继续上篇文章内容，我们继续VOL1中的3.5 LOGICAL LINKS AND LOGICAL TRANSPORTS小节之后的内容学习。本章节讲述了BLE传输数据时候，不同的数据流应该采用不同的协议去传输，即使用什么样的协议去传输什么样的数据。举个比较简单的例子：之前章节我们提到，ADV的广播方式是不可靠的数据传输方式，如果应用要求传输数据可靠度很高，就不可以采用ADV的方式去传播数据。
以下列举了目前BLE支持的logical transport方式：ACL(基于connect的可靠传输), ADV（基于广播的不可靠传输）, ISO（流数据传输）
1. 传输使用的Logical transports介绍
LE ACL：基于连接的，用于传输LL and L2CAP control signaling and best effort asynchronous user data。此种传输使用NESN/SN和access address来保证传输的可靠性。传输的link包括LE-C,LE-U.
LE advertising broadcast (ADVB)：基于广播的，broadcast control and user data to all scanning devices in a given area。不可靠的数据传输方式。传输的link包括ADVB-C,ADVB-U.
Connectionless Slave Broadcast (CSB)：多连接情况使用的，基于连接的，不可靠传输方式。一般在LE中比较少用。
LE periodic advertising broadcast (PADVB)：周期广播方式，基于广播的。transport periodic broadcast control and user data to all scanning devices in a given area。
Connected Isochronous Stream (CIS)：基于连接的，传输同步流数据，支持sochronous data rates, latencies, and re-transmissions。举个例子：audio codec data can be generated at a 10 ms interval while the value of ISO_Interval for the CIS can be 11.25 ms.
Connected Isochronous Group (CIG)：基于连接的，传输同步组数据，即多个CIS数据传输。
Broadcast Isochronous Stream (BIS)：基于广播的，传输同步流数据，支持sochronous data rates, latencies, and re-transmissions。
Broadcast Isochronous Group (BIG)：基于广播的，传输同步组数据，即多个CIS数据传输。
2. BLE拓扑图
上图中存在5个网络：
网络A：ABCDE构成，AB,AC处于连接状态，AD,CE处于广播状态。这是一个比较典型的BLE复杂应用网络，属于多连接情况下的广播数据交换。
网络F：FG构成，FG处于连接状态。这是一个简单的BLE连接应用网络，例如一个手机连接手环。
网络H：HIJ构成，HIJ处于广播状态，同时互为接受者。这是一个蓝牙SIG MESH的基本网络方式。
网络K：KLMN构成，KL，KM处于连接状态，KN处于广播状态。这类网络应用较少，尤其是K设备同时具备Master和slaver的功能，在协议的实现上很难实现。
网络O：OPQR构成，OP,OP处于连接状态，OR处于广播状态。这类网络应用也比较少，设备O能够隶属入多个master，在时序上很难保证。
这里就不得不说下BLE蓝牙设备的几种基本形态了，方便理解上述图：
如图所示，BLE设备工作基本有四种形态：ADV-ing,SCAN-ing,INIT-ing,CONNECT-ing。这四种工作形态也决定了设备处于的角色，上图中可以看出设备处于connection状态的前提是先要处于ADV或者INIT。所以人为的把由ADV到connection的设备，称为slaver；相对应的由INIT到connection的设备，称为master。
上述的几种网络中不难看出，不少设备会兼容好几种状态。例如设备A，处于connect状态下，还有能力进行ADV，这样的设备在应用中很常见，同时也加大了芯片设计的难度。设备能够同时处于几种BLE状态，其必须要能够均衡好自己的时序，尤其是connect状态的时序，因为BLE的connect状态下，必须定期进行空包交互，才不至于丢失connect关系。
3. BLE安全相关SECURITY介绍
蓝牙安全模型包括五个不同的安全功能：配对、绑定、设备身份验证、加密和消息完整性（pairing, bonding, device authentication, encryption and message integrity）。
配对：创建一个或多个共享密钥的过程。
绑定：将配对过程中创建的密钥存储起来，以便在后续连接中使用，以形成一个受信任的设备对。
设备身份验证：验证两个设备是否具有相同的密钥。
加密：消息机密性。
消息完整性：防止消息伪造。
所谓的安全，就是通过一定的加密方式，使得数据通信信息不被窃取。上图中的一些算法，尤其是AES算法，是BLE中最基本的加密方法。
正如我们之前讲到的包格式，BLE中如果想把数据包加密，可以通过以下几种方式：
a. 直接加密payload，这是一种比较常见的加密方式，即传输的有效数据进行加密；
b. 对包头的地址进行加密，BLE中发送和接受数据都会有address这个说法，对其address进行加密，也可以达到数据加密的目的；
上面的两种方式，即是协议中说到的Encryption和Privacy。其中Privacy是BLE在4.2版本中（Link Layer privacy）提出的新feature，其实目前市场蓝牙芯片大多不使用这个feature。
4. BLE的profile架构
GAP：Generic Access Profile (GAP)。众多的profile中，GAP是一个通用的profile，它规定了一个设备的基本属性，例如：Broadcaster, Observer, Peripheral, and Central.
Broadcaster role（广播者）：advertising to broadcast data. The Broadcaster role does not support connections. 即对应LL层以下的ADV设备。
Observer role （观察者）：receives broadcast data contained in advertisements. The Observer role does not support connections. 即对应LL层的SCAN设备。
Peripheral role（外设）：即连接中的slaver设备，只能隶属于一个master。
Central role（中心）：即连接中的master设备，可以连接多个slaver设备。
一般的用户应用profile，基本都会包括GAP。如下图所示：
5. 共存问题和定位问题
蓝牙的工作频段位于2.4G，许多其他的无线设备也工作在这个频段。所以如何保证共存，是一个值得探讨的问题，蓝牙官方spec中也对此做出了探讨。目前市场上出现了不少wifi和ble同时可以使用的芯片，这种芯片能够使用wifi连接云端，同时还可以使用ble和其他设备进行通信，这在物联网时代是很不错的产品，这个是一个新的市场商机。
我们重点探讨如何实现wifi和ble进行共存的问题，在这个章节，spec提到了AFH是面临的一个基本问题，spec中不做具体说明。后面会继续涉及。
关于定位的问题，BLE提出了一种新的定位方式：（AoA和AoD），需要注意的是，使用这种方式必须工作在LE Uncoded PHYs。
关于AoA的基本框架图：
发送者在发送数据时候，正常发送。但是作为接收者，需要有多组天线接收数据，这样可以通过天线之间接收数据的差异来定位自己的位置。 这里有个重要的值：IQ采样值（不知道和智商IQ有没有关系。。。。），spec指出通过这个IQ采样值，就可以计算出自己的位置。
假设接收端有2根天线，同时天线之间的距离d为已知数据。
根据上图，我们可以计算出来，天线1和天线2的信号相位差ψ：
ψ = (2πd cos(θ))/λ （λ信号的波长，θ为到达角度）
那么：
θ = arccos((ψλ)/(2πd))
也就是说，一旦我们能够通过一定手段知道ψ这个值，我们就可以算出到达角θ。即可以知道自己设备的相对位置。
关于AoD的基本框架图：
和AoA存在很大的相似度，这里就不做描述。
6. 历届版本的新feature
4.2版本到5.0版本的更新，添加了以下几个feature：
5.0版本到5.1版本的更新，添加了以下几个feature：
5.1版本到5.2版本的更新，添加了以下几个feature：
之所以把版本更新列出来，主要是因为目前市场上的4.2芯片居多。很多自称5.0的芯片，其实只是部分支持5.0的相关feature，很少有芯片能够全部支持所有feature。
本篇文章继续了之前Vol1剩下的章节，后面我们会接着探讨BLE的Vol 3：Host协议。。。。。
来源：oschina
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