毕业论文--(基于蓝牙网络接入技术的发展及防范研究).doc

1 绪 论 1.1 课题背景 1998年5月，爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商，在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。这五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组，以使蓝牙技术能够成为未来的无线通信标准。芯片霸主Intel公司负责半导体芯片和传输软件的开发，爱立信负责无线射频和移动电话软件的开发，IBM和东芝负责笔记本电脑接口规格的开发。1999年下半年，著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三康、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织，从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球业界即将开发一大批蓝牙技术的应用产品，使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景，并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。 蓝牙系统一般由天线单元、链路控制(固件)单元、链路管理(软件)单元和蓝牙软件(协议栈)单元四个功能单元组成。 图1-1蓝牙构成 (1)天线单元蓝牙的天线部分体积十分小巧、重量轻，属于微带天线。蓝牙空中接口建立在0dbm(1mW)地基础上，最大可达20dbm(100mW)，遵循FCC(美国联邦通信委员会)有关电平为0dbm 地ISM频段地标准。2)链路控制(硬件)单元蓝牙产品的链路控制硬件单元包括3个集成芯片：连接控制器、基带处理器以及射频传输/接收器，此外还使用了3－5 个单独调谐元件。基带链路控制器负责处理基带协议和其它一些低层常规协议。蓝牙基带协议是电路交换与分组交换地结合。采用时分双工实现全双工传输。3)链路管理(软件)单元链路管理(LM)软件模块携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。LM能够发现其他远端LM并通过LMP(链路管理协议)与之通信。LM模块提供如下服务：发送和接收数据、请求名称、链路地址查询、建立连接、鉴权、链路模式协商和建立、决定帧的类型等。 4)软件(协议栈)单元蓝牙的软件(协议栈)是一个独立的操作系统，不与任何操作系统捆绑，它符合已经制定好的蓝牙规范。蓝牙规范包括两部分：第一部分为核心部分，用以规定诸如射频、基带、连接管理、业务发现、传输层以及与不同通信协议间的互用、互操作性等组件；第二部分为应用规范(Profile)部分，用以规定不同蓝牙应用所需的协议和过程。分别完成数据流的过滤和传输、跳频和数据帧传输、连接的建立和释放、链路的控制、数据的拆装、业务质量(QoS)、协议的复用和分用等功能。 　　蓝牙设备依靠专用的蓝牙微芯片使设备在短距离范围内发送无线电信号，来寻找另一个蓝牙设备。一旦找到，相互之间便开始通信。目前，蓝牙的研制者主要寻求其ASIC的解决方案，包括射频和基带部分。现在已有多种将基带ASIC电路和射频ASIC电路做成一个电路模块的方案，预计很快将会进入批量生产的阶段。蓝牙系统的通信协议大部分可用软件来实现，加载到Flash RAM中即可进行工作。 2 蓝牙技术分析 2.1 蓝牙存在的主要问题分析 现行蓝牙问题归纳起来主要有: (1)蓝牙系统中移动IP 中的路由优化问题可以采用路由优化技术来解决三边路由问题, 即通信对端在向移动蓝牙用户发送数据之前首先向本地代理注册, 从而获得移动蓝牙用户的转交地址, 再根据其中的地址信息, 直接传送给移动蓝牙用户蓝牙公共接入网络协议(BLUEPAC IP，Bluetooth Public Access Internet Protocol)支持基于蓝牙技术的IP服务。必须考虑到BLUEPAC网络连接的蓝牙设备有没有自己的IP地址的情况。此外，BLUEPAC网络还应该同时支持移动设备和静止设备。在BLUEPAC局域网内的所有设备，都要使用BLUEPACIP，而且对在BLUEPAC区域外的设备不需要作任何修改，就可以和区域外的IP主机通信。BLUEPAC参考网络结构与蜂窝网络相似主要包括以下5部分。 1)网关(GW)在BLUEPAC区域中，将连接BLUEPAC局域网到公共网络的网关提供给全球信息和通信服务的接入，以及蓝牙设备的相应IP协议配置。2)蓝牙设备蓝牙设备是蓝牙用户的终端设备，例如笔记本电脑、PDA等。 3)蓝牙基站负责将蓝牙设备接入BLUEPAC网路，为蓝牙设备提供网络层的服务。基站与设备之间的交换主要在数据链路层完成。 4)BLUEPAC代理完成蓝牙网络的动态配置。BLUEPAC网络中只有配置IP地址的蓝牙通信设备才可以正常发送和接收IP数据包，由于蓝牙网路中的设备移动性强，基于固定IP地址的配置方式会对数据包的选路带来困难，因此，蓝牙代理服务器利用DHCP(Dynamic Host ConfigurationProtocol)协议为蓝牙设备配置IP地址。当网络中有新的蓝牙设备加入时，同样需要蓝牙代理服务器完成配置。需要特别指出的是，