2022年大學(xué)-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-完整-課件-無(wú)線通信

6.4藍(lán)牙技術(shù)

6.4.1概述

藍(lán)牙的要求：芯片體積要小

能耗要低

需提供和有線連接相媲美的安全性能

藍(lán)牙區(qū)別于其它無(wú)線技術(shù)的一個(gè)典型特征是它能基于各設(shè)備各自的功能提供“聯(lián)合使用模型”。

工作原理

藍(lán)牙設(shè)備之間可互相探查，進(jìn)行連接形成自組網(wǎng)

48位的設(shè)備地址BD_ADDR

發(fā)起連接的那個(gè)設(shè)備叫主單元，其余被連接的為從單元

從單元被暫時(shí)分配一個(gè)3位的活躍成員地址AM_ADDR

由一個(gè)主單元和一個(gè)或多個(gè)從單元組成的自組網(wǎng)稱為微微網(wǎng)，一個(gè)微微網(wǎng)最多只可以有7個(gè)從單元

由多個(gè)這種微微網(wǎng)結(jié)合形成了散射網(wǎng)，如圖6-15所示。

其中有一個(gè)從單元同時(shí)屬于兩個(gè)微微網(wǎng)，它可起一個(gè)橋的作用，將兩個(gè)微微網(wǎng)連起來(lái)

通信時(shí)，單個(gè)單元的峰值傳輸速率可達(dá)到721kbits/s

6.4.2協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)

圖6-16藍(lán)牙協(xié)議棧示意圖藍(lán)牙無(wú)線層：定義了工作在GHz頻段的藍(lán)牙收發(fā)設(shè)備的一些要求及特征，管理收發(fā)比特流的過(guò)程

基帶層：實(shí)現(xiàn)鏈路的控制

；還負(fù)責(zé)分時(shí)、分組、成楨、糾錯(cuò)以及流控制

藍(lán)牙兩種類(lèi)型的鏈接：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的同步面向連接鏈路和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的異步無(wú)連接鏈路

鏈路管理協(xié)議：負(fù)責(zé)鏈路的建立與配置，管理鏈路的狀態(tài)，維持各從單元之間的公平性，鑒權(quán)以及其它的一些管理功能

邏輯鏈路控制和適配協(xié)議：向上層提供面向連接和無(wú)連接的數(shù)據(jù)服務(wù)

音頻數(shù)據(jù)直接映射到了基帶層

RFCOMM基于ETSIGSM標(biāo)準(zhǔn)的子集，提供串行端口的模擬

服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議用來(lái)查詢其它設(shè)備所能提供的服務(wù)

StandbyInquiry地址未知Page地址已知ConnectedTransmitdataParkHoldSniff釋放成員地址保留成員地址待機(jī)進(jìn)行連接活躍狀態(tài)低能耗模式圖6-17連接狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖detach以上為查詢過(guò)程，A查詢到B、C、D的地址和時(shí)鐘，然后再建立連接：A用C的地址尋呼CC用自己的地址回復(fù)AA將自己的設(shè)備地址和時(shí)鐘發(fā)送給C，A與C進(jìn)行連接

A與B和D重復(fù)上述過(guò)程進(jìn)行連接，連接完后，進(jìn)入connected狀態(tài)通信時(shí)，主單元和從單元交替進(jìn)行收和發(fā)，主單元根據(jù)從單元的數(shù)據(jù)流量來(lái)決定從單元何時(shí)收發(fā)

如果從單元暫時(shí)不需收發(fā)數(shù)據(jù)，它就切換入保持模式直到主單元下次發(fā)信息給它

數(shù)據(jù)傳輸完成后，可使用斷連命令來(lái)結(jié)束連接，這樣，從單元又回到待機(jī)模式

藍(lán)牙設(shè)備的三種低能耗模式

嗅探模式：從單元收發(fā)信息的周期變長(zhǎng)，主單元只在指定的時(shí)隙才能向該從單元發(fā)送信息

保持模式：該模式下從單元只有內(nèi)部時(shí)鐘在運(yùn)行

停靠模式：從單元不參與通信，但仍保持和跳頻信道的同步。通過(guò)切換從單元的活躍狀態(tài)和?？繝顟B(tài)，客觀上可增加一個(gè)微微網(wǎng)的從單元數(shù)目?？磕Ｊ侥芎淖畹?，保持模式次之，而嗅探模式的活躍程度最高，所以其能耗也最高

6.4.4藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及展望

優(yōu)點(diǎn)：可以消除不同數(shù)字裝置之間的界限

消除千頭萬(wàn)緒的電纜線

可以在全世界范圍內(nèi)建立一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使得藍(lán)牙設(shè)備在全世界通用

特點(diǎn)：“自組網(wǎng)”，即連即用

采用了跳頻技術(shù)，具有擴(kuò)頻通信的優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)：成本太高不支持漫游功能

ISM頻段也給它帶來(lái)一定麻煩

6.5無(wú)線應(yīng)用協(xié)議WAP6.5.1概述

WAP是數(shù)字移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、便攜計(jì)算機(jī)等與因特網(wǎng)進(jìn)行通訊的開(kāi)放性全球標(biāo)準(zhǔn)

WAP的目標(biāo)：通過(guò)這種技術(shù)將Internet的大量信息及各種各樣的業(yè)務(wù)引入到移動(dòng)電話、PALM等無(wú)線終端之中

WAP和WWW結(jié)構(gòu)的比較：WWW體系機(jī)構(gòu)提供了一個(gè)靈活且強(qiáng)有力的設(shè)計(jì)模式(如圖6-18)，WWW標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說(shuō)明了建立一個(gè)通用的應(yīng)用環(huán)境所必需的必要配置

：Request(URL)

客戶機(jī)Web服務(wù)器Web瀏覽器CGIScriptsetc.Content圖6-18WWW設(shè)計(jì)模型

Response(Content)

標(biāo)準(zhǔn)命名模型－－WWW上所有的服務(wù)器及其內(nèi)容都是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上標(biāo)準(zhǔn)的通用資源定位符（URL）來(lái)命名內(nèi)容分類(lèi)――WWW上所有內(nèi)容都有特定的類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容格式――所有的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器都支持一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容格式集標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議――標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議允許任何網(wǎng)絡(luò)瀏覽器連接到任何網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器WWW協(xié)議定義了三類(lèi)服務(wù)器：源數(shù)據(jù)服務(wù)器――用戶訪問(wèn)的資源（或?qū)⒁獎(jiǎng)?chuàng)建的資源）所在的服務(wù)器代理服務(wù)器――這是一種中間程序，它既是服務(wù)器又是客戶機(jī)網(wǎng)關(guān)――為其他服務(wù)器擔(dān)當(dāng)媒介的中間服務(wù)器WAP設(shè)計(jì)模型(如圖6-19)客戶機(jī)源數(shù)據(jù)服務(wù)器WAEUserAgentCGIScriptsetc.Content圖6-19WAP設(shè)計(jì)模型

EncodersAndDecoders網(wǎng)關(guān)EncodedRequestEncodedResponseRequestResponse(Content)WAP定義了一組標(biāo)準(zhǔn)組件，以使移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間能進(jìn)行通信。包括：

標(biāo)準(zhǔn)命名模型－－利用URL來(lái)識(shí)別源數(shù)據(jù)服務(wù)器上的內(nèi)容；利用URI來(lái)識(shí)別設(shè)備上的本地資源

內(nèi)容分類(lèi)

－－允許WAP用戶代理在這基礎(chǔ)上進(jìn)行正確處理

標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容格式－－基于WWW技術(shù)之上，包括標(biāo)記語(yǔ)言、圖象和腳本語(yǔ)言等

標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議－－WAP通信協(xié)議使得移動(dòng)終端能和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行通信

WAP利用代理技術(shù)連接WWW和無(wú)線區(qū)域，WAP代理一般包含以下功能：

協(xié)議網(wǎng)關(guān)－－將來(lái)自WAP協(xié)議棧（WSP、WTP、WTLS和WDP）的請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為WWW協(xié)議棧（HTTP和TCP/IP）的請(qǐng)求內(nèi)容編、解碼器－－內(nèi)容編碼器將WAP內(nèi)容壓縮編碼，以減少它在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量用戶代理能力管理－－用戶代理能力描述了客戶端的能力及個(gè)人偏好高速緩存代理－－緩存一些頻繁訪問(wèn)的資源，加快無(wú)線網(wǎng)絡(luò)端的訪問(wèn)速度

WAP典型的組網(wǎng)模型：WirelessNetworkInternetWTAServerPushProxySupportingServersMasterPullProxyAPPServerAPPServerAPPServerAPPServerAPPServerSecureFullProxySecureNetwork圖6-20WAP網(wǎng)示例6.5.2協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

WAP協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)為移動(dòng)通信設(shè)備提供了一個(gè)可縮放和可擴(kuò)展的應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境，這是由于它采用了協(xié)議棧的分層設(shè)計(jì)完成（如圖6-21）

WAP協(xié)議棧的層：載體：GSM、IS-136、CDMA、PHS、CDPD等無(wú)線數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議WDP：WDP對(duì)WAP的上層協(xié)議提供一致服務(wù)，使得它們能透明地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸而意識(shí)不到下層載體的區(qū)別無(wú)線傳輸層安全性WTLS：提供下列特性數(shù)據(jù)完整性

保密性

鑒權(quán)

拒絕服務(wù)保護(hù)

無(wú)線事務(wù)協(xié)議WTP：在安全或非安全的數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)上有效地運(yùn)行并提供以下特性

三種事務(wù)服務(wù)：不可靠單向請(qǐng)求；可靠單向請(qǐng)求；可靠雙向請(qǐng)求/響應(yīng)事務(wù)

可選的用戶間可靠性

可選的帶外數(shù)據(jù)的確認(rèn)PDU的合并以及延遲確認(rèn)，以減少傳送消息的數(shù)量異步事務(wù)

無(wú)線會(huì)話協(xié)議WSP：包含適合瀏覽方面的應(yīng)用程序的服務(wù)(WSP/B)，WSP/B提供下列功能

壓縮的空中編碼中的的功能和語(yǔ)義

長(zhǎng)久的會(huì)話狀態(tài)

會(huì)話遷移時(shí)的會(huì)話掛起和恢復(fù)

對(duì)可靠和不可靠數(shù)據(jù)“推”（push）的功能

協(xié)議特性的協(xié)商

無(wú)線應(yīng)用環(huán)境WAE：WAE包括一個(gè)微瀏覽器，微瀏覽器相關(guān)的功能有

無(wú)線標(biāo)記語(yǔ)言WMLWML腳本

無(wú)線電話應(yīng)用

內(nèi)容格式

其它服務(wù)和應(yīng)用：WAP協(xié)議棧的每一層協(xié)議不僅能被WAP使用，它們還能直接用來(lái)開(kāi)發(fā)無(wú)線領(lǐng)域的應(yīng)用程序

6.5.3WML語(yǔ)言簡(jiǎn)介通過(guò)例子程序，我們知道：

文檔結(jié)構(gòu)：WML文檔是由Deck和Card構(gòu)成的

，<wml>標(biāo)簽用來(lái)表明這是一個(gè)WML的Deck。一個(gè)Deck是一個(gè)或多個(gè)Card的集合

一個(gè)XML聲明和一個(gè)文件類(lèi)型聲明文件頭（Head）：由<head>標(biāo)簽標(biāo)記開(kāi)始一個(gè)Deck可以包含多個(gè)Card，<card>可以包含以下可選的屬性：id屬性用來(lái)指定Card的名字，可用來(lái)在Card間跳轉(zhuǎn)

title屬性用來(lái)作為書(shū)簽的標(biāo)記

newcontext屬性，默認(rèn)值為false，用來(lái)指示當(dāng)跳轉(zhuǎn)到本Card時(shí)，手機(jī)是不是要清除以前保留的信息

ordered屬性，默認(rèn)值是true，表明該Card里的內(nèi)容是按固定的順序顯示，還是按用戶的選擇來(lái)顯示

onXXX屬性，用來(lái)捕捉事件

WAP和WWW結(jié)構(gòu)的比較：AndDecoders協(xié)議網(wǎng)關(guān)－－將來(lái)自WAP協(xié)議棧（WSP、WTP、WTLS和WDP）的請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為WWW協(xié)議棧（HTTP和TCP/IP）的請(qǐng)求由一個(gè)主單元和一個(gè)或多個(gè)從單元組成的自組網(wǎng)稱為微微網(wǎng)，一個(gè)微微網(wǎng)最多只可以有7個(gè)從單元?？磕Ｊ剑簭膯卧粎⑴c通信，但仍保持和跳頻信道的同步。A發(fā)出查詢信息，請(qǐng)求別的設(shè)備的設(shè)備地址及其時(shí)鐘無(wú)線會(huì)話協(xié)議WSP：包含適合瀏覽方面的應(yīng)用程序的服務(wù)(WSP/B)，WSP/B提供下列功能Response(Content)WWW協(xié)議定義了三類(lèi)服務(wù)器：代理服務(wù)器――這是一種中間程序，它既是服務(wù)器又是客戶機(jī)A與B和D重復(fù)上述過(guò)程進(jìn)行連接，連接完后，進(jìn)入connected狀態(tài)的標(biāo)記語(yǔ)言為XHTML，而XHTML繼承了XML的語(yǔ)法，即將代替所有網(wǎng)站的HTML代理服務(wù)器――這是一種中間程序，它既是服務(wù)器又是客戶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)命名模型－－WWW上所有的服務(wù)器及其內(nèi)容都是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上標(biāo)準(zhǔn)的通用資源定位符（URL）來(lái)命名通信時(shí)，單個(gè)單元的峰值傳輸速率可達(dá)到721kbits/s模板：為了節(jié)省資源，可以把每個(gè)Card中都要用到的任務(wù)設(shè)置在模板中，供當(dāng)前Deck中所有Card使用，如果個(gè)別Card不需要該模板內(nèi)容，可以覆蓋掉它注釋?zhuān)鹤⑨寖?nèi)容是方便制作者閱讀源代碼，不會(huì)被瀏覽器顯示注意：WML對(duì)大小寫(xiě)敏感

6.5.4WAP的應(yīng)用及其展望

失敗了，主要原因有：手機(jī)的屏幕很小，輸入方式(電話鍵盤(pán))不方便，電池也不能滿足長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)機(jī)上網(wǎng)的需求，同時(shí)必須通過(guò)WAP協(xié)議，把因特網(wǎng)上的信息簡(jiǎn)化