Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Un réseau sans fil personnel fait communiquer tous les appareils numériques situés dans le POS (Personal Operating Space). Le POS correspond à une sphère de l’ordre de 10 m de rayon centrée sur un individu. Des réseaux ne nécessitant pas d’infrastructure préalable, appelés réseaux ad hoc, se forment alors à l’intérieur même des POS ou à l’intersection, pour faire communiquer différents appareils numériques portatifs. Bluetooth peut être considéré comme le premier WPAN spécifié et développé. Les applications supportées sont principalement le transfert de données et la transmission audio à 64 kbit/s dans des contextes variés.
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A personal wireless network exchanges data between all the digital devices in the POS (Personal Operating Space). The POS corresponds to a sphere of approximately 10 m radius centered on an individual. These networks do not require a prior infrastructure, known as ad hoc networks; they form inside the POS or at an intersection, and exchange data between the different portable digital devices. Bluetooth can be considered as the first specified and developed WPAN. The supported applications are primarily data transfer and audio transmissions at 64 Kbit/s in varied contexts.
Auteur(s)
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Xavier LAGRANGE : Ingénieur de l’École Centrale Paris - Professeur à l’École nationale supérieure des télécommunications Bretagne (ENST Bretagne)
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Laurence ROUILLÉ : Docteur en informatique de l’université de Rennes - 1 - Ingénieur recherche-développement, NeoSoft
INTRODUCTION
Un réseau sans fil personnel, ou WPAN™ (Wireless Personal Access Network), a vocation à faire communiquer tous les appareils numériques situés dans le POS (Personal Operating Space). Le POS correspond à une sphère de l’ordre de 10 m de rayon centrée sur un individu. Des réseaux ne nécessitant pas d’infrastructure préalable (réseau ad hoc) se forment alors à l’intérieur même des POS ou à l’intersection, pour faire communiquer différents appareils numériques portatifs. L’autre caractéristique forte des WPAN est un faible coût par unité, condition essentielle à un déploiement massif assurant l’adoption d’un tel système.
Bluetooth peut être considéré comme le premier WPAN à avoir été spécifié et développé. Les applications supportées sont principalement le transfert de données et la transmission audio à 64 kbit/s dans des contextes variés :
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connexion sans fil entre un ordinateur, un clavier, une souris, une imprimante, etc. ;
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synchronisation à distance d’un téléphone mobile, d’un PDA et d’un ordinateur : transfert de fichiers ;
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utilisation d’un téléphone portable comme modem pour obtenir une connexion Internet ;
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téléphone 3 en 1 : talkie-walkie, téléphone sans fil, téléphone cellulaire ;
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applications de domotique, pilotage par un ordinateur de différentes installations : lave-linge, arrosage automatique, etc. ;
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applications automobiles : récepteur GPS Bluetooth, kit main libre pour l’utilisation d’un téléphone portable, etc.
Nous présentons tout d’abord le contexte de normalisation. Ensuite, nous décrivons l’architecture générale du système et ses différentes couches : couche physique, bande de base, etc., les mécanismes de sécurité, les profils et les performances.
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Mécanismes de découverte et d’établissement de lien4. Principes de transmission sur un lien établi
La couche bande de base comprend l’ensemble des mécanismes de transmission dans le piconet, une fois qu’il est établi. Elle va fournir un service de transmission de données aux couches supérieures, soit de type synchrone SCO (Synchronous Connection-Oriented), soit de type asynchrone ACL (Asynchronous Connection-Less).
4.1 Liens physiques
Le lien SCO est un lien point-à-point entre le maître et un esclave. Il consiste à réserver régulièrement un slot pour le service considéré et il est donc adapté aux services comme la transmission de la voix. Il peut y avoir jusqu’à trois liens SCO par piconet (figure 6). Le maître réserve à des instants périodiques (tous les 2, 4 ou 6 slots), deux slots (un dans chaque sens) qui sont consacrés aux flux SCO. Lorsque le lien synchrone transporte des paquets utilisant une modulation PSK, il est appelé eSCO (extended SCO).
Le lien ACL est un lien point-à-multipoint entre le maître et l’ensemble des esclaves. Il n’en existe qu’un par piconet. Les liens directs entre esclaves ne sont pas possibles, mais peuvent éventuellement être simulés au niveau application. Le lien ACL utilise les slots non réservés par les liens SCO. Le maître attribue les slots afin de satisfaire au mieux les besoins des différents esclaves. Un esclave est habilité à émettre sur le canal s’il a reçu, dans le slot précédent, une trame du maître contenant son adresse comme adresse destination. Pour éviter des tailles d’en-tête importantes, on utilise une adresse courte codée sur 3 bits appelée AM_ADDR qui est allouée lors de la constitution du piconet. La figure 7 illustre le principe d’attribution des slots pour le lien ACL.
Le lien ACL est utilisé pour le transfert de données en tout genre. Les débits sur le lien sont rendus variables par l’utilisation de paquets plus ou moins longs. Ceux-ci peuvent occuper jusqu’à 5 slots. Le service ACL permet de disposer d’une fonction de contrôle de flux. Si son tampon de réception est plein, une station peut demander l’arrêt des émissions en affectant le bit FLOW.
Le tableau 4 résume les caractéristiques principales des paquets disponibles sur le lien ACL.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Specification of the Bluetooth System. - Bluetooth Special Interest Group.
-
(2) - Wireless Medium Access (MAC) and Physical Layer Specification (PHY) for Wireless Personal Access Network (WPAN). - IEEE 802.15.1 (2002).
-
(3) - Wireless Medium Access (MAC) and Physical Layer Specification (PHY) for Wireless Personal Access Network (WPAN). - IEEE 802.15.1 (2005).
-
(4) - Draft Bluetooth Core Specification v 2.1+EDR. - Bluetooth Special Interest Group. http://www.bluetooth.org/spec/
-
(5) - MILLER (B.A.), BISDIKIAN (C.) - Bluetooth Revealed : The insider’s Guide to an Open Specification for Global Wireless Communications. - Prentice Hall (2000).
-
(6) - HAARTSEN (J.C.) - The Bluetooth Radio System. - IEEE Personal Communications, 7, no 1, 28-36 (2000).
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