Bluetooth
概要
特徴
ロバスト性
低消費電力
低コスト
BLUETOOTH SPECIFICATION Version 5.0 | Vol 1, Part A | Architecture
無線方式 (Radio Versions)
Bluetooth BR/EDR（Basic Rate/Enhanced Data Rate）
Radio (物理層 or PHY)
ライセンス不要の 2. GHz 帯 ISM バンド
Bluetooth LE (Low Energy)
Bluetooth SIG
Bluetooth SIG (Bluetooth Special Interest Group) という団体があり、Bluetooth 技術の推進や仕様策定を行なっている。仕様についても公式ページにドキュメントが存在する。
https://www.bluetooth.com/ja-jp
アーキテクチャ
Host/Controller
Bluetoth コアシステムは、単一の Host と1つないし複数の Controller から構成される。HCI は Host/Controller に各々含まれている。
table:用語
名称 概要
Host 非コアプロファイルより下、HCI より上の全てのレイヤ。Controller にアタッチされ、他デバイスのホストと通信する
Controller HCI より下の全てのレイヤ
HCI Host Controller Interface。baseband Controller、link manager へのコマンドインタフェースを提供する
基本的には、Bluetooth システムは 1 つの Host と1つ以上の Controller から構成される。Controller にも Primary Controller と Secondary Controller が存在する。
Primary Controller
実装毎に1つ
BR/EDR Controller
Radio, Baseand, Link Manager, HCI
LE Controller
LE PHY, Link Layer, HCI
上記二つの統合
Secondary Controller
実装毎に1つ以上
Alternate MAC/PHY (AMP) Controller
802.11 PAL (Protocol Adaptation Layer), 802.11 MAC and PHY, (HCI)
https://gyazo.com/532cdb5511d7c595038a1867856a7851
https://gyazo.com/45c5ac82944939c195799d6ab9d61291
https://www.bluetooth.com/ja-jp/bluetooth-technology/radio-versions
BLUETOOTH SPECIFICATION Version 5.0 | Vol 1, Part A | 1.1. 1.2
Architecture Blocks
Host/Controller の詳しい中身について見ていく。
https://www.mdpi.com/sensors/sensors-17-02898/article_deploy/html/images/sensors-17-02898-g002.png
https://www.mdpi.com/1424-8220/17/12/2898/htm
https://gyazo.com/6f76118d4565dbe358c7e50201dbd079
Host 上の各種アーキテクチャブロックは以下のような感じ。
Channel Manager
データストリーム及びプロトコル伝送のためのチャンネルの生成/管理/終了の責務を持つ
他デバイスの Channel Manager とやりとりするために L2CAP プロトコルを利用する
L2CAPP Resource Manager
PDU 片の baseband への送信順の管理や、Controller がリソースを使い切らないように関連するスケジューリングを行う
Security Manager Protocol (SMP)
暗号化キー及び一意キーを生成するための P2P プロトコル
L2CAP チャンネル上でやり取りされる
LE のみで利用される。似たような昨日は BR/EDR 内の Link Manager ブロックに備わっている
LE 専用の Controller の実装コストを下げる
Attribute Protocol (ATT)
Attribute Server/Client 間の P2P プロトコル
L2CAP チャンネル上でやり取りする
サーバ/クライアント間で Attributes の読み書きを行える
AMP Manager Protocol
リモートの AMP の発見及び到達性の決定の責務をもつ
AMP に関する情報の収集もお行、 AMP の物理リンクの立ち上げと管理に利用する
L2CAP チャンネル上でやり取りする
AMP の制御のために AMP PAL への直接のインタフェースを備えている
Generic Attribute Profile (GATT)
Attribute Server/Client で利用する機能や特性を表現する
それらへのインタフェースを提供する
LE でのみ利用される
Generic Access Profile (GAP)
Bluetooth デバイスの標準的な機能を表現する
伝送、プロトコルのためのモード、アクセス手順等
BLUETOOTH SPECIFICATION Version 5.0 | Vol 1, Part A | 1.1. 1.2