3、Head Set 的建鏈
當藍牙音頻網關A G 接收到一個呼叫, 發起與HS 的鏈接時, 為使應用層語音通信可靠, 需要藍牙協議棧建立可靠的通信鏈路。根據藍牙協議棧運行, 從底層到高層的建鏈一般要經過以下幾個過程:
(1) 建立ACL 即基帶層的鏈接;
(2) 建立L 2CA P 層的鏈接;
(3) 進行SDP 的查詢過程;
(4) 建立RFCOMM 層的鏈路;
(5) RFCOMM 鏈路建好后, 將通過RFCOMM 信道傳輸Head Set 控制層的一些A T 命令;
(6) 建立SCO 鏈接;
(7) 根據應用層的動作執行藍牙HS 與A G 之間的音頻通信。
藍牙協議棧的建鏈過程具體討論如下。
3.1 建立ACL 即基帶層的鏈接
A G 接收到一個呼叫時, 首先建立與HS 之間的ACL鏈接, 此HS 與A G 之間需預先綁定, 或者把原來處于休眠狀態下的HS 喚醒。這是通過page 進程完成的, 在用page 進程建立ACL 時, 定義A G 是M aster 角色, 于是A G首先發起查詢, 通過查詢A G 獲得HS 的藍牙地址。然后A G 在應用層的驅動下向查詢到的HS 發起一個page 進程, 當接收到HS 返回的應答時, 這時A G 與HS 之間的
ACL 鏈接已經成功建立。
一旦ACL 鏈接建立, 他可以被用來傳送振鈴信號。振鈴信號的發送是通過A T 命令R IN G 來完成的。振鈴信號也可以在SCO 鏈路上發送。
3.2 建立L 2CA P 層的鏈接
ACL 鏈接好后, 接著建L 2CA P 鏈路。A G 首先在信令信道上發送一個鏈接請求信令, 要求建立信道標號為0x0040 的L 2CA P (0x0001~ 0x003F 是協議保留不可動態分配的, 0x0040~ 0xFFFF 可以自由分配) , 此信道的PSM (協議服務復用) 標志0001, 當對方返回鏈接響應信號, 表明0x0040 信道已經建好。然后對此信道進行配置,配置完信道后, 就可以利用此C ID 為0x0040 的L 2CA P 信道進行SDP 查詢了。
3.3 進行SDP 的查詢過程
利用C ID 為0x0040 的L 2CA P 信道進行SDP 的查詢過程, 首先是A G 在此L 2CA P 信道上發送一個SDP 查詢包, SDP 查詢包將查詢SDP 服務器端HS 是否具有所需要的服務。若查詢成功, 在ACL 鏈路上再建一條標號為0x0041 的L 2CA P 鏈路, 此信道的PSM 為0003, 用來傳輸RFCOMM 數據流的。同時斷開用作SDP 查詢的標號為0x0040 的L 2CA P 鏈路。
3.4 建立RFCOMM 層的鏈路
當C ID 為0x0041 的L 2CA P 信道建好之后, 接著就是RFCOMM 的建鏈過程, 如圖3 所示。首先建控制信道, 建鏈發起方A G 在信道上發送一個SABM 幀, 即要求建RFCOMM 層上的Channel0, 如果響應方HS 希望建立鏈接, 返回一個UA 幀, 表明已經建立好了Channel0 這條RFCOMM 信道。此信道為控制信道, 用來傳送攜帶控制消息和命令的U IH 幀。如果響應方HS 不希望建立鏈接,返回一個DM 幀。
其次建立數據信道, 先是對數據傳送信道的參數進行協商, 協商命令PN 參數包括對將要建立的信道Channel1的優先級, 最大幀長等, 當雙方協商好后建立傳輸數據的信道Channel1。
RFCOMM 層的數據信道建好后, 再對Head Set 控制層的控制命令進行傳輸。即在數據傳送信道Channel1 上利用U IH 幀傳送A T + CKPD= 200 等命令, 當接收到對方的響應OK 之后, 就可以開始建立SCO 鏈接。
3.5 建立SCO 鏈接
初始化時HC I 發一個WR ITE_ VO ICE_ SETT IN G命令, 對音頻狀態進行設置, 當接收到A G 的建立SCO 鏈接的請求時, 若HS 允許, 發送一個接收的HC I 命令, 在命令完成之后, 傳輸音頻信號的SCO 鏈路就建好了, 此時就可以進行語音通信。
4、應用層的狀態機設計
在協議棧的通信鏈路建立后, 可以進行應用層通信。應用層有一個主狀態機在運行, 如圖4 所示。根據用戶的動作以及A G 發送的命令, HS 應用進程將在各狀態之間跑動。
空閑狀態 HS 與A G 之間可能已經存在ACL 鏈接,但沒有RFCOMM 信道建立, 也沒有音頻信號的SCO 鏈路存在。當A G 響應內部事件或者用戶請求時, 便發起鏈接建立的請求, HS 接收到建立鏈接的請求時, HS 與A G開始建ACL , L 2CA P, RFCOMM 鏈路, 建好RFCOMM信道后, A G 發送一個或多個A T + R IN G 的振鈴指示命令, 通知HS 用戶有入呼的音頻鏈接到達。此時狀態將轉至來電振鈴狀態。
來電振鈴狀態 此時音頻網關A G 已經建立了與HS的ACL 與RFCOMM 信道, 并且HS 已經接收到振鈴信號, 這預示著音頻網關要求建立SCO 鏈接, 若用戶不對振鈴做出響應, 音頻網關將終止RFCOMM 信道, 狀態將重新回到空閑狀態, 若用戶按下HS 上的Bluetoo th 鍵, 則表示用戶接受入呼音頻鏈接的請求, 這時HS 將發送A T 控制命令A T+ CKPD 給A G, 這時兩者之間將建立SCO 鏈
接, 狀態將轉至鏈接狀態。
呼叫狀態 當HS 用戶按下HS 上的Bluetoo th 鍵, 用戶發出呼叫音頻網關的請求, 這時HS 將先建立ACL 鏈接, 再對音頻網關進行SDP 查詢。若SDP 查詢成功, HS打開與A G 鏈接的RFCOMM 信道, 并且發送A T 命令+CKPD 要求建立SCO 的音頻鏈接。當SCO 鏈接建立時, 狀態將轉移到連接狀態, 若SCO 鏈接建立失敗, 狀態將轉到空閑狀態。
鏈接狀態 鏈接狀態下, ACL , L 2CA P, RFCOMM都已經建立, 而且已經執行了SDP 查詢, 音頻通話就緒。若用戶對HS 講話, 語音將通過SCO 鏈路傳送至A G, 并通過A G 將語音傳到遠端。
鏈接斷開狀態 鏈接斷開可以通過HS 上的Bluetoo th 鍵完成, 也可以通過A G 的內部事件或用戶干預觸發產生。無論那一種原因引起, 實質上都是A G 鏈路釋放的結果。如果HS 發出了斷開鏈接的請求, 并且發送一個A T 命令+ CKPD 到音頻網關要求音頻網關斷開鏈接, 于是音頻網關斷開SCO 鏈接和RFCOMM 信道。當RFCOMM 斷開時, 狀態將轉換到空閑狀態。而ACL 鏈接有可能處于斷開狀態也有可能處于鏈接狀態。
5、Head Set 的實現方案
以摩托羅拉藍牙解決方案為例, 摩托羅拉在先進射頻技術方面很有經驗。摩托羅拉藍牙解決方案可利用UART, RS 232, U SB 或SP I 連接主處理器, 而主處理器可通過這些接口處理藍牙協議上的堆棧及主控制器的接口等功能; 而這個藍牙解決方案則負責執行下堆棧(主控制器接口, 鏈路管理程序協議, 基帶及射頻) 其余的功能。并采用摩托羅拉的MCORETM 32 位精簡指令集運算
(S ISC) 處理器內核, 內含一個高度靈活的外圍設備集, 適用于多種不同的嵌入式藍牙應用方案。圖5 為一個采用摩托羅拉解決方案用于蜂窩式電話的例子。通用異步收發器是連接蜂窩式電話基帶處理器與摩托羅拉解決方案的接口, 而SS I 則為語音通訊提供支持。
近年來移動通信、便攜式計算機以及因特網的迅速發展, 使人們對電話通信以外的各種數據信息傳遞的需求日益增長。“藍牙”技術把各種便攜式電腦與蜂窩移動電話用無線電路連接起來, 使計算機與通信更加密切結合起來,使人們能隨時隨地進行數據信息的交換與傳輸。
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