蓝牙（Bluetooth，有时也简称BT）无线技术旨在取代连接便携设备和/或固定电子设备的缆线，是在两个设备间进行无线短距离通讯的最简单、最便捷的方法。在蓝牙特别兴趣小组（Bluetooth Special Interest Group，简称BT SIG）的推进下，BT无线技术已经成为两个设备间进行无线短距离通讯的最简单、最便捷的方法。

由于采用“配置文件”这一独特概念，BT产品不再需要安装驱动程序软件，广泛应用于世界各地，可以无线连接手机、便携式计算机、汽车、立体声耳机、MP3播放器等多种设备。

1、工作原理

BT无线技术的主要特点在于功能强大、耗电量低、成本低廉。核心规格的许多功能均为可选功能，以实现产品多样性。

BT核心系统包括射频收发器、基带及协议堆栈。该系统可以提供设备连接服务，并支持在这些设备之间交换各种类别的数据。

BT射频（物理层）在无需申请许可证的2.4GHz ISM波段运行。系统采用了跳频收发器来防止干扰和衰落，并提供多个FHSS（跳频扩频）载波。射频操作采用了成形的二进制频率调制，降低了收发器复杂性。符号率为1Msps，支持1Mbps的比特率；对于增强的数据率，可支持2或3Mbps的总空气比特率。这些模式分别称为“基本速率”和“增强数据率”。

在一般操作情况下，同步至共享时钟及跳频图的一组设备将共享一个物理无线电信道。提供同步基准的设备称为主设备。所有其它设备称为从设备。以此方式同步的一组设备形成了一个微微网(piconet)。这就是BT无线技术通讯的基本形式。

物理信道被复分为称作时隙的时间单位。数据以时隙中数据包的形式在启用BT的设备之间传送。如果条件允许，可以将多个连续时隙分配给一个数据包。跳频发生在传输或接收数据包时。BT技术通过使用时分双工(TDD)方案提供全双工传输效果。

物理信道上方有一个链路、信道及相关控制协议层。物理信道以上的信道及链路层级为物理信道、物理链路、逻辑传输、逻辑链路及L2CAP信道。

在物理信道内，任意两个传输设备之间可以形成物理链路，并且可双向传输数据包。在微微网物理信道中，对哪些设备可以形成物理链路有一些限制。每个从设备和主设备间有一个物理链路。微微网中的从设备之间不会直接形成物理链路。

物理链路可作为一个或多个逻辑链路的传输层，支持单播同步、异步和等时通讯量及广播通讯量。逻辑链路上的通讯量可通过占有资源管理器中的调度功能分配的时隙分化到物理链路上。

除用户数据外，逻辑链路还负载了基带和物理层的控制协议。即链路管理协议(LMP)。微微网中的活动设备具有默认的面向异步连接的逻辑传输，用于传输LMP协议信令。由于历史原因，这被称作为ACL逻辑传输。每次有设备加入微微网时都会创建默认的ACL逻辑传输。可在需要时创建附加逻辑传输以传输同步数据流。

链路管理功能采用LMP控制微微网中的设备的操作，并提供服务来管理架构中的较低层（无线电层和基带层）。LMP协议只可以负载在默认的ACL逻辑传输及默认的广播逻辑传输上。

在基带层以上，L2CAP层为应用和服务提供了基于信道的提取。它可以执行应用数据的分割和重组，并通过一个共享逻辑链路执行多个信道的复用或解复用。L2CAP有一个协议控制信道，负载于默认的ACL逻辑传输中。提交至L2CAP协议的应用数据可以负载于支持L2CAP协议的任意逻辑链路上。

2、核心系统架构
 
BT核心系统覆盖4个最低层及其关联协议，以及一个通用服务层协议——服务发现协议(SDP)，所有的配置文件要求则由通用访问配置文件(GAP)指定。完整的BT应用要求多项附加服务和较高层协议，这些在BT规格中定义。

最低的3层有时被归为一个子系统，称为BT控制器。这是一种常见的实施方式，在BT控制器和BT系统其余部分（包括L2CAP、服务层以及被称为BT主机的较高层）之间有标准的物理通讯接口。虽然此接口是可选的，但架构的设计使它自有存在的意义和特性。BT规格通过定义对等层之间交换的协议消息，实现在启用BT的独立系统之间的互操作性，并通过定义BT控制器和BT主机之间的常用接口，实现在独立BT子系统之间的互操作性。

BT核心系统协议包括射频(RF)协议、链路控制(LC)协议、链路管理器(LM)协议和逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)，BT规格后续部分对所有这些协议进行了完整的定义。另外，服务发现协议(SDP)是所有BT应用必备的服务层协议。

BT核心系统通过多个服务接入点提供服务。这些服务由控制BT核心系统的基础服务原语组成。服务可分为3种类型，即用于修改BT设备行为和模式的设备控制服务，用于创建、修改和释放通讯载体（信道和链路）的传输控制服务，以及通过通讯载体提交传输数据的数据服务。通常前两项服务被视为控制平面(C-plane)类，最后一项则属于用户平面(U-plane)类。

至BT控制器子系统的服务接口的定义将BT控制器视为标准组成部分。在这种配置中，BT控制器操作最低的三层，而L2CAP层与其它BT应用则包含在主机系统中。这一标准接口被称为主机到控制器接口(HCI)。可选择是否实施此标准服务接口。

基带层提供BT技术的基础ARQ协议。L2CAP层可选择性地提供深入错误检测和指向 L2CAP PDU的重新传输。对于要求尽量避免用户数据中存在未检测到的错误的应用，建议使用此功能。L2CAP的另一可选功能是基于视窗的流控制功能，该功能可用于管理接收设备中的缓冲区分配。这两项可选功能都将提高QoS在特定应用中的性能。

尽管对于在一个系统中组合各层的嵌入式BT技术实施来说，这些假设并不是必备条件，但一般架构和QoS模型都是基于这些假设定义的，并以之作为实际的最低通用标准。

3、配置文件

为了使用BT无线技术，设备必须能够翻译特定BT配置文件。配置文件定义了可能的应用。BT配置文件表达了一般行为，BT设备可以通过这些行为与其它设备进行通讯。BT技术定义了广泛的配置文件，描述了许多不同类型的使用案例。按照BT规格中提供的指导，开发商可以创建应用程序以与其它符合BT规格的设备协同工作。
 
（1）高级音频分发配置文件(A2DP)
A2DP描述了立体声质量音频如何从媒体源流化传送至汇点。配置文件定义了音频源和汇点两个角色。典型的使用如“随身听”类的媒体播放器。音频源可以是音乐播放器，音频汇点则是无线耳机。A2DP定义了可在ACL信道上实现单声道或立体声高质量音频内容分发的协议和程序。

（2）音频/视频控制传输协议(AVCTP)
AVCTP描述了交换消息以控制A/V设备的传输机制。
 
（3）音频/视频分发传输协议(AVDTP)
AVDTP定义了A/V流协商、建立及传输步骤。

（4）音频/视频远程控制配置文件(AVRCP)
AVRCP提供标准接口以控制TV、Hi-Fi设备或其它设备，从而允许通过一个遥控器（或其它设备）来控制用户可以接入的所有A/V设备。它可以与A2DP或VDP配合使用，并定义了如何控制流媒体的特征。

（5）基本成像配置文件(BIP) 
BIP定义了如何远程控制成像设备，成像设备如何打印，及成像设备如何将图像传输至存储设备。BIP还包括了实现及转换图像以使其适合于接收设备的功能。典型的应用如使用手机控制数码相机的快门操作。

（6）基本打印配置文件(BPP)
BPP允许设备以打印作业的形式向打印机发送文本、电子邮件、vCard、图像或其它项目。它与HCRP的区别在于它不需要因打印机而异的驱动程序。这使它更适合于嵌入式设备，如手机和数码相机。
 
（7）BNEP
BNEP用于通过BT介质，如IPv4和IPv6，传输通用联网协议。数据包格式依据于IEEE 802.3（直接在L2CAP上运行）定义的EthernetII/DIX帧。BNEP供个人局域网配置文件(PAN)使用。

（8）通用ISDN接入配置文件(CIP)
CIP定义了ISDN信令如何通过BT无线连接传输。CIP提供了不受限制接入ISDN提供的服务、数据及信令的能力。

（9）无绳电话配置文件(CTP)
CTP定义了如何通过BT无线链路实施无绳电话。此配置文件可用于专用无绳电话或邻近实施 CTP的基站而用作无绳电话的手机。预期情形为：当在家中时，手机可以使用连接至陆线的BT CTP网关，而在超出范围时则使用手机网络。CTP是BT技术的“三合一电话”应用的核心内容。
 
（10）拨号网络配置文件(DUN)
DUN提供了通过BT技术接入Internet和其它拨号服务的标准。最常见的情况是在手机上拨号，从膝上型计算机以无线方式接入Internet。它基于SPP，与现有的有线串行协议在相同任务上具有多种通用的功能，可以实现现有产品的相对容易的转换。这些包括ETSI 07.07和PPP中指定的AT命令集。

（11）扩展服务发现配置文件(ESDP)
ESDP定义了通用即插即用设备如何通过BT无线技术连接运行。

（12）传真配置文件(FAX)
FAX配置文件定义了终端设备如何使用FAX网关设备。FAX旨在于手机或固定电话和安装了传真软件的PC之间提供适当定义的接口。必须提供对ITU-T定义的ITU T.31和/或ITU T.32 AT命令集的支持。典型配置为个人计算机使用手机作为FAX网关，向任意接收方发送 FAX传输。

（13）文件传输配置文件(FTP)
FTP定义了客户端设备如何浏览服务器设备上的文件夹和文件。一旦客户端找到了文件或位置，客户端即可从服务器拉取文件，或通过GOEP从客户端推送文件至服务器。FTP还定义了客户端和服务器设备的角色，并描述了它们在各种情况下的责任范围。

（14）通用访问配置文件(GAP)
GAP是所有其它配置文件的基础，它定义了在BT设备间建立基带链路的通用方法。GAP确保了应用程序和设备间的高度互操作性。它还允许开发人员利用现有的定义更加容易地定义新的配置文件。

（15）常规音频/视频分发配置文件(GAVDP)
GAVDP为A2DP和VDP提供了基础，而后两者又是设计用于使用BT技术分发音频和视频流的系统的基础。GAVDP定义了两个角色，发起方和接收方。在一般使用中，类似“随身听”之类的设备可作为发起方，而耳机则作为接收方。

（16）通用对象交换配置文件(GOEP)
GOEP可用于将对象从一个设备传输至另一个设备。对象可以是任意的，如图片、文档、名片等等。此配置文件定义了两个角色：提供拉取或推送对象位置的服务器及启动操作的客户端。通常使用此配置文件的BT设备为笔记本电脑、PDA、手机及智能电话。

（17）免提配置文件(HFP)
HFP描述了网关设备如何用于供免提设备拨打和接听呼叫。典型配置如汽车使用手机作为网关设备。在车内，立体声系统用于电话音频，而车内安装的麦克风则用于发送输出音频。

（18）硬拷贝电缆替代配置文件(HCRP)
HCRP定义了如何通过BT无线链路完成基于驱动程序的打印。此配置文件定义了客户端和服务器两种角色。客户端为包含打印驱动程序的设备，该打印程序适用于客户端希望打印其上内容的服务器。

（19）耳机配置文件(HSP)
HSP描述了BT耳机如何与计算机或其它BT设备（如手机）通讯。连接和配置好后，耳机可以作为远程设备的音频输入和输出接口。HSP依赖于SCO负载音频，依赖于GSM 07.07的AT命令子集来进行最低控制，包括响铃、呼叫应答、挂断及音量调整。

（20）人机接口设备配置文件(HID)
HID配置文件定义了BT HID（如键盘、指向设备、游戏设备及远程监视设备）使用的协议、程序及功能。HID配置文件使用HID设备的通用串行总线(USB)定义，以便利用USB HID设备的现有类驱动程序。

（21）内部通讯系统配置文件(ICP)
ICP定义了同一网络中的两个BT手机如何不通过公共电话网络直接通讯。例如，此功能支持一个办公室内的设备互相连接。此配置文件也称为无线对讲机(walkie-talkie)配置文件。它是一种基于TCS的配置文件，依赖SCO负载音频。

（22）对象交换(OBEX)
OBEX传输协议定义了数据对象和两个设备用来交换这些对象的通讯协议。OBEX设计用于让支持红外通讯的设备能够以资源敏感的标准化形式交换各类不同的数据和命令。OBEX使用客户端～服务器模式，不依赖传输机制和传输API。想要与其它设备建立OBEX通讯会话的BT设备被视为客户端设备。OBEX协议还定义了文件夹列表对象，可用于浏览远程设备上的文件夹内容。RFCOMM用作OBEX的主要传输层。

（23）对象推送配置文件(OPP)
OPP定义了推送服务器和推送客户端两种角色。这些角色与GOEP定义的服务器和客户端设备角色类似且必须能与之互操作。之所以称之为推送，是因为这些传输总是由发送方（客户端）而不是接收方（服务器）发起。

（24）个人局域网配置文件(PAN)
PAN描述了两个或更多个BT设备如何构成一个即时网络，以及如何使用同一机制通过网络接入点接入远程网络。配置文件角色包括网络接入点、组即时网络及PAN用户。网络接入点可以是传统的LAN数据接入点，组即时网络表示仅附属于彼此的一组设备。PAN旨在允许于第3层协议上使用BNEP以便通过BT无线技术链路进行传输。

（25）RFCOMM
RFCOMM协议可以仿效串行电缆线设置和RS～232串行端口的状态，用于提供串行数据传输。RFCOMM可以通过L2CAP层连接到BT协议堆栈的较低层。通过提供串行端口仿真，RFCOMM 可以同时支持遗留串行端口应用程序以及其它应用程序中的OBEX协议。RFCOMM是ETSI TS 07.10标准的一个子集，也具有一些BT特定的适配性。

（26）服务发现协议(SDP)
SDP定义了BT客户端应用程序如何行为以发现可用BT服务器的服务和特征。SDP提供了当客户端进入BT服务器运行区间时，如何发现新可用服务的方法。SDP还提供了检测服务何时不再可用的功能。SDP对服务的定义是可供其它BT设备使用的任意功能。

（27）服务发现应用配置文件(SDAP)
SDAP描述了应用程序如何使用SDP发现远程设备上的服务。由于GAP的要求，任何BT设备都应当能够连接至其它BT设备。基于此，SDAP要求任何应用程序都应能够发现它要连接的其它BT设备上的可用服务。

（28）SIM卡接入配置文件(SAP) 
SAP允许带有内置GSM收发器的车载电话之类的设备连接到BT电话中的SIM卡。因此车载电话本身并不需要单独的SIM卡。

（29）串行端口配置文件(SPP)
SPP定义了如何设置虚拟串行端口及如何连接两个BT设备。SPP基于ETSI TS07.10规格，使用RFCOMM协议提供串行端口仿真。SPP提供了以无线方式替代现有的RS-232串行通讯应用程序和控制信号的方法。

（30）同步配置文件(SYNC)
SYNC配置文件可以与GOEP配合使用以支持BT设备间的日历和地址信息（个人信息管理器 (PIM)项）同步。此配置文件还描述了应用程序如何支持自动同步。此配置文件的常见应用是PDA和计算机之间的数据交换。SYNC定义了客户端和服务器设备两种角色。此配置文件通常还称为IrMC同步。

（31）电话控制规格（TCS-Binar或TCP）
TCP定义了BT设备如何用作无线电话，及BT手机如何在进入BT基站范围内时切换至BT无线电话功能。TCP是一种位协议，定义了BT设备间建立语音和数据呼叫的呼叫控制信令。它还定义了处理BT设备组的信令。TCP还支持在点对点配置和点对多点配置中建立语音或数据呼叫。此协议基于ITU-T建议Q.931，直接运行于L2CAP上。

（32）视频分发配置文件(VDP) 
VDP定义了BT设备如何通过BT无线技术以流传输视频。示例使用包括从PC媒体中心向便携式播放器以流形式传输存储的视频，或从数码相机向TV进行流传输。此配置文件要求对 H.263基线的支持。可以选择是否支持包括在规格内的MPEG-4图像简化配置文件以及H.263配置文件3和8。

（33）BT配置文件支持的WAP 
WAP定义了无线应用协议套件如何在BT无线技术链路上运行。常见配置为手机通过BT技术链路连接至公共信息站，并使用WAP浏览信息。WAP可以跨多种WAN技术工作，为移动设备提供Internet接入服务。BT技术可以为WAP客户端和邻近的WAP服务器提供数据传输载体。与其它WAP载体相比，BT技术提供的即时网络功能为WAP客户端提供了独特的可移动能力。WAP通讯的传统形式为一个客户端设备使用WAP协议与服务器/代理设备通讯。WAP技术支持服务器推送。如果配合BT技术使用，此协议可以根据位置以多种可能方式向手持设备分发信息。