保留不少于3个固定频道用于广播通信。 仅在剩余 37 个数据通道上跳频。
3）由于这一变化，原来的搜索/连接/配对的概念在BLE上不再存在，而被Advertisor和Initiator等概念所取代。 但在后续的数据通信层面，我们尽量保持一致。
4）对于AMP来说，它是基于BR/EDR的控制器。 完成通常的点对点连接后，两个蓝牙设备讨论是否需要将后续数据通信转移到AMP控制器。 这就是蓝牙3.0中引入的AMP技术。
暂时我们通过这篇文章对蓝牙技术做一个感性的认识。 在后续的文章中，我们将根据各个层面的协议逐步展开和推进，力争把蓝牙技术分析透彻。
1、单机测试。 将外接网线插入电脑主机网卡，观察网口灯是否闪烁，打开网络和共享中心，新建宽带连接，输入宽带账号和宽带密码即可拨号上网。 如果连接失败，将显示错误代码。 （您可以向您的宽带运营商咨询如何上网，也可以向他们询问您的宽带账号和宽带密码）
2. 网口联系。 大部分发生在Win7/8/10系统中。 有些电脑网卡网口需要打开才能插入网线，可能会造成接触不良。 解决办法是轻轻拉动水晶头的金属弹片，看能否解决。
3.本地连接。 本地IPv4/IPv6不设置自动获取状态。 打开本地连接属性-IPv4/IPv6设置自动获取状态。
4.线路问题。 意思是如果运营商的线路输入出现问题，比如线路损坏或者设备问题，可以选择报修。
2、为什么路由器已连接但无法上网？
路由器连接成功，但网络无法使用。 这通常是由多种情况引起的。 一是路由器没有设置宽带账号或者网线连接不正确。 另外就是宽带出现故障。
1、如果接线安装错误，重新安装即可。 您可以参考下面的方法进行接线。
2、如果路由器没有设置连接的宽带账号，可以直接登录路由器后台进行设置。 您可以直接使用手机进行设置。 手机连接无线网络后，打开浏览器，输入路由器的登录地址和密码即可登录路由器后台。
3、然后进入宽带设置界面，填写您的宽带账号和密码即可连接，如图：
4、如果设置宽带账号和密码后路由器仍然无法使用网络，请检查您的宽带调制解调器与路由器之间的网线是否正常。 如果正常，请检查您的宽带调制解调器的指示灯是否正常。 如果pon或los闪烁，则表示宽带出现故障，需要直接致电运营商客服报告问题。 故障报告成功后48小时内工作人员上门维修。
3、为什么连接网线后无线路由器无法使用？
路由器连接调制解调器后，需要设置路由器网络。 如果调制解调器的网线连接到路由器的WLAN端口，则路由器需要设置网络连接方式； 如果调制解调器的网线连接到路由器的LAN口，则路由器需要关闭DHCP功能。
工具：
无线路由器
电脑
无线路由器设置步骤：
1、在浏览器中输入无线路由器登录地址，登录路由器后台管理登录页面；
2、输入管理员密码，进入路由器管理页面；
3、选择“路由设置”，点击进入；
4、选择左侧“无线设置”，点击进入；
5、打开无线功能，然后设置无线名称和密码；
6. 点击“保存”
7、点击左侧选择“DHCP服务器”；
8、选择“关闭”，关闭路由器的DHCP服务功能，即可成功连接网络。
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