第11-12讲+无线个域网的实现祥解.ppt

个域网(Personal Area Network, PAN)是为人们在个人工作空间实现设备互联的技术，通常在1～10 m距离内。 无线个域网的目标：实现这种互联，并且提供更灵活、更具移动性及更自由的连接以摆脱电缆的束缚。 WPAN不同于WLAN，无论在工作范围还是目前的数据容量或WLAN服务种类，都不能取代以太网类型的本地网。 WPN关注的是个人的信息和连接需求，包括将数据从台式电脑同步到便携式设备，便携式设备之间的数据交换，以及为便携式设备提供Internet连接等。 实现WPAN在技术上不像WLAN那么复杂。通常能够快速建立连接，而且对特定配置的要求很少甚至没有要求。 第10章 WPAN标准 10.1 前言 10.2 蓝牙(IEEE 802.15.1) 10.3 无线USB 10.4 ZigBee(IEEE 802.15.4) 10.5 IrDA 10.6 近场通信 10.7 本章小结 10.1 前言 用来连接日益增多的各种个人设备的缆线会使连接中断、会破损或丢失，这些都会妨碍个人产品的工作。 如何消除这些影响已成为发展个域网的主要动力，自20世纪90年代末以来很多工作组和其他组织都致力于个域网标准的研究。 在IEEE内部，成立于1999年3月的802.15工作组致力于提供支持具有互操作的低复杂度、低功耗的设备标准的研究，这些设备能够随身携带或者安置在个人工作场所(Personal Operating Space, POS)，个人工作场所是指一个活动或静止的人周围10 m范围内。 下表描述了由IEEE 802.15工作组开发的WPAN标准。 10.2 蓝牙(IEEE 802.15.1) 10.2.1 起源及其主要特征 10.2.2 协议栈 10.2.3 蓝牙无线通信 10.2.4 基带层 10.2.5 高层协议 10.2.6 蓝牙的实际应用 10.2.7 蓝牙的发展现状和展望 10.2.1 起源及其主要特征 对移动电话及其附件间无线连接的研究由爱立信公司在1994年开始的，但是直到四年后，由爱立信、IBM、诺基亚和东芝等公司成立蓝牙特殊利益集团(Special Interest Group, SIG)后，这种概念才开始不仅应用于移动电话，而且也开始用于PC和其他设备的连接。 1999年，IEEE 802.15工作组成立，其任务是开发WPAN标准，之后，蓝牙SIG成为唯一响应802.15的组织，蓝牙和IEEE802.15.1不久后成了同一个概念。 自从2000年蓝牙无线耳机问市，其价格和功耗都大大地降低后。蓝牙已成为很多移动电话和PDA的普遍附加特性。 蓝牙1.1版本是PAN标准： 它工作于2.4 GHz ISM频段 物理层数据速率达到1 Mbps 具有有效的非对称的721/56 kbps的传输速率或432 kbps的全双工通信。 2004年11月份发布了蓝牙2.0版本： 该版本引入了增强数据速率(EDR)，使得物理层数据速率达到1、2或3 Mbps。 在一个微微网中，蓝牙PAN最多可支持8个蓝牙设备，其中一个作为主设备，其他七个设备作为从设备。 因为一个蓝牙设备既可以成为一个微微网中的主设备又可以成为另一个主设备的从设备，因此微微网可以通过共享公共的设备链接形成分散式网络。 每个设备管理微微网的720 kbps容量，而一个分散式网络因为由多个主控设备控制可以达到更高的分布式数据容量。 10.2.2 协议栈 10.2.3 蓝牙无线通信 在物理层： 蓝牙技术使用IEEE 802.15.1无线频率 802.15.1中规定了每秒跳1600次的跳频扩频系统，在2.40～2.48 GHz ISM频段之间有79个信道。 跳频模式由主设备的 48比特 MAC地址控制。 在一些国家，为了遵守本国的使用规定，跳频模式减少到只覆盖23个信道。 对于第1级设备： 必须强制性的要求其具有功率控制能力（第2，3级功率控制则是可选的） 为了降低干扰，要求发射设备具有动态调整发射功率的能力。 这同时也有助于降低功耗，增加便携设备的电池寿命。 功率控制：是通过接收信号强度指示器(RSSI)实现的 RSSI判别接收信号是否在定义的“黄金接收功率范围”内，该范围一般是6～20 dB，高于接收机的灵敏度基准。 如果接收功率在这个范围以外，接收机发送链路管理协议(LMP)指令给发射机，使其调整发射功率。 10.2.4 基带层 在蓝牙协议栈（参见图10.2）中，蓝牙基带层： 在物理层之上 管理物理信道和链路：包括 蓝牙设备的发现 链路连接与管理 功率控制。 蓝牙基带定义了13种分组类型： 其中4种：专门用做传输高质量的语音和语音+数据。 每个分组包括： 一个68～72比特的接入码：接入码用在蓝牙设备发现期间以及接入到微微网时。 一个54比特的分组头：分组头携带