第五章无线个域网
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章无线个域网
构建家庭网络
第五章无线个域网
运动中的连接
第五章无线个域网
蓝牙应用实例
第五章无线个域网
蓝牙系统
第五章无线个域网
蓝牙模块
第五章无线个域网
蓝牙传输特性
2.4GHz ISM频带 传输距离为10米 连接便携式和固定设备 点—点和点—多点模式 数据速率
同步（电路交换技术）
几个masters链接到同一个 slave
一个master可以是另一个网 络的slave
第五章无线个域网
蓝牙规范
Core规范
定义了蓝牙各层通信协议 从逻辑上分为传输协议、中间件协议、应用
协议
Profile规范
如何采用协议实现具体的应用产品 通用应用类、电话应用类、联网应用类、对
象交换应用类、音频视频应用类
第五章无线个域网
第五章无线个域网
蓝牙的piconet
Piconet的组成
1个Master节点控制FH通信的同步 7个Slave节点 255个非活跃Packed节点
遵循master的跳频算法
第五章无线个域网
蓝牙的Scatternet
时间和空间层叠的多个 piconets组成一个散射网
为什么叫Bluetooth
Ericsson借用了Harald Gormsen的昵称 blatand->”Bluetooth”
丹麦的国王（A.D. 940~985） 统一了丹麦和挪威
寓意统一不同制造商的不同设备
2000年5月发布了蓝牙应用新图标
第五章无线个域网
Bluetooth的应用
蓝牙好在哪里？
语音和数据传 输，无线联网
UWB
Zigbee
2002年2月准许 2002年下半年 民用
IEEE802.15.3a IEEE802.15.4
RFID
1970年代末开 始民用
未统一
<10m
10-75m
10cm-10m
几十~几百Mb/s 20-250Kb/s
几K~几Mb/s
基带传输
载波调制
载波调制
3.1~10.6GHz 2.4GHz, 915M/868MHz
第五章无线个域网
蓝牙协议栈（续）
第五章无线个域网
蓝牙协议栈逻辑分组
应用组
中间件协议组
传输协议组 传输协议组：使蓝牙设备确认彼此位置，并创建、配置、
管理物理和逻辑链路
包括无线、基带、链路管理器、逻辑链路控制和自适应协议及主 机控制器接口协议
中间件协议组：为了在蓝牙链路上运行应用包括的一些 标准协议
没有线缆连接时 个域网（PAN）
使得一组个人设备协同工作
位置感知服务
仅在有限范围内并且需要时访问额外资源
充当进入Internet的桥梁 构建居家网络 运动中组网
第五章无线个域网
连接计算机以及其他外部设备
第五章无线个域网
支持自组织网络
第五章无线个域网
充当访问Internet的接入点
第五章 无线个域网
第五章无线个域网
提纲
无线个域网—WPAN（U） 蓝牙体系（U） 蓝牙的核心协议（M） 蓝牙的profile（U）
第五章无线个域网
无线个域网
无线个域网络（WirFra Baidu bibliotekless Personal Area Network）
是为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定 群体、无缝连接而提出的无线网络技术。
第五章无线个域网
蓝牙的历史
1994年，Ericsson发起multi-communicator link的研究；
1998年，成立特别兴趣小组（SIG），并更名 为bluetooth
成员：Ericsson、IBM、Intel、Nokia、Toshiba 目标：将计算、通信设备以及附加设备通过短程、
数字家庭网络， 无线传感器网 超宽带视频传 络，工业检测 输 第五章无线个域网
50-500KHz, 56MHz, 0.92.5GHz
门禁系统，物 流管理，高速 公路收费
IEEE 802.15系列
第五章无线个域网
蓝牙（Bluetooth）
第五章无线个域网
Bluetooth
蓝牙是无线技术规范
短程：最大传输距离10米 性能中等：721Kbps 动态配置：自主联网/漫游 低功耗：<2.5mW 支持语音和数据传输
64kbps
异步（分组交换技术）
433.9kbps（对称） 723.2kbps（非对称）
第五章无线个域网
蓝牙拓扑结构
点—点模式
两个蓝牙设备直接通信
Piconet（微网）
共享相同信道 8个蓝牙设备可在小型网络内通信
Scatternet（散网）
多达256个piconet可连接成更大的网络
低耗、低成本的无线电波连接起来 发展：随着Lucent、3Com、Microsoft、Motorola加
入SIG，现在SIG成员超过2500个
1999年，Bluetooth 1.0发布 2002年，IEEE采纳了bluetooth的物理层和数
据链路层，发布了IEEE802.15.1
第五章无线个域网
PPP、IP、TCP、 WAP、OBEX等 RFCCOMM、AT信令、SDP
应用组：包含使用蓝牙链第五路章无的线个实域际网 应用
传输协议组
第五章无线个域网
中间件协议组
第五章无线个域网
应用组
第五章无线个域网
蓝牙的无线电层
规范
定义了载波频率和输出功率 主要处理空中数据的接收和发送
特点
第五章无线个域网
无线个域网标准
IEEE WPAN规范标准主要集中在802.15系列 802.15.1：是蓝牙底层协议的正式标准化版本，
大多数标准制定仍由SIG完成
802.15.1基于Bluetooth1.1 802.15.1a对应Bluetooth1.2
802.15.2：解决WPAN与WLAN共存问题 802.15.3：WiMedia，802.15.3a物理层使用
2.4GHz的ISM 79个信道，1MHz GFSK调制方式（高斯滤波的二进制频移键控） 跳频扩频技术1600/s 收发器的能量分3级
1级：100mW，强制功率控制 2级：2.5mW，功率控制可选 3级：1mW
UWB的多频段OFDM，480Mb/s 802.15.4：Zigbee，是低功耗、低复杂性、低
速率的WPAN标准
第五章无线个域网
WPAN标准对比
发起时间 标准程度 通信距离 传输速率 通信方式 使用频段
典型应用
蓝牙 1998年初
IEEE802.15.1 1-10m 1Mb/s 载波调制 2.4GHz
构建家庭网络
第五章无线个域网
运动中的连接
第五章无线个域网
蓝牙应用实例
第五章无线个域网
蓝牙系统
第五章无线个域网
蓝牙模块
第五章无线个域网
蓝牙传输特性
2.4GHz ISM频带 传输距离为10米 连接便携式和固定设备 点—点和点—多点模式 数据速率
同步（电路交换技术）
几个masters链接到同一个 slave
一个master可以是另一个网 络的slave
第五章无线个域网
蓝牙规范
Core规范
定义了蓝牙各层通信协议 从逻辑上分为传输协议、中间件协议、应用
协议
Profile规范
如何采用协议实现具体的应用产品 通用应用类、电话应用类、联网应用类、对
象交换应用类、音频视频应用类
第五章无线个域网
第五章无线个域网
蓝牙的piconet
Piconet的组成
1个Master节点控制FH通信的同步 7个Slave节点 255个非活跃Packed节点
遵循master的跳频算法
第五章无线个域网
蓝牙的Scatternet
时间和空间层叠的多个 piconets组成一个散射网
为什么叫Bluetooth
Ericsson借用了Harald Gormsen的昵称 blatand->”Bluetooth”
丹麦的国王（A.D. 940~985） 统一了丹麦和挪威
寓意统一不同制造商的不同设备
2000年5月发布了蓝牙应用新图标
第五章无线个域网
Bluetooth的应用
蓝牙好在哪里？
语音和数据传 输，无线联网
UWB
Zigbee
2002年2月准许 2002年下半年 民用
IEEE802.15.3a IEEE802.15.4
RFID
1970年代末开 始民用
未统一
<10m
10-75m
10cm-10m
几十~几百Mb/s 20-250Kb/s
几K~几Mb/s
基带传输
载波调制
载波调制
3.1~10.6GHz 2.4GHz, 915M/868MHz
第五章无线个域网
蓝牙协议栈（续）
第五章无线个域网
蓝牙协议栈逻辑分组
应用组
中间件协议组
传输协议组 传输协议组：使蓝牙设备确认彼此位置，并创建、配置、
管理物理和逻辑链路
包括无线、基带、链路管理器、逻辑链路控制和自适应协议及主 机控制器接口协议
中间件协议组：为了在蓝牙链路上运行应用包括的一些 标准协议
没有线缆连接时 个域网（PAN）
使得一组个人设备协同工作
位置感知服务
仅在有限范围内并且需要时访问额外资源
充当进入Internet的桥梁 构建居家网络 运动中组网
第五章无线个域网
连接计算机以及其他外部设备
第五章无线个域网
支持自组织网络
第五章无线个域网
充当访问Internet的接入点
第五章 无线个域网
第五章无线个域网
提纲
无线个域网—WPAN（U） 蓝牙体系（U） 蓝牙的核心协议（M） 蓝牙的profile（U）
第五章无线个域网
无线个域网
无线个域网络（WirFra Baidu bibliotekless Personal Area Network）
是为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定 群体、无缝连接而提出的无线网络技术。
第五章无线个域网
蓝牙的历史
1994年，Ericsson发起multi-communicator link的研究；
1998年，成立特别兴趣小组（SIG），并更名 为bluetooth
成员：Ericsson、IBM、Intel、Nokia、Toshiba 目标：将计算、通信设备以及附加设备通过短程、
数字家庭网络， 无线传感器网 超宽带视频传 络，工业检测 输 第五章无线个域网
50-500KHz, 56MHz, 0.92.5GHz
门禁系统，物 流管理，高速 公路收费
IEEE 802.15系列
第五章无线个域网
蓝牙（Bluetooth）
第五章无线个域网
Bluetooth
蓝牙是无线技术规范
短程：最大传输距离10米 性能中等：721Kbps 动态配置：自主联网/漫游 低功耗：<2.5mW 支持语音和数据传输
64kbps
异步（分组交换技术）
433.9kbps（对称） 723.2kbps（非对称）
第五章无线个域网
蓝牙拓扑结构
点—点模式
两个蓝牙设备直接通信
Piconet（微网）
共享相同信道 8个蓝牙设备可在小型网络内通信
Scatternet（散网）
多达256个piconet可连接成更大的网络
低耗、低成本的无线电波连接起来 发展：随着Lucent、3Com、Microsoft、Motorola加
入SIG，现在SIG成员超过2500个
1999年，Bluetooth 1.0发布 2002年，IEEE采纳了bluetooth的物理层和数
据链路层，发布了IEEE802.15.1
第五章无线个域网
PPP、IP、TCP、 WAP、OBEX等 RFCCOMM、AT信令、SDP
应用组：包含使用蓝牙链第五路章无的线个实域际网 应用
传输协议组
第五章无线个域网
中间件协议组
第五章无线个域网
应用组
第五章无线个域网
蓝牙的无线电层
规范
定义了载波频率和输出功率 主要处理空中数据的接收和发送
特点
第五章无线个域网
无线个域网标准
IEEE WPAN规范标准主要集中在802.15系列 802.15.1：是蓝牙底层协议的正式标准化版本，
大多数标准制定仍由SIG完成
802.15.1基于Bluetooth1.1 802.15.1a对应Bluetooth1.2
802.15.2：解决WPAN与WLAN共存问题 802.15.3：WiMedia，802.15.3a物理层使用
2.4GHz的ISM 79个信道，1MHz GFSK调制方式（高斯滤波的二进制频移键控） 跳频扩频技术1600/s 收发器的能量分3级
1级：100mW，强制功率控制 2级：2.5mW，功率控制可选 3级：1mW
UWB的多频段OFDM，480Mb/s 802.15.4：Zigbee，是低功耗、低复杂性、低
速率的WPAN标准
第五章无线个域网
WPAN标准对比
发起时间 标准程度 通信距离 传输速率 通信方式 使用频段
典型应用
蓝牙 1998年初
IEEE802.15.1 1-10m 1Mb/s 载波调制 2.4GHz