第1章 什麼是低功耗藍牙技術
主要介紹低功耗藍牙技術及其設計目標
從低成本的需求方面審視低功耗藍牙的系統設計尤爲重要。實現底成本的設計有三個關鍵因素
- ISM頻段
- IP許可
- 低功耗
1.1 設備類型
低功耗藍牙技術可以構建兩種類型的設備：雙模設備和單模設備。傳統的藍牙不能簡單的通過升級實現低功耗藍牙。
1.2 設計目標
藍牙技術最初的設計目標主要包括以下幾個：
- 全球操作，需要一個在世界範圍內都能使用的無線頻段
- 低成本，系統應該儘可能做到簡潔、高效
- 魯棒性，包括檢測和糾正比特誤碼的能力
- 短距離，藍牙只是一個個人局域網
- 低功耗
1.3 術語
略
第2章 基本概念
討論低功耗藍牙體系結構的設計基礎
2.1 鈕釦電池，鈕釦電池是低功耗藍牙的主要設計目標
2.2 時間即能量，許多關鍵而重複的操作必須通過一定的措施實現優化，包括魯棒性的發現設備、連接設備和發送數據。減少這些活動所需的時間，能耗得以減少，從而延長電池壽命。
2.3 昂貴的內存，整個低功耗藍牙設計在每一層都考慮了降低內存的數量。
2.4 非對稱設計，物理層有兩類，發射器和接收器，一個設備可以既有發射器又有接收器，但是也可能只有發射器或者只有接收器。因爲主從設備限制的不同，非對稱是設計是最好的方式。
2.5 爲成功而設計，即使設備的密度高也可以很好的工作，安全系統設計，隱私設計，循環冗餘魯棒性設計，加密設計。屬性協議層擁有高度的防護方案。
2.6 凡事皆有狀態，狀態它通過屬性服務器上的屬性協議對外公開。
2.7 客戶端-服務器架構。不允許將IP數據直接路由到從設備，智能網關實現了互聯網和低功耗從設備之間的互聯互通。
2.8 模塊化架構，藍牙技術聯盟建立一個特別架構工作組，工作組的主要成果是基於通用屬性規範的模塊化的服務架構，允許設備以標準的方式將原子的、可封裝的行爲比特裝進單個服務並將其公開。
2.9 十億隻是一個小數目，藍牙發展很快，現在已經是10億量級，這只是一個開始。
2.10 無連接模型，低功耗的基本理念是連接是瞬態的，當你需要做某件事或者檢查情況時，可以快速創建一個連接，完成要做的事，然後斷開連接。
2.11 範式
2.11.1 客戶端-服務器架構，在客戶端-服務器架構中，客戶端通過網絡向服務器發送請求，服務器回覆響應，這就是互聯網被的主要範式
2.11.2 面向服務的架構，客戶端-服務器架構之上的進一步抽象就是面向服務的範式，這是一個將服務器中的信息組織成服務的模型。
正式合約、鬆耦合、抽象化、可重用性、無狀態、可組合性、自治、可發現性。
第3章 低功耗藍牙的體系結構
介紹低功耗藍牙的主要系統架構，包括控制器、主機、應用層
低功耗藍牙的體系結構分爲三個基本部門，控制器、主機、應用程序。控制器是一個物理設備，能夠發送和接收無線電信號，並懂得如何將這些信號翻譯成攜帶信息的數據包。主機通常是一個軟件棧，管理兩臺或者多臺設備間如何通信以及如何利用無線電同時提供幾種不同的服務。應用程序則使用軟件棧，進而是控制器來實現用戶實例。
在控制器內既有物理層和鏈路層，又有直接測試模式和主機控制器接口HCI層的下半部分。在主機內包含三個協議，邏輯鏈路控制和適配協議L2CAP、屬性協議Attribute protocol、安全管理器協議Security manager protocol，此外還包括通用屬性規範GATT、通用訪問規範GAP和模式mode。
3.1 控制器
3.1.1 物理層，物理層是採用2.4GHz無線電完成艱鉅的傳輸和接收工作的。在低功耗藍牙中，採用了高斯頻移鍵控GFSK的調製方式改變無線電的頻率進行數據的傳輸。
3.1.2 直接測試模式，直接測試模式運行測試者讓控制器的物理層發送一系列測試數據包或者接收一系列數據包，測試者隨後可以分析收到的數據包，或者根據接受的數據包數量判斷物理層是否遵循RF規範。
3.1.3 鏈路層，鏈路層是低功耗藍牙體系中最複雜的部分，負責廣播、掃描、建立、維護連接，以及確保數據包按照爭取的方式組織、正確的計算校驗值以及加密序列等。鏈路層分爲廣播信道和數據信道，未建立連接的設備使用廣播信道發送數據。廣播信道有3個，設備利用廣播信道進行廣播，通告自身爲可連接或者可發現的，並且執行掃描或者發起連接，在連接建立後，設備利用數據信道來傳輸數據。數據信道有37個，由一個自適應跳頻引擎控制以實現魯棒性，在數據信道中，允許一端向另一端發送數據、確認，並在需要時重傳，此外還能爲每個數據包進行加密和認證。
3.1.4 主機、控制器接口，主機控制器接口實際上有兩個獨立的部分組成：邏輯接口和物理接口。邏輯接口定義了命令和事件及其相關的行爲。物理接口定義了命令、事件和數據如何通過不同的連接技術來傳輸。
3.2 主機
3.2.1 邏輯鏈路控制和適配協議L2CAP，這個協議是低功耗藍牙的複用層。低功耗藍牙只使用固定信道：一個用於信令信道，一個用於安全管理器，還有一個用於屬性協議。低功耗藍牙只有一個幀格式即B幀。
3.2.2 安全管理器協議，安全管理定義了一個簡單的配對和祕鑰分發協議。
3.2.3 屬性協議，屬性協議定義了訪問對端設備上的數據的一組規則。數據存儲在屬性服務器的屬性裏，供屬性客戶端執行讀寫操作。客戶端將請求發送至服務器，後者回覆響應信息。屬性協議定義了6種類型的信息。屬性是被編址並打上標籤的一小塊數據，每個屬性均包含一個用來標識該屬性的唯一句柄、一個用於標識存儲數據的類型以及一個值。
3.2.4 通用屬性協議，通用屬性規範位於屬性協議之上，定義了屬性的類型和使用方法。通用屬性規範引入了一些概念，包括特性、服務、服務之間的包含關係、特性描述符等。它還定義了一些規程，用來發現服務、特性、服務之間的關係，以及用來讀取和寫入特性值。
服務是設備上若干原子行爲的不可變封裝。
封裝是指簡潔地表達事物的功能。
行爲是指事物響應特定情況或者刺激的方式。
服務間的關係是實現設備公開的複雜行爲的關鍵。
3.2.5 通用訪問規範，通用訪問規範定義了設備如何發現、連接，以及爲用戶提供有用的信息。還定義了設備之間如何建立長久的關係，即綁定。要啓用這個功能，規範定義了設備如何實現可發現、可連接、可綁定。還介紹了設備如何使用規程以發現其他設備、連接到其他設備、讀取他們的設備名並和它們進行綁定。
3.3 應用層
3.3.1 特性，特性是採用已知格式、以通用唯一識別碼作爲標記的一小塊數據。
3.3.2 服務，服務是人類可讀的一組特徵及其相關的行爲規範。
3.3.3 規範，規範是用例或引用的最終體現。
3.4 協議棧劃分
第4章 新的使用模型
描述低功耗技術使能新的使用模型
4.1 存在檢測
“存在”是指當前發生的、或於某處出現的狀態或者事實。
掃描模式可以分爲：主動掃描和被動掃描，主動掃描時掃描者從廣播者請求更多的信息，以獲得額外的靜態數據，被動掃描時，掃描者僅僅偵聽廣播報文，並不發送請求。鏈路層收到廣播數據包後會將他們交給主機。
4.2 廣播數據
廣播數據有助於提升用戶體驗的三個主要方面：發起連接建立、公告、廣播信息。
4.3 無連接模式
設計並實現無連接模型是從經典藍牙到低功耗藍牙的一個最大的變化。在無連接模型中，設備無需爲有效信息的快速交互保持連接。
4.4 網關
實現了互聯網協議和藍牙協議的轉換