无线网络课件章个域

第4章无线个域网内容提要4．1概述4．2IEEE802.15标准4．3蓝牙技术简介4．4蓝牙无线电规范4．5蓝牙基带规范4．6蓝牙链路管理器规范4．7蓝牙逻辑链路控制和自适应协议4．8蓝牙服务发现协议4．1

概述无线个域网(WirelessPersonalAreaNetwork,WPAN)一种短距离、低成本、小功耗的自组网无线通信技术特点：10米左右的覆盖范围现有的主要技术蓝牙(BlueTooth)红外IrDA家用射频HomeRFUWBZigbee……蓝牙(BlueTooth)一种重要的短距离无线通信技术支持点对(多)点提供语音/数据业务目前最成熟、最流行的无线个域网技术红外线IrDA

一种应用广泛的短距离无线技术，如家用电器遥控器等优点：具备良好的私密性、成本低缺点：不适合共享、易干扰、延迟、低速。红外传输技术在音频领域的应用：漫步者在2008年发布的Ramble红外功放。家用射频HomeRF在家庭区域内，PC与电子设备之间的无线数据通信技术2.4GHz，支持语音/数据50m，1~2Mbps例如，耳神开发了RF无线魔盒，用于音频传输，其传输距离为50m，远超过蓝牙。至于其带宽及干扰有待细究。UWB(UltraWideBand)在较宽的频谱上传送极低功率的信号，来传输数据在10米左右的范围内实现x00Mbps至xGbps的传输速率特点抗干扰性能强传输速率高带宽高耗能少未来短距离无线通信的主流技术。Zigbee一种新型的短距离、低功耗、低成本、低速率无线通信技术较低的数据传输速率，几百kbps专门传输少量数据，例如传感器数据8蜜蜂在发现花丛后会通过一种特殊的肢体语言来告知同伴，这种肢体语言就是ZigZag舞蹈，借此意义Zigbee作为新一代无线通讯技术的命名。

WHDI（WirelessHDMI）无线高分辨率数字多媒体接口一种针对于高清的无线技术，5GHz频段，数据传输速度可达1.5Gbps，传输720P/1080i的非压缩HDTV影像。传输距离较远为30m几乎没有延迟穿透力很强。支持WHDI的微处理芯片不仅可以高清电视，还能控制家用A/V设备，连接网络娱乐音频视频游戏。

WiHD（WirelessHD高清)60GHz频段传输距离10米内数据传输速率高达4Gbps用于传输高质量、高清晰度无压缩视频，构建和管理用户自己的无线视频局域网

（WVLAN）三大无线音频技术蓝牙、AirPlay、WiFi

各有特色，搭配音源设备不同，场合应用也不同Hi-Fi爱好者蓝牙蓝牙在智能手机及平板电脑中都有，比较普及十米的传输范围，满足中小户型要求，配对过程简单迅速最最主要是，蓝牙音箱的售价低廉，音质效果虽然没有那么突出无法满足发烧友，毕竟只有十米范围，大房子不够AirPlayAirPlay，是苹果公司基于局域网研发的一项无线技术不具备良好的开放性，只针对苹果用户而设计，普及困难操控起来也不像蓝牙那么简单，需要在苹果设备上安装相应的软件程序才能使用AirPlay也有它的优势，就是得到很多大牌音响厂商的支持，而且信号传输距离比较远，并且支持一点对多点的传输方式WiFi音频就是通过无线网来实现无线音乐播放：在良好的WiFi环境，通过中控器直接操控房间内所有WiFi音箱，播放同一首或不同的歌曲比较适合豪宅，如美国那种独立的大HOUSE和AirPlay技术一样，WiFi音箱也定位于高端用户及超级发烧友。国内很少有WiFi音箱，国外做的最成功的当属SONOS。市场流行的这三大无线音频技术，是针对不同群体而设计。普通用户，对音箱的功能及音质没有任何苛刻要求的话，首选蓝牙音箱，经济实惠；要求音质的用户，可以考虑AirPlay音箱，虽然前期连接稍微有些复杂，但有很多大牌知名音响厂商的支持，音质得到很好效果；豪宅用户，果断抛弃蓝牙，首选WiFi音箱。展望未来抛开成本因素，单从技术和音质角度而言：WiFi取代蓝牙是必然趋势。4.2

IEEE802.15标准IEEE802.15工作组IEEE为无线个人区域网(WPAN)而成立的，专门开发有关短距离无线通信的WPAN标准。1任务组构成802.15.1是以既有蓝牙标准为基础，制定蓝牙无线通信规范的一个正式标准。802.15.2工作组目的是要802.11和802.15开发共存的推荐规范。802.15.3任务组在开发较高数据传输速率的标准。802.15.3a的目标是要在使用同样的MAC层上提供比802.15.3更高的数据率802.15.4任务组则开发一个非常低成本、非常低功耗的低数据率的无线技术。2

IEEE802.15协议体系结构3

WLAN与WPAN比较

4.3

蓝牙技术简介是IEEE802.15.1的基础，源于1994年爱立信公司的一项研究，旨在在移动电话及其附件之间探求一种新的低功耗、低成本的空中接口。1998年5月，4家公司联合成立蓝牙特殊利益集团(SIG)1999年7月SIG公布了蓝牙规范1.0版1999年12月公布了蓝牙规范1.0b版2001年4月公布了1.1版2003年11月公布了1.2版本2004年8月公布了2.0版本目前：1蓝牙技术的诞生与发展2蓝牙技术优点随时随地无线连接低功耗，对人体伤害小集成电路简单，成本低廉，易于实现推广。具有很强的移植性，可应用于多种通信场合，如WAP、GSM、DECT(欧规数字无绳通信)等3蓝牙标准文档构成核心规范(corespecifications):描述了从无线电接口到链路控制的不同层次蓝牙协议体系结构的细节。概要规范(profilespecifications):考虑使用蓝牙技术支持不同的应用。每个概要规范讨论在核心规范中定义的技术，以实现特定的应用模型(UsageModel)。4蓝牙协议体系结构5核心协议栈(coreprotocol)(1)无线电(radio)：确定包括频率、跳频的使用、调制模式和传输功率在内的空中接口细节。(2)基带(baseband)：考虑一个微微网中的连接建立、寻址、分组格式、计时和功率控制。(3)链路管理器协议(linkmanagerprotocol，LMP)：负责在蓝牙设备和正在运行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安全因素。(4)逻辑链路控制和自适应协议(logicallinkcontrolandadaptationprotocol，L2CAP)：使高层协议适应基带层。L2CAP提供无连接和面向连接服务。(5)服务发现协议(servicediscoveryprotocol，SDP)：询问设备信息、服务与服务特征，使得在两个或多个蓝牙设备间建立连接成为可能。Lifi利用闪烁的灯光来传输数字信息，这个过程被称为可见光通讯(VLC)，人们常把它亲切地称为“Lifi”，以示它能给目前以WiFi为代表的无线网络传输技术可能带来革命性的改变。复旦大学计算机科学技术学院教授薛向阳告诉记者，目前的无线电信号传输设备存在很多局限性，它们稀有、昂贵、但效率不高。相比之下，全世界使用的灯泡却取之不尽，尤其在国内LED光源正在大规模取代传统白炽灯。只要在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片，便可让灯泡变成无线网络发射器。可见光通讯安全又经济科研人员不仅在实验室环境中利用可见光传输网络信号，并且实现能够“一拖四”，即点亮一盏小灯，4台电脑即可同时上网、互传网络信号。研究中，给普通的LED灯泡装上微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1,灭了代表0。由于频率太快，人眼根本觉察不到，光敏传感器却可以接收到这些变化。就这样，二进制的数据就被快速编码成灯光信号并进行了有效的传输。灯光下的电脑，通过一套特制的接收装置，读懂灯光里的“莫尔斯密码”。“有灯光的地方，就有网络信号。关掉灯，网络全无。”迟楠告诉记者，与现有WiFi相比，未来的可见光通讯安全又经济。WiFi依赖看不见的无线电波传输，设备功率越来越大，局部电磁辐射势必增强；无线信号穿墙而过，网络信息不安全。这些安全隐患，在可见光通讯中“一扫而光”。而且，光谱比无线电频谱大10000倍，意味着更大的带宽和更高的速度，网络设置又几乎不需要任何新的基础设施。Lifi技术也有其局限性当然，作为一种尚在实验室的全新网络技术和产品，其未来潜力也不应被过分高估。“因为，从灯光通讯控制到芯片设计制造等一系列关键技术产品，都