基于藍牙的WAP解決方案

一、WAP與藍牙

無線應用協(xié)議（WAP）是在1977年由摩托羅拉、諾基亞、愛立信
及美國的Phone.com共同提出的，其目的就是通過目前的無線移動通信網(wǎng)絡來獲取Internet中的
信息。WAP提供了一個無線Internet接入方案。從1998年5月WAP
1．0版的出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)歷了1．1版、1．2版的發(fā)展，WAP 1．3版目前正在討論
中。

藍牙（Bluetooth）技術是由愛立信、IBM、Intel、諾基亞和
東芝等公司聯(lián)合推出的一種低功率、短距離的無線連接技術。藍牙支持點到點、點到多點的面向連
接和無連接的數(shù)據(jù)鏈路，可同時支持語音、多媒體和一般的分組數(shù)據(jù)業(yè)務。藍牙設備工作在2．
4GHz的ISM頻段內(nèi)，采用跳頻通信方式，共有79個間隔為1MHz的跳頻信道，傳輸速率可達
1Mbit／s。

由此可知，WAP是建立在無線網(wǎng)絡上的Internet接入解決方案，
藍牙是無線網(wǎng)絡的構建及接入方案，下面介紹在藍牙技術基礎之上的無線移動終端的Internet接
入方案。

二、WAP業(yè)務

移動終端總會面臨某些方面的不足，比如：帶寬窄、時延高（傳
輸環(huán)境）、顯示能力有限、存儲容量小、處理能力低、支持的輸入能力有限。WAP正是考慮了這些
影響因素后出臺的。

1．WAP的組成

典型的WAP應用環(huán)境包括WAP客戶設備、WAP代理／網(wǎng)關和WAP服
務器。一般，WAP代理／網(wǎng)關兼具WAP服務器的功能。

（1） WAP客戶設備

WAP客戶設備通常是終端用戶的手持設備（筆記本電腦或手
機）。顯示及輸入功能是WAP客戶設備必須具備的基本功能。

WAP客戶設備通過無線網(wǎng)絡與WAP代理／網(wǎng)關建立連接。無線網(wǎng)
絡可以是基于現(xiàn)有技術的任何可用網(wǎng)絡。WAP協(xié)議能在低可靠性、高延時的網(wǎng)絡中無中斷地完成
WAP業(yè)務。

（2） WAP代理／網(wǎng)關

WAP代理／網(wǎng)關是無線網(wǎng)絡與Internet的接口，用來為WAP客戶
設備提供域名解析并將Internet網(wǎng)的TCP／IP協(xié)議及信息轉化為WAP客戶設備所能識別的協(xié)議及信
息。

（3） WAP服務器

WAP服務器與Internet網(wǎng)中的服務器的功能類似，實際上，WAP
服務器一般就是一個超文本傳輸協(xié)議（HTTP）服務器。服務器存儲信息及接受用戶訪問。WAP中所
使用的標記語言為一種簡化的超文本標記語言（HTML），稱為無線標記語言（WML）。當WAP客戶
設備所訪問的服務器為HTTP服務器時，信息通過WAP代理／網(wǎng)關，將由HTML語言轉化為WML。WAP
服務器可內(nèi)置于WAP代理／網(wǎng)關中，或存在于WAP代理／網(wǎng)關所能訪問到的地方。

2．WAP協(xié)議棧

WAP協(xié)議棧采用層次化設計，每層相對獨立，各層協(xié)議之間通過
標準接口通信，底層協(xié)議通過標準接口為上層協(xié)議提供服務，其它的服務或應用程序也可以通過對
該接口的調(diào)用使用該層協(xié)議提供的服務，一層協(xié)議內(nèi)部的改動（在保持與其它層協(xié)議接口不變的前
提下）不會對其它層造成影響。

（1） 無線數(shù)據(jù)包協(xié)議（WDP）

WDP與Internet協(xié)議中的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）相對應，為上
層提供一個基于套接字（Socket）的UDP操作接口。如果承載網(wǎng)絡以ＩＰ為基礎，那么它就是
UDP；如果承載網(wǎng)絡不支持UDP業(yè)務接口，那么WDP就是由承載網(wǎng)絡數(shù)據(jù)協(xié)議向UDP轉化的適配層，
從而實現(xiàn)不同類型承載網(wǎng)上數(shù)據(jù)的透明傳輸。

（2） 無線事務協(xié)議（WTP）

WTP是面向連接的傳輸層協(xié)議，運行在數(shù)據(jù)報服務和可選的安全
服務之上，為上層提供基于UDP的可靠的數(shù)據(jù)報業(yè)務。其作用與TCP協(xié)議的作用類似，但它充分考
慮了WAP的“請求數(shù)據(jù)短，響應數(shù)據(jù)長”的事務特性。WTP還提供了消息合并功能，以減少所傳輸
的消息數(shù)量。

（3） 無線傳輸層安全協(xié)議（WTLS）

WTLS是基于TLS（曾叫安全套接層協(xié)議（SSL））、為WAP協(xié)議的
安全而設計的，并根據(jù)低帶寬通信信道的網(wǎng)絡特點進行優(yōu)化，提供了客戶WSP會話與對應服務器
WSP會話之間的安全數(shù)據(jù)通路。

（4）無線會話協(xié)議（WSP）

WSP是移動客戶端和WAP網(wǎng)關或服務器之間進行遠距離通信的會
話層協(xié)議，WSP通過相同接口為WAP的應用層提供基于WTP的面向連接的服務和基于UDP的無連接的
服務。

WSP包含HTTP／1．1的全部功能，保證了與HTTP協(xié)議的兼容性。
此外，WSP中還加入了一些新特性（如長會話、數(shù)據(jù)推送的通用接口、能力協(xié)商、會話的掛起／恢
復），使其能適用于低帶寬、長反應時間的無線承載網(wǎng)絡環(huán)境。

三、藍牙結構

1．藍牙網(wǎng)絡結構

藍牙技術構造的無線局域網(wǎng)絡屬于無線Ad hoc網(wǎng)絡結構，它是
由許多藍牙移動設備合作來實現(xiàn)通信的。每個移動設備是對等的，都可以充當藍牙微微網(wǎng)
（piconet）中的主設備或從設備，并可以同時屬于兩個微微網(wǎng)，分別扮演主或從設備的角色。
Ad
hoc網(wǎng)絡最大的特點是它不需要任何集中的介入點（如GSM中的基站）。當一個藍
牙設備進入另一個藍牙設備的服務區(qū)后，兩者可以自動進行識別，在無需用戶介入的情況下完成無
線網(wǎng)絡的接入。

圖2中虛線框表示一個藍牙的微微網(wǎng)，在一個微微網(wǎng)中最多只能
有一個主設備和7個從設備。主設備負責提供微微網(wǎng)中的時鐘同步信號和調(diào)頻序列，為每一個從設
備分配地址碼，只有主從設備間才能進行通信。藍牙設備采用跳頻方式收發(fā)數(shù)據(jù)，工作在2．4GHz
的69個1MHz的跳頻信道上，使用時分雙工的工作方式。不同的微微網(wǎng)通過一個公共的藍牙設備連
接在一起，
公共設備在兩個微微網(wǎng)中的角色不固定，這樣多個微微網(wǎng)通過它們之間共同的藍
牙設備連成一個大的網(wǎng)絡，稱為分布式網(wǎng)。

2．藍牙的協(xié)議棧結構

與WAP類似，藍牙的協(xié)議棧也采用層次式的結構。

鏈路控制協(xié)議（LM）、基帶（BB）和射頻（RF）部分負責藍牙
物理鏈路的建立與數(shù)據(jù)傳輸，一般包含在藍牙的硬件芯片中。

主機控制接口（HCI）是一個介于軟硬件之間的接口層，它負責
為上層協(xié)議提供對藍牙硬件操作的命令接口，一般以固件的形式出現(xiàn)。上層協(xié)議通過HCI調(diào)用LM中
的命令，獲取硬件狀態(tài)寄存器、控制寄存器和事件寄存器的狀態(tài)信息。

邏輯鏈路控制和適配協(xié)議（LSCAP）是整個藍牙協(xié)議棧的核心，
負責藍牙設備的整體數(shù)據(jù)吞吐量，可以看作是高層次的鏈路層協(xié)議。LSCAP既支持面向連接的數(shù)據(jù)
包格式，又支持無連接的數(shù)據(jù)包格式。兩個藍牙設備之間只能建立一條無連接的ACL鏈路，而藍牙
的高層協(xié)議：服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議（SDP）、串行電纜仿真協(xié)議（RFCOMM）及電話控制協(xié)議（TCS）都需
要在這條鏈路上傳輸數(shù)據(jù)，此時需要LSCAP完成對ACL鏈路的邏輯復用。

TCS包括電話控制二進制協(xié)議和電話控制AT命令等兩部分。電話
控制二進制協(xié)議定義了藍牙組件間建立語音和數(shù)據(jù)呼叫的控制信令，以及處理藍牙TCS設備群的移
動管理進程。電話控制AT命令是控制多用戶模式下移動電話和調(diào)制解調(diào)器的AT命令集，用于傳真
業(yè)務時根據(jù)需要對AT命令做出限定。

RFCOMM用于在藍牙基帶協(xié)議上仿真RS232的控制和數(shù)據(jù)信號，為
使用串行線傳輸機制的上層應用協(xié)議提供支持。

SDP在藍牙協(xié)議棧中具有重要作用。它是所有用戶模式的基礎，
使用SDP可以查詢到藍牙設備的信息和服務類型，從而在其間建立相應的連接。

四、基于藍牙的WAP實現(xiàn)

由以上分析可以看出，在藍牙的基礎上能很好地實現(xiàn)WAP的無線
Internet接入服務。從協(xié)議棧來看，藍牙處于整個通信系統(tǒng)協(xié)議的低層，主要提供無線網(wǎng)絡低層
鏈路的建立與維護；而WAP是包括應用層在內(nèi)的層次較高的協(xié)議，需要有低層協(xié)議的支持，正好可
以利用藍牙建立的鏈路進行數(shù)據(jù)的傳輸。從網(wǎng)絡構成來看，藍牙網(wǎng)絡的Ad
hoc特性方便了WAP客戶的無線接入與數(shù)據(jù)傳輸。

1．基于藍牙的WAP的網(wǎng)絡構成

圖5中的服務器是一個基于藍牙的WAP代理／網(wǎng)關。對藍牙來說
是一個組建微微網(wǎng)的主設備，對WAP設備來講就是一個WAP代理／網(wǎng)關（可能具有WAP服務器的功
能）。

①在階段Ⅰ，WAP客戶進入微微網(wǎng)范圍內(nèi)，在客
戶通過藍牙的查詢過程發(fā)現(xiàn)了WAP代理／網(wǎng)關的存在后，由它自動（或根據(jù)用戶的需要）與服務器
建立藍牙的連接。

在藍牙鏈路建立后，通過SDP協(xié)議可得到如下信息：

·服務器名稱。用戶可以得到的關于服務器的描述。

·服務器主頁文檔名稱。WAP服務器主頁的URL地址。

·WAP服務器／代理功能識別。該信息用來說明服務器是WAP信
息服務器還是WAP代理／網(wǎng)關，或者兼具兩者的功能。如果只是一個WAP代理／網(wǎng)關，就需要服務
器具有解析遠端URL地址的能力。

在得到關于服務器的足夠信息后，WAP客戶就可以與服務器通信
了。

②在階段Ⅱ，WAP客戶設備向WAP代理／網(wǎng)關發(fā)送請求，接收響
應信息，完成Internet網(wǎng)的信息瀏覽。

③當WAP客戶移動至階段Ⅲ，表示它已經(jīng)離開了服務器所建立的
藍牙微微網(wǎng)的服務區(qū)。這時當?shù)蛯拥乃{牙設備檢測到與WAP代理／網(wǎng)關的通信鏈路已丟失后，它應
當保存由SDP協(xié)議得到的關于WAP代理／網(wǎng)關的信息，以便在用戶需要時轉向由其它無線網(wǎng)絡所提
供的WAP服務，繼續(xù)未完成的WAP會話，然后拆除與服務器建立的藍牙鏈路。這樣，基于藍牙的WAP
應用就完成了。

當然，藍牙鏈路的建立還可以由服務器來完成。在這種情況下，
服務器周期地查詢其微微網(wǎng)范圍內(nèi)的其它藍牙設備。當查詢到具有WAP客戶能力的設備后，可以立
即建立連接，完成一些公共信息（如天氣預報等）的發(fā)送。

2．基于藍牙的WAP協(xié)議棧結構

WAP協(xié)議棧的基礎是UDP，如果可以在藍牙的鏈路上建立一個為
WAP服務的UDP數(shù)據(jù)通路，就可以實現(xiàn)基于藍牙的WAP服務協(xié)議。建立UDP鏈路可以通過藍牙的
RFCOMM協(xié)議來實現(xiàn)。通過RFCOMM的串口仿真技術，可以實現(xiàn)藍牙設備間的PPP連接，進而在PPP基
礎上完成IP和UDP�；�于藍牙的WAP協(xié)議結構見圖5。

五、結 語

WAP是一個有著廣泛的實用性和充分的包容性的應用協(xié)議，其承
載網(wǎng)絡可以有很多種，如GSM網(wǎng)絡中的短消息業(yè)務（SMS）、電路交換數(shù)據(jù)（CSD）、無結構的補充
數(shù)據(jù)業(yè)務（USSD）及通用無線分組業(yè)務（GPRS）。藍牙這種新的無線局域網(wǎng)技術的一些特性，使
得基于藍牙的WAP方案具有以下優(yōu)點：

·可以提供對WAP的直接UDP支持，省去WAP WDP層的適配開銷。

·藍牙可以提供方便、快捷的無線接入。

·藍牙網(wǎng)絡的Ad hoc特性為WAP業(yè)務的擴展提供了很大的便利。

當然，藍牙這項無線局域網(wǎng)技術可以將WAP應用發(fā)展為它今后的
一項業(yè)務，歸入其應用協(xié)議的標準當中，為WAP服務制定更加方便的接口。