基于藍(lán)牙的WAP解決方案

一、WAP與藍(lán)牙

無線應(yīng)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來獲取Internet中的
信息。WAP提供了一個(gè)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(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)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(shù)。藍(lán)牙支持點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的面向連
接和無連接的數(shù)據(jù)鏈路，可同時(shí)支持語音、多媒體和一般的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。藍(lán)牙設(shè)備工作在2．
4GHz的ISM頻段內(nèi)，采用跳頻通信方式，共有79個(gè)間隔為1MHz的跳頻信道，傳輸速率可達(dá)
1Mbit／s。

由此可知，WAP是建立在無線網(wǎng)絡(luò)上的Internet接入解決方案，
藍(lán)牙是無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及接入方案，下面介紹在藍(lán)牙技術(shù)基礎(chǔ)之上的無線移動(dòng)終端的Internet接
入方案。

二、WAP業(yè)務(wù)

移動(dòng)終端總會(huì)面臨某些方面的不足，比如：帶寬窄、時(shí)延高（傳
輸環(huán)境）、顯示能力有限、存儲(chǔ)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(tái)的。

1．WAP的組成

典型的WAP應(yīng)用環(huán)境包括WAP客戶設(shè)備、WAP代理／網(wǎng)關(guān)和WAP服
務(wù)器。一般，WAP代理／網(wǎng)關(guān)兼具WAP服務(wù)器的功能。

（1） WAP客戶設(shè)備

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

WAP客戶設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)與WAP代理／網(wǎng)關(guān)建立連接。無線網(wǎng)
絡(luò)可以是基于現(xiàn)有技術(shù)的任何可用網(wǎng)絡(luò)。WAP協(xié)議能在低可靠性、高延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)中無中斷地完成
WAP業(yè)務(wù)。

（2） WAP代理／網(wǎng)關(guān)

WAP代理／網(wǎng)關(guān)是無線網(wǎng)絡(luò)與Internet的接口，用來為WAP客戶
設(shè)備提供域名解析并將Internet網(wǎng)的TCP／IP協(xié)議及信息轉(zhuǎn)化為WAP客戶設(shè)備所能識(shí)別的協(xié)議及信
息。

（3） WAP服務(wù)器

WAP服務(wù)器與Internet網(wǎng)中的服務(wù)器的功能類似，實(shí)際上，WAP
服務(wù)器一般就是一個(gè)超文本傳輸協(xié)議（HTTP）服務(wù)器。服務(wù)器存儲(chǔ)信息及接受用戶訪問。WAP中所
使用的標(biāo)記語言為一種簡(jiǎn)化的超文本標(biāo)記語言（HTML），稱為無線標(biāo)記語言（WML）。當(dāng)WAP客戶
設(shè)備所訪問的服務(wù)器為HTTP服務(wù)器時(shí)，信息通過WAP代理／網(wǎng)關(guān)，將由HTML語言轉(zhuǎn)化為WML。WAP
服務(wù)器可內(nèi)置于WAP代理／網(wǎng)關(guān)中，或存在于WAP代理／網(wǎng)關(guān)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(shè)計(jì)，每層相對(duì)獨(dú)立，各層協(xié)議之間通過
標(biāo)準(zhǔn)接口通信，底層協(xié)議通過標(biāo)準(zhǔn)接口為上層協(xié)議提供服務(wù)，其它的服務(wù)或應(yīng)用程序也可以通過對(duì)
該接口的調(diào)用使用該層協(xié)議提供的服務(wù)，一層協(xié)議內(nèi)部的改動(dòng)（在保持與其它層協(xié)議接口不變的前
提下）不會(huì)對(duì)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(bào)協(xié)議（UDP）相對(duì)應(yīng)，為上
層提供一個(gè)基于套接字（Socket）的UDP操作接口。如果承載網(wǎng)絡(luò)以ＩＰ為基礎(chǔ)，那么它就是
UDP；如果承載網(wǎng)絡(luò)不支持UDP業(yè)務(wù)接口，那么WDP就是由承載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)協(xié)議向UDP轉(zhuǎn)化的適配層，
從而實(shí)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(wù)協(xié)議（WTP）

WTP是面向連接的傳輸層協(xié)議，運(yùn)行在數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和可選的安全
服務(wù)之上，為上層提供基于UDP的可靠的數(shù)據(jù)報(bào)業(yè)務(wù)。其作用與TCP協(xié)議的作用類似，但它充分考
慮了WAP的“請(qǐng)求數(shù)據(jù)短，響應(yīng)數(shù)據(jù)長”的事務(wù)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(shè)計(jì)的，并根據(jù)低帶寬通信信道的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，提供了客戶WSP會(huì)話與對(duì)應(yīng)服務(wù)器
WSP會(huì)話之間的安全數(shù)據(jù)通路。

（4）無線會(huì)話協(xié)議（WSP）

WSP是移動(dòng)客戶端和WAP網(wǎng)關(guān)或服務(wù)器之間進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的會(huì)
話層協(xié)議，WSP通過相同接口為WAP的應(yīng)用層提供基于WTP的面向連接的服務(wù)和基于UDP的無連接的
服務(wù)。

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(huì)話、數(shù)據(jù)推送的通用接口、能力協(xié)商、會(huì)話的掛起／恢
復(fù)），使其能適用于低帶寬、長反應(yīng)時(shí)間的無線承載網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

三、藍(lán)牙結(jié)構(gòu)

1．藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

藍(lán)牙技術(shù)構(gòu)造的無線局域網(wǎng)絡(luò)屬于無線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它是
由許多藍(lán)牙移動(dòng)設(shè)備合作來實(shí)現(xiàn)通信的。每個(gè)移動(dòng)設(shè)備是對(duì)等的，都可以充當(dāng)藍(lán)牙微微網(wǎng)
（piconet）中的主設(shè)備或從設(shè)備，并可以同時(shí)屬于兩個(gè)微微網(wǎng)，分別扮演主或從設(shè)備的角色。
Ad
hoc網(wǎng)絡(luò)最大的特點(diǎn)是它不需要任何集中的介入點(diǎn)（如GSM中的基站）。當(dāng)一個(gè)藍(lán)
牙設(shè)備進(jìn)入另一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備的服務(wù)區(qū)后，兩者可以自動(dòng)進(jìn)行識(shí)別，在無需用戶介入的情況下完成無
線網(wǎng)絡(luò)的接入。

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

2．藍(lán)牙的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

與WAP類似，藍(lán)牙的協(xié)議棧也采用層次式的結(jié)構(gòu)。

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

主機(jī)控制接口（HCI）是一個(gè)介于軟硬件之間的接口層，它負(fù)責(zé)
為上層協(xié)議提供對(duì)藍(lán)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(gè)藍(lán)牙協(xié)議棧的核心，
負(fù)責(zé)藍(lán)牙設(shè)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(gè)藍(lán)牙設(shè)備之間只能建立一條無連接的ACL鏈路，而藍(lán)牙
的高層協(xié)議：服務(wù)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(shí)需要LSCAP完成對(duì)ACL鏈路的邏輯復(fù)用。

TCS包括電話控制二進(jìn)制協(xié)議和電話控制AT命令等兩部分。電話
控制二進(jìn)制協(xié)議定義了藍(lán)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(lán)牙TCS設(shè)備群的移
動(dòng)管理進(jìn)程。電話控制AT命令是控制多用戶模式下移動(dòng)電話和調(diào)制解調(diào)器的AT命令集，用于傳真
業(yè)務(wù)時(shí)根據(jù)需要對(duì)AT命令做出限定。

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

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

四、基于藍(lán)牙的WAP實(shí)現(xiàn)

由以上分析可以看出，在藍(lán)牙的基礎(chǔ)上能很好地實(shí)現(xiàn)WAP的無線
Internet接入服務(wù)。從協(xié)議棧來看，藍(lán)牙處于整個(gè)通信系統(tǒng)協(xié)議的低層，主要提供無線網(wǎng)絡(luò)低層
鏈路的建立與維護(hù)；而WAP是包括應(yīng)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(lán)牙建立的鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成來看，藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)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(lán)牙的WAP的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

圖5中的服務(wù)器是一個(gè)基于藍(lán)牙的WAP代理／網(wǎng)關(guān)。對(duì)藍(lán)牙來說
是一個(gè)組建微微網(wǎng)的主設(shè)備，對(duì)WAP設(shè)備來講就是一個(gè)WAP代理／網(wǎng)關(guān)（可能具有WAP服務(wù)器的功
能）。

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

在藍(lán)牙鏈路建立后，通過SDP協(xié)議可得到如下信息：

·服務(wù)器名稱。用戶可以得到的關(guān)于服務(wù)器的描述。

·服務(wù)器主頁文檔名稱。WAP服務(wù)器主頁的URL地址。

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

在得到關(guān)于服務(wù)器的足夠信息后，WAP客戶就可以與服務(wù)器通信
了。

②在階段Ⅱ，WAP客戶設(shè)備向WAP代理／網(wǎng)關(guān)發(fā)送請(qǐng)求，接收響
應(yīng)信息，完成Internet網(wǎng)的信息瀏覽。

③當(dāng)WAP客戶移動(dòng)至階段Ⅲ，表示它已經(jīng)離開了服務(wù)器所建立的
藍(lán)牙微微網(wǎng)的服務(wù)區(qū)。這時(shí)當(dāng)?shù)蛯拥乃{(lán)牙設(shè)備檢測(cè)到與WAP代理／網(wǎng)關(guān)的通信鏈路已丟失后，它應(yīng)
當(dāng)保存由SDP協(xié)議得到的關(guān)于WAP代理／網(wǎng)關(guān)的信息，以便在用戶需要時(shí)轉(zhuǎn)向由其它無線網(wǎng)絡(luò)所提
供的WAP服務(wù)，繼續(xù)未完成的WAP會(huì)話，然后拆除與服務(wù)器建立的藍(lán)牙鏈路。這樣，基于藍(lán)牙的WAP
應(yīng)用就完成了。

當(dāng)然，藍(lán)牙鏈路的建立還可以由服務(wù)器來完成。在這種情況下，
服務(wù)器周期地查詢其微微網(wǎng)范圍內(nèi)的其它藍(lán)牙設(shè)備。當(dāng)查詢到具有WAP客戶能力的設(shè)備后，可以立
即建立連接，完成一些公共信息（如天氣預(yù)報(bào)等）的發(fā)送。

2．基于藍(lán)牙的WAP協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

WAP協(xié)議棧的基礎(chǔ)是UDP，如果可以在藍(lán)牙的鏈路上建立一個(gè)為
WAP服務(wù)的UDP數(shù)據(jù)通路，就可以實(shí)現(xiàn)基于藍(lán)牙的WAP服務(wù)協(xié)議。建立UDP鏈路可以通過藍(lán)牙的
RFCOMM協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。通過RFCOMM的串口仿真技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙設(shè)備間的PPP連接，進(jìn)而在PPP基
礎(chǔ)上完成IP和UDP�；�于藍(lán)牙的WAP協(xié)議結(jié)構(gòu)見圖5。

五、結(jié) 語

WAP是一個(gè)有著廣泛的實(shí)用性和充分的包容性的應(yīng)用協(xié)議，其承
載網(wǎng)絡(luò)可以有很多種，如GSM網(wǎng)絡(luò)中的短消息業(yè)務(wù)（SMS）、電路交換數(shù)據(jù)（CSD）、無結(jié)構(gòu)的補(bǔ)充
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（USSD）及通用無線分組業(yè)務(wù)（GPRS）。藍(lán)牙這種新的無線局域網(wǎng)技術(shù)的一些特性，使
得基于藍(lán)牙的WAP方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

·可以提供對(duì)WAP的直接UDP支持，省去WAP WDP層的適配開銷。

·藍(lán)牙可以提供方便、快捷的無線接入。

·藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的Ad hoc特性為WAP業(yè)務(wù)的擴(kuò)展提供了很大的便利。

當(dāng)然，藍(lán)牙這項(xiàng)無線局域網(wǎng)技術(shù)可以將WAP應(yīng)用發(fā)展為它今后的
一項(xiàng)業(yè)務(wù)，歸入其應(yīng)用協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，為WAP服務(wù)制定更加方便的接口。