基于A2DP框架的近距离无线音频通信研究
2 消息传递机制
该轻型框架模块协议层之间的交互是通过消息传递机制来实现的，消息的种类可分为以下4种。
①请求消息REQ
该消息是上层协议向下层协议主动发出的请求。
②确认消息CFM
上层协议发出的每个REQ消息，都会收到下层协议发上来的确认。
③指示消息IND
该消息是下层协议向上层协议主动发起的告知。
④响应消息REP
对于每个下层协议主动发上来的IND消息，上层协议都对此消息进行响应。
图4 协议间的消息传递
协议间的消息传递如图4所示。
采用基于消息传递机制的实现方法的优点如下：
①协议层之间交互通过固定的消息接口，即使上下层协议模块升级，也不会影响本层协议模块的功能，有很好的移植性和可复用性。
②各层协议都是异步通信，可以大大降低拥塞情况的发生。
③协议栈进程可以在上层管理一个消息队列，统一进行消息收发，当消息向下传递过程中遭到拒绝时，可以实现消息的重传功能。
④与每层协议都用一个单独的任务来实现相应功能相比，采用消息机制的方法节省了系统调度时间，更具有实时性，同时避免了死锁的发生。
3 重要数据结构
①消息结构体
消息结构体分为3个域：发送模块Id、接收模块Id、消息枚举类型。具体定义如下：
typedef struct
{
BT_ModuleId sender;
BT_ModuleId receiver;
BT_Primitive primitive;
} BT_Header；
②流端点结构体
流端点SEP存在于应用层中，而应用层又在AVDTP中注册它的SEP，使其他设备可以发现和连接。SEP在3个模块―A2DP、GAVDP、AVDTP中有着不同的结构体类型，以适应本层协议的特殊作用。以A2DP模块为例，其SEP结构体具体定义如下：
typedef struct
{
GAVDP_Handle streamHandle;
BT_U8 *codecInfoElement;
BT_U8 lengthInfoElements;
AVDT_MediaCodecType codecType;
ChannelConfig configuration;
AVDT_ResponseCode pendingRspCode;
BT_TimerId resendTimerId;
} StreamEndPoint；
4 各模块主要功能及消息接口
各模块是通过自己的消息函数来接收不同的枚举消息，并转向各自的消息处理函数，下面具体分析每个模块所实现功能。
①A2DP模块
A2DP模块实现了通过GAVDP管理SEP和SEP能力的功能，并且在SRC和SNK之间为音频流文本设置和配置了流通道。根据A2DP模块的通信流程把它的消息接口分为6种类型：流设置消息，它又可分为对等流端点发现和流配置两个步骤；流通道释放消息；开始/挂起流消息；配置/重新配置消息；发现/得到能力消息；媒体流开始消息。
②GAVDP模块
GAVDP模块从多个使用者角度出发，管理本地流SEP和SEP能力的注册，处理从远程设备发来的发现查询请求和得到能力请求，同时基于用户注册的SEP信息，自动发送响应。
由于GAVDP模块的功能是上层A2DP模块的细化，因此可以将GAVDP的消息接口和A2DP模块的接口类型作一致性设计，两者消息接口类型基本相同。
③AVDTP模块
AVDTP模块负责建立一个到远程蓝牙设备的AVDTP信令通道，并借助于AVDTP协议发送所有的信令命令，同时为媒体流建立传输通道，必要的话为校验和报告也建立通道，另外还支持信令和媒体消息的分段。AVDTP模块数据通信最基本的流程为SEP发现→获取SNK能力→数据流配置→数据流建立→数据流开始→数据流挂起→数据流重新配置→数据流释放。相应的SEP在AVDTP模块中的状态机如图5所示。
图5 SEP在AVDTP模块中的状态机
整个通信过程各个状态之间的跃迁靠下列消息来触发：
A：AVDT_SET_CONFIGURATION _REQ
B：AVDT_OPEN_REQ
C：AVDT_START_REQ
D：AVDT_SUSPEND_REQ
E：AVDT_CLOSE_REQ
F：AVDT_ABORT_REQ
G：AVDT_RECONFIGURE_REQ
H：AVDT_MEDIA_REQ
在空闲状态下，发送A消息之前，空闲状态下要发出一系列动作，包括连接请求、发现请求和获取SNK能力请求等。从空闲态到配置态的跃迁过程，本协议栈统称为流设置过程。
在打开状态下发送C消息之后，就进入了流控状态，此时通过H消息就可以发送从SRC到SNK的媒体流数据包。
在通信过程中的任何状态下，都可以通过发送F消息，进入中止态，进而回到没有连接任何远程SEP的空闲状态。
测试及结论
该轻型协议栈的实现与测试，可以基于CSR先进的BlueCore4蓝牙芯片来完成。该芯片支持蓝牙2.0+EDR规范，并提供2.1Mb/s的数据传输速率，比标准蓝牙快3倍，可实现更快速的连接，同步支持多个蓝牙链路，以及音频流等更宽带宽的新兴应用。最上层的音频应用程序实现了一个简单的具有处理SBC格式编解码信息的播放器，该应用程序和部分高层协议栈通过交叉编译，下载到硬件平台主机端。而播放器程序是通过调用本协议栈提供的API，进行音频数据流分发。对于音频数据的接收端SNK，采用摩托罗拉HT820立体声耳机进行测试，在长时间播放音频数据的情况下，仍然会存在音频停顿的现象。使用一种截获空中蓝牙信号并进行协议分析的工具Airsniffer，抓取流媒体传输数据包，经分析，音频数据并未丢失，而是流控机制存在问题，需要进一步完善。
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