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1、第4章无线个域网内容提要v41概述v42IEEE802.15规范v43蓝牙技术简介v44蓝牙无线电规范v45蓝牙基带规范v46蓝牙链路管理器规范v47蓝牙逻辑链路控制和自顺应协议v48蓝牙效力发现协议41概述概述无线个人区域网(WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN，简称无线个域网)技术就是一种满足上述运用需求的小范围无线衔接、微小网自主组网的通讯技术。无线个域网技术v蓝牙(BlueTooth)vIrDAvHomeRFvUWBvZigbee42IEEE802.15规范范IEEE802.15任务组是IEEE针对无线个人区域网(WPAN)而成立的，开发有关短间隔范围的WP
2、AN规范。4.2.1规范构成规范构成v802.15.1是以既有蓝牙规范为根底，制定蓝牙无线通讯规范的一个正式规范。v802.15.2任务组目的是要802.11和802.15开发共存的引荐规范。v802.15.3任务组的兴趣在开发对比于802.11设备是低本钱和低功耗的设备的规范上。v802.15.3a的目的是要在运用同样的MAC层上提供比802.15.3更高的数据率v802.15.4任务组那么开发了一个非常低本钱、非常低功耗的比802.15.1数据率要低的设备规范。IEEE802.15协议体系构造WLAN与WPAN4.3蓝牙技术简介v是IEEE802.15.1的根底，源于1994年爱立信公司的
3、一项研讨，旨在在挪动及其附件之间探求一种新的低功耗、低本钱的空中接口。v1998年5月，4家公司结合成立蓝牙特殊利益集团(SIG)v1999年7月SIG公布了蓝牙规范1.0版v1999年12月公布了蓝牙规范1.0b版v2001年4月公布了1.1版v2003年11月公布了1.2版本v2004年8月公布了2.0版本4.3.1蓝牙技术的诞生与开展蓝牙技术的诞生与开展蓝牙技术优点v(1)可以随时随地地用无线接口替代有线电缆衔接；v(2)具有很强的移植性，可运用于多种通讯场所，如WAP、GSM(全球挪动通讯系统)、DECT(欧规数字无绳通讯)等，引入身份识别后可以灵敏地实现遨游；v(3)低功耗，对人体损
4、伤小；v(4)蓝牙集成电路简单，本钱低廉，实现容易，易于推行。4.3.3蓝牙规范文档构成蓝牙规范文档构成v中心规范(corespecifications):描画了从无线电接口到链路控制的不同层次蓝牙协议体系构造的细节。v概要规范(profilespecifications):思索运用蓝牙技术支持不同的运用。每个概要规范讨论在中心规范中定义的技术，以实现特定的运用模型(UsageModel)。4.3.4蓝牙协议体系构造蓝牙协议体系构造中心协议(coreprotocol)构成五层栈v(1)无线电(radio)：确定包括频率、跳频的运用、调制方式和传输功率在内的空中接口细节。v(2)基带(baseb
5、and)：思索一个悄然网中的衔接建立、寻址、分组格式、计时和功率控制。v(3)链路管理器协议(linkmanagerprotocol，LMP)：担任在蓝牙设备和正在运转的链路管理之间建立链路。这包括诸如认证、加密及基带分组大小的控制和协商等平安要素。v(4)逻辑链路控制和自顺应协议(logicallinkcontrolandadaptationprotocol，L2CAP)：使高层协议顺应基带层。L2CAP提供无衔接和面向衔接效力。v(5)效力发现协议(servicediscoveryprotocol，SDP)：讯问设备信息、效力与效力特征，使得在两个或多个蓝牙设备间建立衔接成为能够。4.3.
6、5运用模型运用模型大量运用模型定义在蓝牙的概要规范文档中。本质上，一个运用模型是一套实施特定的基于蓝牙的运用的协议。每个概要文件定义了支持一特定运用模型的协议和协议特性。文件传输拨号联网LAN接入同步无绳或内部通讯耳机4.3.7悄然网和分布式网络v蓝牙中的根本联网单元是一个悄然网，它由一台主设备和17台活泼的从设备组成。v一个悄然网中的设备也可作为另一个悄然网的一部分存在，并在每个悄然网中，起从设备或主设备功能,这种方式的重叠被称为分布式网络(scatternet)。主/从关系无线网络的配置4.4蓝牙无牙无线电规范范拓拓 扑扑一个逻辑的星形结构中，一个逻辑的星形结构中，高达高达7条并行链路条并
7、行链路调制GFSK数据速率的峰值/Mb/s1RF带宽220kHz(-3dB)，1MHz(-20dB)RF波段2.4GHz,ISM波段RF载波23/79载波的间隔/MHzl传输功率/W0.1微微网的接入FH-TDD-TDMA频跳率/跳/s1600分布式网络的接入FH-CDMA国际上蓝牙的频率分配国际上蓝牙的频率分配区区 域域调节范围调节范围/GHzRF信道信道美国、欧洲的大部分国家和其他国家中的大部分242483 5f2402+nMHz，n0，78日本24712497f=2473+nMHz，n0，22西班牙24452475f=2449+nMHz，n0，22法国244652483 5f=2454+
8、nMHz，n0，22蓝牙利用波段中的2.4GHz波段。在大多数国家，此带宽足以定义79个1MHz的物理信道4.5蓝牙基牙基带规范范v4.5.1跳频v4.5.2物理链路v4.5.3分组v4.5.4纠错v4.5.5逻辑信道v4.5.6信道控制v4.5.7蓝牙音频4.5.1跳频v目的：v(1)它妨碍干扰和多路效应。v(2)它为放置在不同悄然网中的设备提供多种接入的方式。v总带宽被分为79(几乎一切国家)个物理信道，每个信道的带宽为1MHz。在一个伪随机序列中，经过从一个物理信道跳到另一个物理信道，出现了跳频。4.5.2物理链路物理链路v面向同步衔接(synchronousconnectionorie
9、nted，SCO)：在涉及主设备和一个单独从设备的点对点衔接间分配固定的带宽。在规那么的间隔中，主设备经过运用预留的时隙维持SCO链路。预留的根本单位是两个延续的时隙(每个在各自的传输方向上)。主设备能支持的并行SCO链路高达3个，而从设备能支持2或3个SCO链路。SCO分组不重传。v异步无衔接(asynchronousconnectionless，ACL)：主设备与悄然网中一切从设备间的一条点对多点的链路。在未预留给SCO链路的时隙中，主设备能与任一以单时隙为根底的从设备交换分组，包括已在SCO链路上的从设备。只需单独的ACL链路可以存在。大多数ACL分组运用分组重传。4.5.3分组分组4.
10、5.4纠错纠错蓝牙运用三种纠错方式：(1)l/3比例的FEC(forwarderrorcorrection，前向纠错)。(2)2/3比例的FEC。(3)ARQ(automaticrepeatrequest，自动重发恳求)。4.5.5逻辑信道逻辑信道(1)链路控制(linkcontrol，LC)(2)链路管理(linkmanager，LM)(3)用户异步(userasynchronous，UA)(4)用户等时(userisochronous，UI)(5)用户同步(usersynchronous，US)4.5.6信道控制信道控制v两个主要的形状：v(1)维持(standy)：默许形状。这是一个低功
11、率形状，只需一个本地时钟在任务。v(2)衔接(connection)：设备作为主站或从站连到悄然网。7个暂时子形状(1)寻呼(page)：(2)寻呼扫描(pagescan)(3)主站呼应(masterresponse)(4)从站呼应(slaveresponse)(5)查询(inquiry)(6)查询扫描(inquiryscan)(7)查询呼应(inquiryresponse)形状转换图4.6蓝牙牙链路管理器路管理器规范范vLMP管理主站与从站间的无线电链路的各个方面。协议涉及主站和从站的LMP实体间表现为LMPPDU(protocoldataunit，协议数据单元)方式的报文的交换。报文总是作
12、为单个分组发送，该分组带有一位标识报文类型的负载首部，和一个包含与此报文相关的附加信息的负荷实体。v为LMP定义的过程被分为24个功能区，其中每个都涉及一个或多个报文的交换。4.7蓝牙牙逻辑链路控制和自路控制和自顺应协议v与IEEE802规范中的逻辑链路控制(LLC)一样，L2CAP(logicallinkcontrolandadaptationprotocol，逻辑链路控制和自顺应协议)在共享媒介网络的实体间提供一个链路层协议。vL2CAP为流和过失控制提供大量效力，它依赖于更低层(基带层)。vL2CAP运用ACL链路，它不支持SCO链路。4.7.1L2CAP信道信道v三种类型的逻辑信道：v
13、(1)无衔接(connectionless)：支持无衔接效力。每个信道是单向的，该信道类型普通用于主站向多个从站广播。v(2)面向衔接(connection-oriented)：支持面向衔接的效力。每个信道是双向的(全双工)。每个方向中定义一个效力质量(qualityofservice，QoS)的流规范。v(3)信令(signaling)：提供L2CAP实体问信令报文的交换。实例L2CAP分组4.7.3信令命令信令命令码码描描 述述参参 数数0x01命令拒绝理由0x02连接请求PSM、源CID0x03连接响应目的CID、源CID、结果、状态0x04配置请求目的CID、标志、选项0x05配置响应
14、源CID、标志、结果、选项0x06取消连接的请求目的CID、源CID0x07取消连接的响应目的CID、源CID0x08回送请求数据(可选)0x09回送响应数据(可选)0x0A信息请求信息类型0x0B信息响应信息类型、结果、数据(可选)4.7.4效力质量效力质量vL2CAP中的QoS参数定义一个基于RFC3的通讯流规范。一个流规范是一套参数，指出发送站点试图到达的性能级别。v当被包含在配置恳求中时，此选项描画了从发送恳求设备发往接纳恳求设备的通讯流。v当被包含在正配置呼应中时，此选项从发送呼应的设备的观念描画了进入的通讯流契约。v当被包含在负配置呼应中时，此选项从发送呼应的设备的观念描画了优先进入的通讯流。流规范参数组成(1)效力类型(2)令牌速率(字节/秒)(3)令牌桶的大小(字节)(4)带宽峰值(字节/秒)(5)等待时间(微秒)(6)时延变化(微秒)令牌桶图解4.8蓝牙效力牙效力发现协议v在蓝牙规范提出之前，效力发现协议曾经存在。v在蓝牙设备的无线网络中，本地设备发现、利用远端设备所提供的效力和功能，并向其它蓝牙设备提供本身的效力，这是网络资源共享的途径，也是效力发现协议要处理的问题。v效力发现协议提供了效力注册的方法和访问效力发现数据库的途径。vSIG针对蓝牙网络灵敏、动态的特点，开发了蓝牙公用的效力发现协议。
