Lo standard 802.15.4 Bluetooth

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Lo standard 802.15.4 Bluetooth Elaborato per Sistemi e Reti Wireless Corso di Laurea Specialistica in Scienze di Internet Denise Mazzini matricola 0000251605

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Lo standard 802.15.4 Bluetooth. Elaborato per Sistemi e Reti Wireless Corso di Laurea Specialistica in Scienze di Internet Denise Mazzini matricola 0000251605. Introduzione. Cos’è Bluetooth? Tecnologia di comunicazione a breve distanza progettata per le WPAN Origini storiche del nome. - PowerPoint PPT Presentation

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Elaborato per Sistemi e Reti Wireless

Corso di Laurea Specialistica in Scienze di Internet

Denise Mazzinimatricola 0000251605

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Introduzione Cos’è Bluetooth?

Tecnologia di comunicazione a breve distanza progettata per le WPAN

Origini storiche del nome

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Topologia delle reti Bluetooth

Piconet 1 master e (max) 7 slave Sincronizzazione di clock e FHS

Scatternet Unione di più piconet

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Bluetooth Protocols

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Il livello Radio (RF) Banda ISM da 2400 MHz a 2483.5 MHz

79 canali (1MHz ognuno) Diverse classi di dispositivi

3 classi di potenza di trasmissione diversa

Controllo della potenza di trasmissione 2 modalità di trasmissione

Basic Rate (GFSK) e Enhanced Data Rate (PSK)

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Livello Baseband

Formato dei pacchetti: 2 tipi Basic Rate

Access Code, Header e Payload Enhanced Data Rate

Access Code, Header, Guard, Sync, Payload e trailer

Access code DAC, CAC, IAC

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Livello Baseband

Canali fisici basic piconet physical channel adapted piconet physical channel inquiry scan physical channel page scan physical channel

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Livello Baseband

Hop selection inquiry hopping sequence inquiry response hopping sequence page hopping sequence page response hopping sequence basic channel hopping sequence adapted channel hopping sequence

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Livello Baseband Trasporto logico (LT_ADDR)

Synchronous Connection-Oriented (SCO) logical transport

Extended Synchronous Connection-Oriented (eSCO) logical transport

Asynchronous Connection-Oriented (ACL) logical transport

Active Slave Broadcast (ASB) logical transport Parked Slave Broadcast (PSB) logical transport

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Livello Baseband Synchoronus Connection Oriented

logical transport (SCO) Collegamento simmetrico point-to-point tra

master e slave Riserva degli slot ad intervalli temporali Non prevedono ritrasmissione

Extended SCO (eSCO) Come SCO, ma con finestra di ritrasmissione

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Livello Baseband

Asynchronous Connection-Oriented logical transport (ACL)

Commutazione di pacchetto Tra master e slave può esserci solo un

trasporto logico Si applica la ritrasmissione per assicurare

l’integrità dei dati

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Livello Baseband Active Slave Broadcast logical

transport (ABS) Traffico unidirezionale dal master agli

slave Trasporta traffico L2CAP Inaffidabile: ritrasmissione ripetuta del

pacchetto Usato con LT_ADDR con tutti 0

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Livello Baseband

Parked slave broadcast logical transport

Comunicazione tra master e slave in stato park

Utilizzo di due indirizzi: PM_ADDR Parked Member Address AR_ADDR Access Request Address

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Livello Baseband

Logical link Link Control (LC) ACL Control (ACL-C) User Asynchronous/Isochronous (ACL-

U) User Synchronous (SCO-S) User Extended Synchronous (eSCO-S)

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Livello Baseband Il Link Controller è responsabile della gestione

degli stati dei dispositivi Bluetooth StandBy Connection Inquiry Inquiry scan Inquiry response Page Page scan Page response Slave response Parked

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Livello Baseband Stato StandBy

Stato di default, basso consumo Inquiry

Invio ripetuto del messaggio di inquiry Inquiry Scan

Attesa di un messaggio di inquiry, va fatto periodicamente

Inquiry response Invio di un messaggio FHS per ogni messaggio

inquiry ricevuto (rischio di collisione – backoff) Non hanno priorità sul traffico SCO

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Livello Baseband Lo stato Page scan

Attesa di messaggi di paging Se non vengono ricevuti, si passa nello stato

slave response Lo stato Page

Emissione del messaggio di page con il DAC Lo stato Page response

Risposta al messaggio di page ricevuto Si deve fare la sincronizzazione tra dispositivi

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Livello Baseband Lo stato connection

Inizia con un POLL da parte del master Risposta qualsiasi dello slave Se problemi si ritorna allo stato

page/page scan Sottostati:

Active mode Hold mode (solo SCO) Sniff mode (solo ACL)

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Livello Baseband

Lo stato park Partecipazione non attiva – attività minima Cede il LT_ADDR per ottenere

PM_ADDR: il master comunica agli slave parked

AR_ADDR: lo slave parked comunica col master Ascolto per una serie di beacon del master

Per consentire la sincronizzazione

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Link Manager Gestisce tutti gli aspetti relativi alla

connessione avvenuta Comunicazione attraverso il trasporto

logico ACL Opera per transazioni (PDU con stesso

ID) Tempo tra ricezione di un messaggio e

invio di una valida risposta LMP < Response timeout LMP.

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Link Manager

Altre operazioni del LM Diretto responsabile della connessione

Provvede allo scambio di informazioni Aggiustamento della potenza di

trasmissione Adapted Frequency Hopping Supervisione dei collegamenti Controllo della qualità del canale

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Link Manager

Sicurezza Autenticazione con challenge e

messaggio di risposta con codifica (chiave segreta)

Fase di pairing per concordare la chiave segreta

Criptazione dei messaggi con la chiave segreta

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L2CAP Multiplexing del protocollo

Gestione di diverse entità a livelli diversi Segmentazione e riassemblaggio

Migliore gestione dei dati se la lunghezza del PDU è gestita da L2CAP

Controllo di flusso (opzionale) Controllo degli errori e ritrasmissione Frammentazione e ricombinazione

Anche i livelli sottostanti possono frammentare ulteriormente il PDU

Controllo della qualità del canale

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RFCOMM Semplice protocollo di trasporto che

emula le porte seriali RS232 sul protocollo L2CAP

2 categorie di dispositvi 1) Computer, stampanti etc. 2) Segmenti di comunicazione (es modem)

Data Link Connection Identifier (DLCI) Identifica una connessione uscente tra

master e slave, 6 bit ma valori da 2 a 61.

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Scrivere un’applicazione Java+Bluetooth

MIDlet un'applicazione Java, scritta per

dispositivi con scarse risorse hardware MIDlet Suite: 2 file principali

.jad :descrittore dell'applicazione .jar :un file archivio con le classi

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Scrivere un’applicazione Java+Bluetooth

MyTris - Classi principali MyTris.java NetLayer.java EndPoint.java Sender.java Reader.java AcceptPlayer.java AsktoPlayCanvas.java BTListener.java Msg.java NameUI.java PlayerExit.java WaitCanvas.java WaitConfirm.java

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Scrivere un’applicazione Java+Bluetooth

javax.microedition.*; oggetti e i metodi necessari per

creare una MIDlet, dagli oggetti grafici come finestre e immagini, ai comandi.

javax.bluetooth.*; oggetti e metodi per la gestione della

connessione Bluetooth.

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Scrivere un’applicazione Java+Bluetooth

Maschera di input per dati iniziali Utilizzo massiccio delle

classi grafiche Canvas, Form e Image.

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Scrivere un’applicazione Java+Bluetooth

Classe responsabile della connessione NetLayer

Attende come server se qualche dispositivo è già alla ricerca di un secondo giocatore

Ricerca come client se c’è già un dispositivo in attesa di essere invitato a giocare

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Scrivere un’applicazione Java+Bluetooth

Schermate del gioco quando è attivo

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Scrivere un’applicazione Java+Bluetooth

Strumenti per lo sviluppo Java Wireless

Toolkit v 2.5.1 Ottimo strumento

sia in fase di compilazione e creazione dei package sia in fase di simulazione del gioco