蓝牙技术及其安全性的研究

本科毕业设计（论文）蓝牙技术及其安全性的研究摘要蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一种无线连接。蓝牙提供了短距离的对等层之间的通信技术，支持点对点的无线数据通信，在现代通信过程中，在保证数据传送的实时性和正确性的同时，怎样避免数据被非法窃取或是数据被攻击的问题显得尤为重要。为了实现对用户数据的保护和信息的保密性，蓝牙系统在应用层和链路层提供了安全措施，这些措施适合对等的环境，即在每个蓝牙设备使用鉴权和加密过程。蓝牙的鉴权和加密操作在蓝牙系统的安全性方面起着关键作用，严密的算法体制保证鉴权和加密操作的准确性和高速性，有效的保护了用户的通信数据。蓝牙技术可以采用软件和硬件的方式实现安全层的密钥生成和鉴权过程。本文只是对蓝牙安全问题进行了一系列的理论探讨和研究关键字:蓝牙, 鉴权, 加密本科毕业设计（论文）The Research of bluetooth technology and security AbstractBluetooth Technology is a kind of open specification for wireless data voice. It bases on low cost short-range radio link, and it can build a wireless link and for fixed and mobile device.Bluetooth is designed as a wireless cable replacement to connect a wide range of devices. It provides a short range, peer-to-peer wireless communication between two units. It s important to avoid the data been attacked or stolen the same time we ensure the data is transferred correctly.To realize data encryption and communication protection, Bluetooth system provides encryption in application layer and link layer. These operation including authentication and encryption is used by and each Bluetooth device and executed in the equal layer. Unassailable algorithm protects data and ensures the operations execute correctly and rapidly. Bluetooth can implement its security layers key generation mechanism and authentication in software or hardware.This article only was has carried on a series of theories discussion and the research to the Bluetooth security problem.Keywords: Bluetooth , authertication , encryption本科毕业设计（论文）目录1 绪论 .12 蓝牙技术 .22.1 蓝牙概述 .22.1.1 蓝牙产生的背景 .22.1.2 蓝牙技术特点 .22.1.3 蓝牙协议结构 .42.1.4 蓝牙产品及其应用前景 .72.2 蓝牙基带规范 .92.2.1 物理信道、链路和分组 .92.3 信道控制和网络控制 .202.3.1 主从定义 .202.3.2 蓝牙时钟 .202.3.3 蓝牙状态 .212.4 蓝牙语音规范 .222.4.1 对数 PCM 编解码 .232.4.2 CVSD 编解码 .232.4.3 错误处理 .232.5 跳频选择和蓝牙地址 .232.5.1 跳频选择 .232.5.2 蓝牙地址 .242.6 蓝牙系统的结构以及基带控制的结构 .252.6.1 无线技术规范 .252.6.2 基带技术规范 .252.6.3 链路管理协议 .262.6.4 软件协议单元 .262.6.5 基带控制器结构 .273 蓝牙安全体系的研究 .323.1 蓝牙安全概述 .32本科毕业设计（论文）3.2 密钥管理与密钥生成 .323.2.1 密钥管理 .323.2.2 密钥生成和初始化 .333.3 鉴权过程 .383.4 加密过程 .393.4.1 加密密钥长度协商 .403.4.2 加 密概念 .413.4.3 LFSR 初始化 .433.5 安全漏洞及改进方案 .453.5.1 蓝牙地址 .463.5.2 PIN 码 .463.5.3 伪随机码 .463.5.4 跳频攻击 .473.5.5 鉴权攻击 .483.5.6 数据完整性威胁 .493.5.7 缺乏用户鉴权 .494 分析与总结 .504.1 分析 .504.1.1 鉴权 .504.1.2 加密 .504.2 总结与展望 .54缩略语 .55致 谢 .57参考文献 .58本科毕业设计（论文）1 绪论随着信息时代的来临，信息家电的大浪正席卷而来， “信息产品家电化”与“家电产品信息化”将是大势所趋。未来的家电产品将越来越趋于网络化、智能化、个性化，成为信息终端，提供网络服务:未来的信息产品也将不断降低应用门槛，成为方人人都离不开的家庭消费品;而无线通讯和 IP 宽带网发展将使先的网络终端大显身手，加速信息产品和家电产品的融合。因此一体化家电将成为各大家电巨头争夺的焦点。如今，能够使耳机笔记本电脑、冰箱等毫不相关的不同产品紧密结合在一起的“蓝牙技术”备受家电巨头们的青睐，蓝牙（Bluetooth） ，是由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚、东芝、摩托罗拉、微软、3Com,朗讯等九家 IT 和通讯巨头共同倡导的一种低成本、短距离的全球无线连接技术标准。它的通信距离最高为 10 米，目前的主要传输速度为每秒 1M。蓝牙技术为解决各种无线消费电子产品和信息电器之间的信息传输架起了桥梁，它的出现使各种技术上并不兼容的无线信息设备之间可以实现无线网络连接和集成。它预示着一个由移动电话、个人数字助理、笔记本电脑、MP3 播放机、信息电器和掌上录像机所组成的无线互联世界的到来。人们今后无论是在家中、工作场所，还是在旅途当中，都能够随时登录网络，与他人进行信息共享。随着应用的不断发展，蓝牙技术可以让你在家中就可先行启动汽车，在临近工作地点时，就可启动你的计算机、打印机。目前，蓝牙技术己经成为一个国际标准，推动和促进中国的蓝牙技术发展，必将促进我国信息产业的发展。本科毕业设计（论文）2 蓝牙技术蓝牙是一个开放性的、短距离无线通信技术标准。通过把一种微型、廉价的通信模块嵌入各类信息设备中，实现这些设备的无线互联124。本章将从蓝牙的产生背景、发展历构、技术特点和未来展望等方面对蓝牙技术进行描述和介绍。2.1 蓝牙概述2.1.1 蓝牙产生的背景 Bluetooth 原为一千多年前的某个丹麦皇帝的名字，他为四分五裂的瑞典、芬兰、丹麦的统一有着不朽的功劳。瑞典爱立信公司为这种即将成为全球通用的无线技术命此名，也许大有一统天下的含义。而现在所谓的蓝牙，实际上就是一种短距离(10-100 米)的无线连接技术，把一种微型、廉价的通信模块嵌入各类信息设备中，实现这些设备的无线互联，而不用电缆。它可实现语音、数据无线传输及进入网络。它采用全世界统一的开放性规范，使不同厂家的移动电话、计算机、信息家电互联互通成为可能。1998 年，以 Ericsson 为首，与 Intel, IBM, NOKIA, TOSHIBA 共同组建了特别兴趣小组 SIG (Special Interest Group )，负责蓝牙技术标准的制订、产品的测试以及协调各国蓝牙使用的频段。1999 年初只有 200 名成员，到 2001年年初，已增加到 2491 个。目前，该组织己经囊括了几乎所有主流计算机和通讯厂商，包括 Motorola, SIMENS, ALCATEL, CANON, Acer 等，而且数目还在不断的增长，也许以后的多数产品都将植入蓝牙来作无线连接。2.1.2 蓝牙技术特点蓝牙是一种低功耗的无线技术，目的是取代现有的 PC、打印机、传真机和移动电话等设备上的有线接口。主要优点是:可以随时随的用无线接口来代替有线电缆连接:具有很强的移植性，可应用于多种通信场合，如 WAP, GSM,DECT 等，引入身份识别后可以灵活实现漫游:功耗低，对人体危害小:蓝牙集成电路应用简单，成本低廉，实现容易，易于推广127蓝牙系统由无线部分、链路控制部分、链路管理支持部分和主终端接口组成，如图 2.1 所示。蓝牙技术目前主要以满足美国 FCC 要求为目标。对于其它国家的应用，需本科毕业设计（论文）要做一些适应性调整。蓝牙 1.1 规范己公布的主要技术指标和系统参数如下表2.1 所示。图 2.1 蓝牙系统结构表 2.1 蓝牙技术指标和系统参数技术指标与系统参数 说明工作频率 ISM 频段，2.04022.480GHz双工方式 全双工，TDD 时分双工业务类型 支持电路交换和分组交换业务数据速率 1Mbit/s非同步信道速率 非对称连接 721kbit/s/57.6kbit/s,对称连接 432.6kbit/s同步信道速率 64kbit/s功率 美国 FCC 要求0dbm（1mW） ，其他国家可扩展为 100mW跳频频率数 79 个频点跳频频率 1600 次/秒工作模式 PARK/HOLD/SNIFF数据连接方式 面向连接业务 SCO，无连接业务 ACL纠错方式 1/3FEC，2/3FEC，ARQ鉴权 采用质询响应方式信道加密 采用 0 位，40 位，60 位密钥 语音编码方式 连续可变斜率调制 CVSD发射距离 一般可达 10cm10m，增加功率可达 100m蓝牙的主要特色表现在如下方面:1.工作在国际开放的 ISM工业、科学和医学频段:蓝牙目前版本定义的工作频率范围是 ISM 中的 2.4GHz 到 2.4835GHz。在这样的频段中，用户使用设备不需要向专门管理机构申请频率的使用权限。同时，对这种频段使用的规定世界各国都比较接近。2.短距离:目前 1.1 版本规定的工作距离是 10 米以内，经过增加射频功率后可达到 100 米。这样的工作范围使得蓝牙可以保证较高的数据传输和无线电技术的干扰，此外，还有利于安全性的保证。本科毕业设计（论文）3.采用跳频扩频技术:根据蓝牙规范 1.1 规定，从 2.4GHz 到 2.4835GHz 之间划分出 79 个频点，采用快速跳率，根据 piconet 的主单元确定的跳频为随机序列每秒钟 1600 跳。跳频技术的采用使得蓝牙的无线链路自身具备了更高的安全性和抗干扰能力。4.采用时分复用多路访问技术:在 1.1 版本的标准中，蓝牙的基带符号速率为 1 Mb/s，采用数据包的形式按时隙(Time Slot)传送，每时隙 0.625ms，不排除将来采用更高的符号速率。每个蓝牙设备在自己的时隙中发送数据，在一定程度上可以有效的避免无线电通信中的“碰撞”和“隐藏终端”的问题。2.1.3 蓝牙协议结构 整个蓝牙协议体系结构可以分为底层硬件模块、中间协议层和高端应用层三大部分，如下图所示:图 2.2 蓝牙协议体系结构链路管理层(LM)、基带层(BB)、和射频(RF)构成蓝牙的底层模块。RF 通过 2.4GHz 无需授权的 ISM 频段，实现数据位流的过滤和传输，它主要定义了蓝牙收发器应该满足的要求。BB 层负责跳频和蓝牙数据以及信息帧的传输。LM 层负责连接的建立和去除以及链路的安全和控制，它们为上层的软件模块提供了不同的访问入口。两个模块接口之间的消息和数据传递必须通过蓝牙主机控制器(HCI )的解释才能进行，也就是说，HCI 是蓝牙协议中的软硬件之间的接口，它提供了一个调用下层 BB、 LM、状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。本科毕业设计（论文）HCI 协议以上的协议软件实体运行在主机上，而 HCI 以下的功能则由蓝牙设备来完成，二者之间通过传输层来进行交互。中间协议层包括逻辑链路控制与适配协议(L2CAP )、服务发现协议(SDP),串口仿真协议(RFCOMM)和电话控制协议规范(TCS )。L2CAP 完成数据拆装、服务质量控制、协议复用和组提取等功能，是其他上层协议实现的基础，因此也是蓝牙协议栈的核心部分。SDP 为上层应用程序提供一种机制来发现网络可用的服务及其特性。RFCOMM 依据 ETSI 标准 TS07.10 在 L2CAP 上仿真 9 针 RS 一232 串口的功能。TCS 提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制信令。在蓝牙协议的最上部分是高端应用层，它对应于各种应用模型的剖面(profile )，是剖面的一部分，目前蓝牙共定义了 13 种剖面。一、底层模块蓝牙的底层模块是蓝牙技术的核心，是任何蓝牙设备都必须包括的部分。采用了蓝牙技术的设备将有 720kbit/s 的数据交换速率。蓝牙 RF 定义了三种功率级别，即 100mw、2.5mw 和 1 mw。当蓝牙射频的功率为 1 mw 时，其发射范围一般可达 10 米。在发送过程种蓝牙采用了功率控制技术，蓝牙技术采用跳频技术来消除干扰和降低衰落。蓝牙支持电路交换和分组交换两种技术，分别定义了两种链路类型，即面向连接的同步链路(SCO)和面向无连接的异步链路(ACL)每种链路支持 16 种不同的分组类型，其中 4 种是控制分组。SCO 数据包即可以传送话音也可以传送数据，但在传送数据时，只用于重发被损坏的那部分数据。SCO 帧内的收发包结构必须时对称的，即必须同时包含 1 个、2 个或者 3 个时隙。SCO 数据包在保留的时隙内发送;一旦 SCO 链路建立，主从节点就直接发送 SCO 数据分组，无需轮询(Poll )。为了建立 SCO 连接，必须先建立 ACL 链路以传送控制信息。ACL 支持对称和非对称两种帧格式。 蓝牙组网时最多可以有 256 个蓝牙单元设备(即蓝牙节点)连接起来组成微微网(piconet )，其中一个主节点和七个从节点处于工作状态，而其他的节点则处于空闲模式。主节点负责控制 ACL 链路的带宽，并决定微微网中的每个从节点可以占用多少带宽以及连接的对称性。从节点只有被选中时才能传送数据，即从节点在发射数据前必须接收轮询。ACL 链路也支持接收主节点发给微微网本科毕业设计（论文）中的所有从节点的广播消息。微微网之间可以重叠交叉，从设备单元可以共享。由多个相互重叠的微微网组成的网络称为散射网(scatternet ) o为了在很低的功率状态下也能使蓝牙设备处于连接状态，蓝牙规定了三种节能状态，即停等(Park )状态、保持(Hold )状态和呼吸(Sniff)状态。在呼吸状态中，从节点降低了从微微网中“收听”消息的速率，间隔性的接收数据。而在保持状态中，节点停止传送数据，但一旦被激活，则数据传送就立即重新开始。在停等状态中，节点被赋予停等节点地址(PMA )，并以一定的间隔监听主节点的消息。主节点的消息包括:(1)询问该节点是否想成为活动(active )节点;(2)询问任何停等的节点是否想成为活动节点;(3)广播消息。这集中工作模式按照节能效率以升序排列依次是:呼吸模式、保持模式和停等模式。蓝牙技术的主要系统参数目前大都是以满足美国 FCC 的要求为标准，对于其他国家的应用，需要做一些改动，如发射功率和频带，可作适应性调整。 蓝牙采用三种纠错方案:1/3 前向纠错(FEC ) 、 2/3 前向纠错和自动重发CARQ)。前向纠错的目的就是尽量减小数据重发的可能性，但同时也不可避免的增加了系统的额外开销。然而，在一个合理、无错误率的环境中，多余的开销回减少输出，降低数据处理和传送的效率，故分组定义的本身也保持灵活的方式，因此在软件中可以定义是否采用 FEC。一般而言，在信道的噪声干扰比较大的情况下，大多蓝牙通信系统都会采用前向纠错方案以保证通信的质量;对于SCO 链路，一般采用 1/3 前向纠错，而对于 ACL 链路，则常采用 2/3 前向纠错。在无编号的自动请求重发方案中，一个时隙传送的数据必须在下一个时隙得到收到的确认，否则就需要重新发送。只有数据在接收端通过了报头错误检测(HEC)和循环冗余校验CRC之后认定没有错误发生时，才向发送端发回一个确认消息，否则返回一个错误消息，重新发送上一个数据包的数据。 蓝牙系统的移动性和开放性使得安全问题变得极其重要。虽然蓝牙系统所采用的跳频技术就己经提供了一定的安全保障，但是蓝牙系统仍然需要链路层和应用层的安全管理。在链路层中，蓝牙系统提供了认证、加密和密钥管理等功能。每个用户都有一个个人标识码(PIN)，它会被译成 128bit 的链路密钥(Link Key )来进行单双向认证。一旦认证完毕，链路就会以不同长度的密码(Encryption Key )来加密(此密码以 8bit 为单位，最大的长度是 128bit)，为本科毕业设计（论文）链路层安全机制提供了大量的认证方案和一个灵活的加密方案(即允许协商密码长度);当来自不同国家的设备相互通信时，这种机制是非常重要的，因为某些国家会指定最大密码长度。蓝牙系统会选取微微网中各个设备的最小的最大允许密码长度。例如，美国允许 128bit 的密码长度进行加密，而西班牙仅仅允许48bit 长度的密码进行加密，这样当来自两个国家的设备互相之间进行通信时，将选择 48bit 的长度密码来进行加密。蓝牙系统也支持高层协议栈的不同应用体系内的特殊业务安全机制。蓝牙安全机制依赖于 PIN 在设备之间建立信任关系，一旦这种关系建立，这些 PIN 就可以存储在设备中以便将来更加便捷的连接。二、软件模块L2CAP 是数据链路层的一部分，位于基带协议之上。L2CAP 向上层提供面向连接的和无连接的数据服务，它的功能包括:协议的复用能力、分组的分割能力和重新组装(Segmentation And Reassembly)以及组提取(Group Abstraction ) 。L2CAP 允许高层协议和应用发送和接收 64Kbyte 的数据分组。 SDP 为应用提供了一个发现可用协议和决定这些可用协议的特性的方法。蓝牙环境下的服务发现与传统的网络环境下的服务发现有很大的不同。在蓝牙环境下，移动的 RF 环境变化很大，因此业务的参数也是不断变化的。SDP 将强调蓝牙环境的独特的特性。蓝牙使用基于客户/服务器机制制定了根据蓝牙服务类型和属性发现服务的方法，还提供了服务浏览的方法。RFCOMM 是射频通信协议，它可以仿真串行电缆接口协议(如 RS-232、V24等)，符合 ETSI0710 串口仿真协议、通过 RFCOMM，蓝牙可以在无线的环境下实现对高层协议，如 PPP , TCP/IP , WAP 等的支持。另外，RFCOMM 可以支持 AT命令集，从而可以实现移动电话机和传真机以及调制解调器之间的无线连接。 蓝牙对语音的支持是它与 WLAN 相区别的一个重要标志。蓝牙电话控制规范是一个基于 ITU-T 建议 Q.931 的采用面向比特的协议，它定义了用于蓝牙设备之间建立语音和数据呼叫的呼叫控制信令以及用于处理蓝牙 TCS 设备的移动性管理过程。2.1.4 蓝牙产品及其应用前景尽管蓝牙定义了很多应用模型，如文件传输、数据访问点、实时同步、终本科毕业设计（论文）端耳机等，但它主要针对三大类应用:语音/数据的接入、外围设备互联和个人局域网络(PAN)8。1.语音/数据的接入是通过安全的无线链路将计算设备和通信设备连接起来，完成与广域通信网络的互联。如具备蓝牙功能的计算机连接到具备了蓝牙功能的手机上，来接收 Internet 上的 E-mail 。2.外围设备的互联将各种外设通过蓝牙链路连接到主机。如将键盘、鼠标和操纵杆通过蓝牙链路与主机相连，不需电缆，因此可以降低外设的成本。此外，外设还可以有不同的使用环境，而只需一个统一的蓝牙接口，如蓝牙耳机既可以享受来自计算机的多媒体播放，又可以接听电话。3.个人局域网以移动电话作为信息网关，主要用于个人网络和信息的共享和交换。它重点解决 Ad-hoc 个人网络的建立和解除。假设两个人在机场会面并交换机密文件，这时只要建立一个两人之间的特制匹克网，他们就可以快速安全的交换笔记本电脑里的资料，而无需担心被人窃取。蓝牙要想从实验室进入市场成为产品，大致需要三个阶段1.蓝牙产品作为附件应用于移动性较大的高端产品中。如移动电话耳机、笔记本电脑插卡(USB 卡)或 PC 卡等，或应用于特殊要求或特殊场合，这种场合只要求性能和功能而不在乎价格，这一阶段的时间大约在 2001 年底到 2002 年底。2.蓝牙产品嵌入中高档产品中，如 PDA、移动电话、PC、笔记本电脑。蓝牙的价格会进一步下降，有关的测试和认证工作初步完善，蓝牙产品的价格估计在 10 美元左右，这一时间段是 2002-2005 年。 3.2005 年以后，蓝牙进入家用电器、数码相机及其他各种电子产品中，蓝牙网络随处可见，蓝牙应用开始普及，蓝牙产品的价格在 2-5 美元之间，每人可能拥有 2-3 个蓝牙产品。目前蓝牙部分产品己在许多国家取得了“型号认可” ，蓝牙模块目前要用 3块芯片，价格为 8 美元，很快将被压缩为一块芯片，价格降到 5 美元或更低，企业界希望几年后，手机、PC 机、音响、TV,微波炉、电冰箱、灯控设备等信息家电能广泛应用蓝牙技术。2001 年以来，蓝牙产品陆续进入市场，各大公司分别推出了自己的产品，本科毕业设计（论文）Ericsson 推出了蓝牙移动手机及耳机，Motorola , Nokia 和 Alcatel 也推出了具有蓝牙功能的手机。东芝和 IBM 公司推出了蓝牙 PC 卡，用于笔记本电脑。IBM 和联想推出了具有蓝牙功能的笔记本电脑。还有，具有蓝牙功能的打印机、数码相机、手表和收音机也已推出。目前，全球己有 2000 多家企业推出了蓝牙芯片、蓝牙平台、应用程序、测试设备等产品。它将以简单、方便、快捷、低廉等优越性能而在全球范围得到广泛的应用，并对家庭信息化的进程及短距离通信技术产生巨大的推动作用。 2002 年 3 月，美国电气电子工程师学会(IEEE )的下属机构 IEEE-SA 宣布，该机构的理事会 Standard Board 批准了 PAN 标准 “IEEE Standard 802.15.1 ，该标准以蓝牙技术为基础。蓝牙兴趣小组仍在继续着对蓝牙技术的研究，在未来的蓝牙规范 2.0 中数据传输率可能提高到 2 到 10 Mbps，而在 3.0 版本中可能会高达 20Mbps。届时，蓝牙技术可以承载几乎任何人们想要的应用。分析家们预测，3 年后市场中将出现各个层次的第三代蓝牙专用设备，其应用范围之广泛是人们所始料不及的。届时，人们所谈论的就不再是蓝牙市场，而是短距离无线市场，或数字无线电收发市场。根据英国分析家Frost&Sullivan 调查指出，预计 2006 年欧洲的无线局域网(LAN)和蓝牙市场规模可以突破 531.2 亿美元。 在不远的将来，随着蓝牙芯片的微型化和成本的进一步降低，它将在办公室自动化、家庭娱乐、电子商务、工业控制、智能化建筑物以及各种公共场所进一步开辟广阔的应用前景。2.2 蓝牙基带规范2.2.1 物理信道、链路和分组一 、物理信道(1)信道定义信道表示为在 79 个或 23 个射频信道上跳变的伪随机跳频序列，每个微微网的跳频序列是唯一的，有主节点的蓝牙设备地址决定，跳频序列的相位由主节点的蓝牙时钟决定。信道分成时隙，每个时隙对应着一个射频频率，标称的跳频速率是 1600 跳/秒,属于一个微微网的所有节点与该信道都是时间同步的。(2)时隙 本科毕业设计（论文）信道被分成长度为 625us 的时隙，时隙按微微网中主节点的时钟进行编号，时隙编号从 0 到 227-1，并以周期 227循环。主节点与从节点在时隙中按照 TDD 机制轮流进行数据传输。主节点只在偶数时隙进行发送，从节点只在奇数时隙发送，分组的起始必须与时隙的起始同步，同一个分组最多可以在 5 个时隙中发送。在一个分组发送期间，射频跳频频率保持固定，对于单个的分组，射频频率由当前蓝牙时钟获得:对于多时隙分组，射频的频率与第一个发送时隙的跳频频率相同。二、物理链路在主节点和从节点之间可以建立不同类型的链路，在蓝牙中定义了两种类型的链路SCO(同步面向连接链路)和 ACL(异步无连接链路)。(1) SCO 链路SCO 链路是一个对称的、主节点与某个从节点之间的点到点的同步链路。SCO 链路预留时隙，因而可以看作电路交换连接，它一般用于支持时间受限的应用，如话音。主节点能够支持最多三个 SCO 链路，到同一个从节点或者不同的从节点。一个从节点能够支持三个来自同一个主节点的 SCO 链路和来自不同主节点的两个 SCO 链路，SCO 分组不重传。主节点以规定的时间间隔在预留的主一从时隙向从节点发送 SCO 分组。在接下来的从一主时隙中允许的分组头中解析从地址失败，SCO 的从节点进行相应。如果 SCO 从节点在接收到节点通过时参数，LMP 发送一个 SCO 仍然允许其在预留的时隙返回一个 SCO 分组。主建立消息来建立 SCO 链路，链路建立消息包含定例如 SCO 的间隔 Tsco。和与预留时隙的偏移 Dsco.(2)ACL 链路对于没有被 SCO 链路预留的时隙，主节点可以与任何从节点进行数据交换。ACL 链路提供了一种分组交换的机制，主节点可以与任何从节点进行异步的或同步的通信。在一个主节点和从节点之间只能存在一个 ACL 链路，对于多个ACL 分组，分组重传可以用来保证数据的完整性。当且仅当先前的主一从时隙中指明了某个从节点的地址，这个从节点可以在从一主时隙中返回一个 ACL 分组。 本科毕业设计（论文）不指定特定的从节点的 ACL 分组被认为是广播分组，每个从节点都可以收到并阅读，如果在 ACL 链路上没有数据发送，也没有轮询要求，就不发送任何消息。三、分组(1)格式蓝牙规范中分组和消息的位次序使用 Little Endian 格式，规则如下:最次重要的位(LSB)对应位为 b0 LSB 最先发送在用图例表示这种格式时，LSB 位于最左边链路控制器将来自高层软件层的第一个 bit 作为 b0，也即它最先发送到空中接口。而且在基带级产生的数据字段，如分组头字段和净荷头长度，也作为最低有效位首先发送。微微网上的数据以分组的形式传输，一般的分组格式如下图所示，每个分组由接入码、分组头和净荷三个部分组成，图中的数字给出的时每个部分的具体位数。图 2.3 分组的组成其中接入码和分组头是固定长度的，分别是 72bit 和 54bit，净荷部分的长度是可变的，从 0-2745bit。定义了不同的分组类型之后，分组可以只包含接入码，或只包含接入码和分组头，或者三个部分都有。(2)接入码接入码用于同步、DC 偏移补偿荷标识，每个分组都是以一个接入码开始，其长度根据其后面是否有分组头部分而分为 72bit 和 68bit，有分组头部分时为 72bit，无分组头部分则为 68bit。接入码标识微微网的信道中交换的所有分组即所有在同一个微微网中发送的分组使用相同的信道接入码。在蓝牙的接收机单元，使用一个滑动相关器对接入码进行相关处理，当超过门限值时就产生一个触发信号，触发信号用于判定接收定时。本科毕业设计（论文）接入码也用在寻呼和查询过程，在这种情况下，接入码作为信令消息的一部分，而不是分组头或净荷的部分。接入码包含三个部分，引导码、同步字和尾码，如下图所示:图 2.4 接入码组成其中，引导码是固定的 4 个 bit 的 0-1 序列，即 0101 或者 1010，取决于后面的同步字的第一个 bit 是 1 还是 0，如果是 1，引导码就是 0l0l;如果是 0，引导码就是 1010。同步字是一个 64bit 的码字，从一个 24bit 的地址(LAP)得到。尾码的有无根据后面是否接有分组头决定，有分组头就附加尾码。尾码也是一个 4bit 的固定的 0-1 序列，依 MSB 的值而定，如果 MSB 是 0，就使用1010，如果 MSB 是 1，就使用 0101。尾码与 3 位同步码字一起形成一个 7 位的1-0 序列，用于扩展 DC 补偿。接入码共有三种类型，即信道接入码(CAC)、设备接入(DAC)、查询接入码(IAC )，不同的接入码类型用于不同的运行模式。(3)分组头分组头包含链路控制信息，由 6 个字段组成:3bit 激活成员地址 AM_ ADDR、4bit 类型码 TYPE、 1bit 流量控制 FLOW、 1bit 确认指示 ARQN、1 bit序列号 SEQN、8bit 头错误校验 HEC。由此可见，分组头的总长度为 18bit，经过 1/3 码率的 FEC 编码形成 54bit 的头序列，分组头的格式如下图所示。图 2.5 分组头组成其中:AM_ADDR 表示一个微微网中的活动节点的地址，用于区分一个微微网中不同的从节点，当连接停止的时候，将放弃此 AM_ADDR，需要重新进入微微网时，将要重新申请新的 AM_ADDR。TYPE 用于区分 16 种不同类型的数据分组，类型码的解释依赖于传输分本科毕业设计（论文）组的物理链路。类型码还可以揭示当前的分组占有多少个时隙，这使得无地址的接收节点能够知道还要等待多久才能占用信道。FLOW 用于对通过 ACL 链路的分组进行流量控制。当 ACL 链路接收端的接收缓存存满时或者没有清空时，就临时返回一个 STOP 指示(FLOW =0 )停止发送过程。ARQN 是一个确认 bit，用于表示接收端是否正确地接收到数据分组及其校验。SEQN 提供一种对数据进行标号的机制。对于每一个携带数据和 CRC 校验的新分组都有一个新的序列号(SEQN 循环递增)。这样目的节点就可以滤除重传分组。HEC 用于对分组头的完整性进行校验。HEC 需要初始化，初始化完成之后对 10bit 的分组头进行计算，如果没有通过校验，整个分组舍弃。(4)净荷格式净荷格式有两种:同步语音字段和异步的数据字段。ACL 分组只有数据字段，SCO 分组只有语音字段，而 DV 分组即含有数据字段又含有语音字段。语音字段长度固定，对于 HV 分组，语音长度是 240bit，对于 DV 分组，语音字段的长度是 80bit，没有净荷头。数据字段分为 3 个部分:净荷头、净荷体和 CRC 校验码。净荷头占用 1 个或者 2 个字节。其中单时隙分组如 NULL, POLLFHS. DM 1, HV 1-3 ,DV 等分组的分组头为 1 个字节:多时隙分组如 DM3 、DM5、DH3 、 DH5 等分组的分组头为2 个字节。净荷头的功能是指示逻辑信道、逻辑信道上的流量控制和指示净荷的长度。净荷头的长度指示不包括净荷头和 CRC 码，只包括净荷体。净荷