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 :
-
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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Principes de transmission sur un lien établi3. Couche physique
3.1 Gammes de fréquences
La couche radio Bluetooth utilise la bande de fréquences sans licence ISM (Industrial Scientific and Medical) à 2,4 GHz. Cette bande de fréquences qui s’étale de 2 400 à 2 483,5 MHz est découpée en 79 canaux de 1 MHz. Il n’y a jamais de longue transmission sur une même fréquence, mais une série de transmissions de courts paquets sur une suite pseudo-aléatoire de fréquences.
HAUT DE PAGE3.2 Modulation
La modulation utilisée est GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) avec un débit de 1 Mbit/s sur la voie radio. C’est une modulation de fréquences de type FSK à deux états, dont le signal modulant est filtré par un filtre gaussien. Les données sont transmises sur une fréquence centrale F c . La modulation FSK fait correspondre à un élément binaire de valeur 1, une déviation de fréquence positive (transmission sur la fréquence F c + Δf ), et à un élément binaire de valeur 0, une déviation négative (transmission sur la fréquence F c – Δf ). L’indice de modulation (2 × Δf /D où D est le débit) est compris entre 0,28 et 0,35, ce qui correspond à 140 kHz
Δf
175 kHz.
Bluetooth EDR (Enhanced Data Rate) défini dans la version 2.0 du SIG augmente le débit par un facteur de 2 à 3 grâce à des modulations plus évoluées. Avec la modulation PSK (Phase Shift Keying) de type 4-DQPSK (Differential Quadrature PSK), on dispose de 2 bits par symbole et on multiplie le débit par 2. Avec une modulation 8-DPSK, on dispose de 3 bits par symbole et on multiplie donc le débit par 3. Pour que l’augmentation de débit soit réelle au niveau applicatif, le taux d’erreur doit rester modéré et donc le rapport signal/bruit du signal doit être plus important si la modulation a plus de points dans la constellation. Par conséquent, l’augmentation...
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Couche physique
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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