无线局域网、蓝牙技术及相关标准

　　无线局域网(WLAN)顾名思义是一种借助无线技术取代以往有线布线方式构成局域网的新手段，可提供传统有线局域网的所有功能，它是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它为通用无线接入的一个子集，它支持较高传输速率(2--54Mbit/s，甚至更高)，利用射频无线电或红外线，借助直接序列扩频(DSSS)或跳频扩频(FHSS)、GMSK、OFDM等技术，甚至将来的超宽带传输技术UWBT，实现固定、半移动及移动的网络终端对INTERNET网络进行较远距离的高速连接访问。因此，原则上它的目前速率尚较低，主要适用于手机、掌上电脑等小巧移动终端。1997年6月，IEEE推出了802.11标准，开创了WLAN先河;目前，WLAN领域主要是IEEE802.11x系列与HiperLAN/x系列两种标准。

　　蓝牙技术想法是产生于1994年Ericsson推出了解决无线连线问题的技术开发计划，产生了推进无线连线与个人接入的想法。1997年Ericsson、IBM、INTEL，NOKIA及TOSHIBA这5个世界著名的无线设备及计算机、半导体设备制造公司商议建立一种全球化的无线通信个人接入与无线连线新手段，后定名为“蓝牙”(Bluetooth)。1998年5月正式发起成立了“蓝牙特别兴趣组织”BSIG(Blueteooth Special Interest Group)，简称蓝牙SIG。1999年11月美国4家著名公司Motorola、Lucent、Microsoft及3Com加盟BSIG，成为BSIG的9个发起成员，使蓝牙技术的发展获得了更强有力的支持，并显示出更明朗的前景。现今，BSIG的参加成员已大于2500个，其发展势头令人触目。目前蓝牙信道带宽为1MHz，异步非对称连接最高数据速率723.2kbit/s;连接距离多半为10m左右，甚至为个人饰物，亦可属物体域网(WBAN)范畴。蓝牙速率亦拟进一步增强，新的蓝牙标准2.0版拟支持高达10Mbit/s以上速率(4、8及12Mbit/s—20Mbit/s)，估计在2004年以后推出，这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。

　　WLAN与Bluetooth技术特征

　　·蓝牙系统的基本特征

　　蓝牙系统结构的基本特征可从下述诸方面获得理解：(1)网络拓扑;(2)交换模式;(3)节能模式;(4)抗干扰性能;(5)鉴权、加密;(6)话音编码;(7)软件结构。

　　蓝牙的软件体系是一个独立的操作系统，不与任何操作系统捆绑;适用于几种不同商用操作系统的蓝牙规范正在完善中。蓝牙协议体系中设计协议和协议栈的主要原则为尽可能利用现有各种高层协议，保证现有协议与蓝牙技术融合及各种应用之间的互通性，充分利用兼容蓝牙技术规范的软硬件系统和蓝牙技术规范的开放性，便于普遍开发新的应用。

　　蓝牙软件结构标准包括Core(核心)和Profile(应用协议栈)两大部分。Core为蓝牙协议核心，主要定义蓝牙的技术细节，Profile定义相应的实现协议栈，这样即可为全球兼容性奠定基础。

　　蓝牙标准主要定义的是底层协议，也定义了一些高层协议和相关接口。具体协议分为4层：核心协议(蓝牙连接管理协议LMP、蓝牙逻辑链路控制与适配协议L2CAP、服务检测协议SDP)、蓝牙电缆替代协议RFCOMM、电话传送控制协议TCB BIN/AT、与Internet应用相关的一些高层协议(PPP、UDP/TCP/IP、OBEX/vCard/vCal、IrMC、E—mail、WAP和WAE等)。

　　对蓝牙系统结构基本系统参数及指标要求可归纳如下：

　　工作频段：ISM频段2.402GHz—2.480GHz;

　　双工方式：TDD;

　　业务类别：同时支持电路交换及分组交换业务;

　　数据标称速率：1Mbit/s;

　　异步信道速率：非对称连接723.2kbit/s/57.6kbit/s;

　　对称连接：433.9kbit/s(全双工模式);

　　同步信道速率：64kbit/s(3个全双工信道);

　　信道间隔：1MHz;

　　信道数：79;

　　发射功率及覆盖：0dBm(1mW)，1—10m覆盖，20dBm(100mW)，扩展至1O0m覆盖;

　　跳频频点数：79个频点/MHz(2408+k(MHz)，k=0，1，2……78);

　　跳频速率：1600次/s;

　　工作模式：Active/Sniff/Hold/Park;

　　数据连接方式：面向连接业务SCO(话音，电路交换、预留时隙)、无连接业务ACL(分组数据、分组交换、轮询);

　　纠错方式：1/3FEC(3bit重复码)，2/3FEC(截短Hamming码)，CRC—16，ARQ;

　　鉴权：反应逻辑算术方式;

　　密钥：以8bits为单位增减，最长128bits;

　　安全机制：链路级，认证基于共享链路密钥询问/响应机制，认证和加密密钥生成基于SAFER+算法;

　　话音编码方式：CVSD或对数PCM;

　　网络拓扑结构：Ad hoc(无中心自组织)结构，Piconet及Scatternet;

　　·WLAN的基本特征

　　(1)较高传输速率及较远连接距离。

　　WLAN的采用OFDM技术后的最高传速率可高达54Mbit/s，远高于目前蓝牙的最高标称数据速率1Mbit/s;并且，IEEE 802.11b WLAN系统终端用户共享11Mbit/s速率，而蓝牙最高通信速率仅为723.2kbit/s。在通信距离方面，虽然WLAN速率越高距离越短，但一般来说室内连接距离可大于100m，室外可达数百米或者更远。因此，速率与距离方面，WLAN的优势是明显的。

　　(2)较高频谱利用效率

　　容易理解，采用OFDM技术借助多状态调制处理的WLAN可取得较高的频谱利用效率，若进一步结合区域覆盖能力综合评价其容量能力与频谱利用效率则可有下述结果：蓝牙系统为30000bit/(s.qm2)，IEEE802.11a系统83000bit/(s.qm2).

　　(3)较适宜高速INTERNET连接及高质量多媒体传输

　　这是能以较高速率传输的必然结果。