基于蓝牙的WAP解决方案

一、WAP与蓝牙

无线应用协议（WAP）是在1977年由摩托罗拉、诺基亚、爱立信
及美国的Phone.com共同提出的，其目的就是通过目前的无线移动通信网络来获取Internet中的
信息。WAP提供了一个无线Internet接入方案。从1998年5月WAP
1．0版的出现到现在已经历了1．1版、1．2版的发展，WAP 1．3版目前正在讨论
中。

蓝牙（Bluetooth）技术是由爱立信、IBM、Intel、诺基亚和
东芝等公司联合推出的一种低功率、短距离的无线连接技术。蓝牙支持点到点、点到多点的面向连
接和无连接的数据链路，可同时支持语音、多媒体和一般的分组数据业务。蓝牙设备工作在2．
4GHz的ISM频段内，采用跳频通信方式，共有79个间隔为1MHz的跳频信道，传输速率可达
1Mbit／s。

由此可知，WAP是建立在无线网络上的Internet接入解决方案，
蓝牙是无线网络的构建及接入方案，下面介绍在蓝牙技术基础之上的无线移动终端的Internet接
入方案。

二、WAP业务

移动终端总会面临某些方面的不足，比如：带宽窄、时延高（传
输环境）、显示能力有限、存储容量小、处理能力低、支持的输入能力有限。WAP正是考虑了这些
影响因素后出台的。

1．WAP的组成

典型的WAP应用环境包括WAP客户设备、WAP代理／网关和WAP服
务器。一般，WAP代理／网关兼具WAP服务器的功能。

（1） WAP客户设备

WAP客户设备通常是终端用户的手持设备（笔记本电脑或手
机）。显示及输入功能是WAP客户设备必须具备的基本功能。

WAP客户设备通过无线网络与WAP代理／网关建立连接。无线网
络可以是基于现有技术的任何可用网络。WAP协议能在低可靠性、高延时的网络中无中断地完成
WAP业务。

（2） WAP代理／网关

WAP代理／网关是无线网络与Internet的接口，用来为WAP客户
设备提供域名解析并将Internet网的TCP／IP协议及信息转化为WAP客户设备所能识别的协议及信
息。

（3） WAP服务器

WAP服务器与Internet网中的服务器的功能类似，实际上，WAP
服务器一般就是一个超文本传输协议（HTTP）服务器。服务器存储信息及接受用户访问。WAP中所
使用的标记语言为一种简化的超文本标记语言（HTML），称为无线标记语言（WML）。当WAP客户
设备所访问的服务器为HTTP服务器时，信息通过WAP代理／网关，将由HTML语言转化为WML。WAP
服务器可内置于WAP代理／网关中，或存在于WAP代理／网关所能访问到的地方。

2．WAP协议栈

WAP协议栈采用层次化设计，每层相对独立，各层协议之间通过
标准接口通信，底层协议通过标准接口为上层协议提供服务，其它的服务或应用程序也可以通过对
该接口的调用使用该层协议提供的服务，一层协议内部的改动（在保持与其它层协议接口不变的前
提下）不会对其它层造成影响。

（1） 无线数据包协议（WDP）

WDP与Internet协议中的用户数据报协议（UDP）相对应，为上
层提供一个基于套接字（Socket）的UDP操作接口。如果承载网络以ＩＰ为基础，那么它就是
UDP；如果承载网络不支持UDP业务接口，那么WDP就是由承载网络数据协议向UDP转化的适配层，
从而实现不同类型承载网上数据的透明传输。

（2） 无线事务协议（WTP）

WTP是面向连接的传输层协议，运行在数据报服务和可选的安全
服务之上，为上层提供基于UDP的可靠的数据报业务。其作用与TCP协议的作用类似，但它充分考
虑了WAP的“请求数据短，响应数据长”的事务特性。WTP还提供了消息合并功能，以减少所传输
的消息数量。

（3） 无线传输层安全协议（WTLS）

WTLS是基于TLS（曾叫安全套接层协议（SSL））、为WAP协议的
安全而设计的，并根据低带宽通信信道的网络特点进行优化，提供了客户WSP会话与对应服务器
WSP会话之间的安全数据通路。

（4）无线会话协议（WSP）

WSP是移动客户端和WAP网关或服务器之间进行远距离通信的会
话层协议，WSP通过相同接口为WAP的应用层提供基于WTP的面向连接的服务和基于UDP的无连接的
服务。

WSP包含HTTP／1．1的全部功能，保证了与HTTP协议的兼容性。
此外，WSP中还加入了一些新特性（如长会话、数据推送的通用接口、能力协商、会话的挂起／恢
复），使其能适用于低带宽、长反应时间的无线承载网络环境。

三、蓝牙结构

1．蓝牙网络结构

蓝牙技术构造的无线局域网络属于无线Ad hoc网络结构，它是
由许多蓝牙移动设备合作来实现通信的。每个移动设备是对等的，都可以充当蓝牙微微网
（piconet）中的主设备或从设备，并可以同时属于两个微微网，分别扮演主或从设备的角色。
Ad
hoc网络最大的特点是它不需要任何集中的介入点（如GSM中的基站）。当一个蓝
牙设备进入另一个蓝牙设备的服务区后，两者可以自动进行识别，在无需用户介入的情况下完成无
线网络的接入。

图2中虚线框表示一个蓝牙的微微网，在一个微微网中最多只能
有一个主设备和7个从设备。主设备负责提供微微网中的时钟同步信号和调频序列，为每一个从设
备分配地址码，只有主从设备间才能进行通信。蓝牙设备采用跳频方式收发数据，工作在2．4GHz
的69个1MHz的跳频信道上，使用时分双工的工作方式。不同的微微网通过一个公共的蓝牙设备连
接在一起，
公共设备在两个微微网中的角色不固定，这样多个微微网通过它们之间共同的蓝
牙设备连成一个大的网络，称为分布式网。

2．蓝牙的协议栈结构

与WAP类似，蓝牙的协议栈也采用层次式的结构。

链路控制协议（LM）、基带（BB）和射频（RF）部分负责蓝牙
物理链路的建立与数据传输，一般包含在蓝牙的硬件芯片中。

主机控制接口（HCI）是一个介于软硬件之间的接口层，它负责
为上层协议提供对蓝牙硬件操作的命令接口，一般以固件的形式出现。上层协议通过HCI调用LM中
的命令，获取硬件状态寄存器、控制寄存器和事件寄存器的状态信息。

逻辑链路控制和适配协议（LSCAP）是整个蓝牙协议栈的核心，
负责蓝牙设备的整体数据吞吐量，可以看作是高层次的链路层协议。LSCAP既支持面向连接的数据
包格式，又支持无连接的数据包格式。两个蓝牙设备之间只能建立一条无连接的ACL链路，而蓝牙
的高层协议：服务发现协议（SDP）、串行电缆仿真协议（RFCOMM）及电话控制协议（TCS）都需
要在这条链路上传输数据，此时需要LSCAP完成对ACL链路的逻辑复用。

TCS包括电话控制二进制协议和电话控制AT命令等两部分。电话
控制二进制协议定义了蓝牙组件间建立语音和数据呼叫的控制信令，以及处理蓝牙TCS设备群的移
动管理进程。电话控制AT命令是控制多用户模式下移动电话和调制解调器的AT命令集，用于传真
业务时根据需要对AT命令做出限定。

RFCOMM用于在蓝牙基带协议上仿真RS232的控制和数据信号，为
使用串行线传输机制的上层应用协议提供支持。

SDP在蓝牙协议栈中具有重要作用。它是所有用户模式的基础，
使用SDP可以查询到蓝牙设备的信息和服务类型，从而在其间建立相应的连接。

四、基于蓝牙的WAP实现

由以上分析可以看出，在蓝牙的基础上能很好地实现WAP的无线
Internet接入服务。从协议栈来看，蓝牙处于整个通信系统协议的低层，主要提供无线网络低层
链路的建立与维护；而WAP是包括应用层在内的层次较高的协议，需要有低层协议的支持，正好可
以利用蓝牙建立的链路进行数据的传输。从网络构成来看，蓝牙网络的Ad
hoc特性方便了WAP客户的无线接入与数据传输。

1．基于蓝牙的WAP的网络构成

图5中的服务器是一个基于蓝牙的WAP代理／网关。对蓝牙来说
是一个组建微微网的主设备，对WAP设备来讲就是一个WAP代理／网关（可能具有WAP服务器的功
能）。

①在阶段Ⅰ，WAP客户进入微微网范围内，在客
户通过蓝牙的查询过程发现了WAP代理／网关的存在后，由它自动（或根据用户的需要）与服务器
建立蓝牙的连接。

在蓝牙链路建立后，通过SDP协议可得到如下信息：

·服务器名称。用户可以得到的关于服务器的描述。

·服务器主页文档名称。WAP服务器主页的URL地址。

·WAP服务器／代理功能识别。该信息用来说明服务器是WAP信
息服务器还是WAP代理／网关，或者兼具两者的功能。如果只是一个WAP代理／网关，就需要服务
器具有解析远端URL地址的能力。

在得到关于服务器的足够信息后，WAP客户就可以与服务器通信
了。

②在阶段Ⅱ，WAP客户设备向WAP代理／网关发送请求，接收响
应信息，完成Internet网的信息浏览。

③当WAP客户移动至阶段Ⅲ，表示它已经离开了服务器所建立的
蓝牙微微网的服务区。这时当低层的蓝牙设备检测到与WAP代理／网关的通信链路已丢失后，它应
当保存由SDP协议得到的关于WAP代理／网关的信息，以便在用户需要时转向由其它无线网络所提
供的WAP服务，继续未完成的WAP会话，然后拆除与服务器建立的蓝牙链路。这样，基于蓝牙的WAP
应用就完成了。

当然，蓝牙链路的建立还可以由服务器来完成。在这种情况下，
服务器周期地查询其微微网范围内的其它蓝牙设备。当查询到具有WAP客户能力的设备后，可以立
即建立连接，完成一些公共信息（如天气预报等）的发送。

2．基于蓝牙的WAP协议栈结构

WAP协议栈的基础是UDP，如果可以在蓝牙的链路上建立一个为
WAP服务的UDP数据通路，就可以实现基于蓝牙的WAP服务协议。建立UDP链路可以通过蓝牙的
RFCOMM协议来实现。通过RFCOMM的串口仿真技术，可以实现蓝牙设备间的PPP连接，进而在PPP基
础上完成IP和UDP。基于蓝牙的WAP协议结构见图5。

五、结 语

WAP是一个有着广泛的实用性和充分的包容性的应用协议，其承
载网络可以有很多种，如GSM网络中的短消息业务（SMS）、电路交换数据（CSD）、无结构的补充
数据业务（USSD）及通用无线分组业务（GPRS）。蓝牙这种新的无线局域网技术的一些特性，使
得基于蓝牙的WAP方案具有以下优点：

·可以提供对WAP的直接UDP支持，省去WAP WDP层的适配开销。

·蓝牙可以提供方便、快捷的无线接入。

·蓝牙网络的Ad hoc特性为WAP业务的扩展提供了很大的便利。

当然，蓝牙这项无线局域网技术可以将WAP应用发展为它今后的
一项业务，归入其应用协议的标准当中，为WAP服务制定更加方便的接口。