BLE基本简介
2026-08-26 17:45:27
BLE基本简介
BLE，全称Bluetooth Low Energy，也称之为低功耗蓝牙，是蓝牙技术中的一种。与经典蓝牙（Classic Bluetooth）相比，低功耗蓝牙虽然工作原理相似，但拥有独特的架构体系，因此被独立出来成为一种蓝牙形态。两者使用相同的2.4G无线电频率，可以共享同一个天线，组成双模蓝牙。
一、BLE频段与信道
BLE将传统蓝牙的79个信道分为40个，带宽由1MHz变为2MHz。其中，37、38、39作为主广播信道，其余的信道既可以作为数据信道，也可以作为备用广播信道。BLE的信道频率范围在2402MHz至2480MHz之间。
二、BLE芯片的组成
BLE芯片由软硬件共同构成。软件部分主要是协议栈，而硬件部分则包括蓝牙基带（Baseband）、调制解调部分（Modem）以及无线接收部分（RF）。
三、BLE协议栈
BLE的协议栈主要由三部分组成：Controller、Host和profiles。其中，硬件部分如蓝牙基带、RF等都在Controller中实现，而软件部分则主要通过Host来控制。软硬件通过HCL（Host Controller Interface）来进行交互。设计BLE芯片时，需要同时设计其Controller和Host，且所有设计都要遵循蓝牙协议规范。
四、协议栈各层功能
物理层（Physical Layer，PHY）：
指定BLE所用的无线频段、调制解调方式和方法。
屏蔽干扰信号，确保数据链路层正常运作。
链路层（Link Layer，LL）：
负责蓝牙数据传输的核心任务，包括频道选择、空中数据识别、数据的比特流处理等。
控制各种状态，如就绪态、扫描态、广播态、发起态和连接态等。
主机控制接口层（Host Controller Interface，HCI）：
主机和控制器的接口，用于主机向控制器发送命令数据包来执行命令或接收控制器的反馈。
包括逻辑接口（数据包）和物理接口（如UART、USB等）。
属性协议层（Attribute protocol，ATT）：
GATT和GAP的基础，用于定义用户命令及命令操作的数据。
使用attribute概念，每条数据或操作都可以视为一个attribute。
通用访问配置文件层（Generic access profile，GAP）：
控制设备连接和广播，使设备被其他设备可见，并决定设备间的通讯方式。
有4种不同类型的广播：通用、定向、不可连接和可发现。
通用属性配置文件层（Generic Attribute profile，GATT）：
规范attribute中的数据内容，并对attribute进行分类管理。
设备建立连接后，GATT开始起作用，是GATT和GAP之间的桥梁。
逻辑链路控制及自适应协议层（Logical Link Control and Adaptation Protocol，L2CAP）：
在BLE中主要负责协议复用的功能。
区分加密通道和普通通道，但不是BLE中的主要模块。
安全管理层（Security Manager，SM）：
保证数据安全的加密模块，负责密钥的处理和管理。
综上所述，BLE作为一种低功耗蓝牙技术，在频段与信道、芯片组成以及协议栈等方面都有其独特之处。通过深入了解BLE的协议栈及其各层功能，可以更好地理解和应用这一技术。
热门标签
