TNMK24 mobil tjänsteteknikwebstaff.itn.liu.se/~marka/TNMK24/mobil_tjansteteknik.pdf · Intro I n t e r a k t i o n Interaktion I n t e r a k t i o n Interaktion TCP/IP + Ethernet,

1

Mobil TjänsteteknikTNMK24

2007-02-28 David Gundlegård, ITNSid 2

Agenda

Intro

Bluetooth

Wireless Application Protocol (WAP)

Bärartjänster


Intro

Interaktion

Interaktion

Interaktion

Interaktion

TCP/IP + Ethernet, WLAN…

Hur?


Intro

WAP, SMS, MMS, GPRS,UMTS, W-CDMA, 3G,

USSD, Cell Broadcast, Wimax,Wireless USB, UWB, Bluetooth,

Mobile IP, satellitkommunikation,NMT-450, Mobitex, TETRA,

EDGE, WAP-push, EMS,I-Mode, CDMA-2000…

Bluetooth


Idé Universellt gränssnitt för trådlösa små ad-hoc-nät

Koppla ihop datorer och andra prylar – mobiltelefoner,PDA, kameror…

Inbyggda i andra enheter, låg extra kostnad Kort avstånd (10 m), låg energiförbrukning, licensfritt

frekvensband

Överföring av tal och data medca 1 Mbit/s

Bluetooth

2


Historia 1994: Ericsson (Mattison/Haartsen), “MC-link”-projektet

199X: Projektet döps om efter Harald Blåtand 1998: foundation of Bluetooth SIG

2001: first consumer products for mass market SIG

Ericsson, Intel, IBM, Nokia, Toshiba 3Com, Agere (was: Lucent), Microsoft, Motorola

> 2500 members

Bluetooth


Fysiskt lager Frekvensband 2.4 GHz

79 kanaler à 1 MHz

Datatakt < 1 Mbit/s brutto (3 Mbit/s) Modulation GFSK

Time Division Duplex Effekt 1/2.5/100 mW

1/10/100 m räckvidd

Bluetooth


Piconet

Master/slave

Scatternet

M=MasterS=SlaveP=ParkedSB=Standby

M

S

P

SB

S

S

P

P

SB

M

S

S

P

SB


Protokollstack

Radio

Baseband

Link Manager

Control

HostControllerInterface

Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP)Audio

TCS BIN SDP

OBEX

vCal/vCard

IP

NW apps.

TCP/UDP

BNEP

RFCOMM (serial line interface)

AT modemcommands

telephony apps.audio apps. mgmnt. apps.

AT: attention sequenceOBEX: object exchangeTCS BIN: telephony control protocol specification – binaryBNEP: Bluetooth network encapsulation protocol

SDP: service discovery protocolRFCOMM: radio frequency comm.

PPP

Bluetooth


Baseband Layer

Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) Hoppsekvens härleds från Masterns Bluetooth-adress Delas av alla som kommunicerar i ett piconet

Separerar piconät inom samma område

Korta tidsluckor (625 µs) Motverkar interferens

f1

f2

f3

t


Baseband Layer Addressering

Active Member Address (3 bit) Parked Address (8 bit)

Länktyper Kretskopplad (SCO)

Paketförmedlad (ACL) Paketformat

Paketlängd Över upp till 5 tidsluckor

3


Link Types (Baseband) Synchronous Connection Oriented (SCO)

64 kbit/s åt båda håll Reserverade tidluckor

Garanterad kapacitet Kan ha flera samtidigt Ex.vis. Telefoni

Asynchronous Connectionless (ACL) Delas mellan slavar vid behov/kapacitet 430/720 kbit/s Paketförmedlat Data


Tillstånd (Baseband)standby

inquiry page

connectedAMA

transmitAMA

parkPMA

holdAMA

sniffAMA

unconnected

connecting

active

low power

Standby: do nothingInquire: search for other devicesPage: connect to a specific deviceConnected: participate in a piconet

detach

Park: release AMA, get PMA Sniff: listen periodically, not each slotHold: stop ACL, SCO still possible, possibly

participate in another piconet


Profiles Generic Access Profile Service Discovery Application Profile Cordless Telephony Profile Intercom Profile Serial Port Profile Headset Profile Dial-up Networking Profile Fax Profile LAN Access Profile Generic Object Exchange Profile Object Push Profile File Transfer Profile Synchronization Profile

Profiles

Pro

toco

ls

Applications


Säkerhet

E3

E2

link key (128 bit)

encryption key (128 bit)

payload key

Keystream generator

DataCipher data

Authentication key generation(possibly permanent storage)

Encryption key generation(temporary storage)

PIN (1-16 byte)User input (initialization)

Pairing

Authentication

Encryption

Ciphering

E3

E2

link key (128 bit)

encryption key (128 bit)

payload key

Keystream generator

PIN (1-16 byte)


IEEE 802.15 – PAN-standard 802.15.1

Bluetooth 802.15.2

WLAN – PAN interworking 802.15.3

High rate – low cost/low power UWB?

802.15.4 Low rate – very low power Sensor networks ZigBee

WAPWireless Application Protocol

4


TCP/IP och mobiltelefoner

Mobila användare

Radioskugga

Flervägsutbredning

Dämpning

Interferens

Begränsad bandbredd

Varierande kanalmodell

Låg/varierande datatakt

Hög/varierande fördröjning

Hög bitfel-sannolikhet

Begränsad processor, batteri etc.

-Overhead-Minneskrav-Fönsterstorlek-TCP congestionControl-”Resume”

Långa uppehåll


WAP 1.x Internet till mobiltelefonerna! En mobil motsvarighet till TCP/IP, anpassad för

Låg datatakt Miniskärm Taskig processor Obefintligt minne …

Hur? 1997: WAP forum 2002: Open Mobile Alliance (OMA)

(3GPP, IETF)

(Låter kul va?)


WAP 1.x Protokollstack

HTML, Java

HTTP

SSL/TLS

TCP/IPUDP/IPmedia


WAP Gateway

Med WAP 1.x så behövs en WAP-gateway för attkommunicera på Internet


Wireless Application Environment

Stöder WML och WML-script

Kan användas av flera User Agents WML-browser

WTA-agent Telefonbok

SMS-editor

Stöder också User Agent Profile (UAProf) Skärmstorlek, OS, minne etc.


Wireless Session Protocol

Ersätter delar av TCP/IPs HTTP

Hanterar sessioner Behåller tillstånd (resume)

Förhandla funktionalitet

Binary encoding

Push-funktionalitet

5


Wireless Transaction Protocol Mellanting mellan UDP och TCP

Transaktionsorienterat Tre klasser

Klass 0: opålitlig utan response (~datagram) Klass 1: pålitlig utan response

Klass2: pålitlig med response(till request/response-applikationer)

Ingen uppkoppling Bara acknowledgements

Invoke

Result

ACK

Klass 2:


Wireless Transport Layer Security

Bygger på Transport Layer Security (TLS/SSL)

Anpassat för Låg datatakt

Hög fördröjning Lite minne

Klen processor


Wireless Datagram Protocol Trådlös motsvarighet till UDP

Datagram service

Om IP kan användas så byter man WDP mot UDP WCMP som hjälpprotokoll

Trådlös motsvarighet till ICMP Destination unreachable

Echo request/reply

…


Protokollstackar exempel


WAP 2.0 Stöder den gamla WAP 1.x-stacken

Men dessutom IP

TCP (wireless profile, Föreläsning 6)

TLS

HTTP (wireless profile)

xHTML (mobile profile) Composite capabilities / preference profiles (cc/pp)

Nu blev det lite roligare att WAPPA…


Ny WAP-modell

WAP-gateway ej längre nödvändig

Kommunikation direkt med servern möjlig medHTTP/1.1

En gatewaybehövs dock för Push-funktionalitet

Mobil anpassning Säkerhetsfunktioner

…

6


Ramverk WAP 2.0


Exempel protokollstackar WAP 2.0


WAP Push

Push / Pull

WAP Push


WAP Push

Push Access Protocol (PAP) Baserat på vanliga TCP/IP-protokoll (HTTP Post +

XML)

Vilken MIME-typ som helst kan skickas

Push Proxy Gateway (PPG) Omvandla informationen för att passa det mobila nätet

och terminalen Ge återkoppling till PI


WAP Push

Push Over-The-Air (OTA) OTA-WSP eller OTA-HTTP

OTA-WSP Liten påbyggnad till WSP för att stödja push Unconfirmed/confirmed push

OTA-HTTP HTTP Post + TCP

Hur skapa TCP-uppkopplingen?


TCP-uppkoppling för push PPG-originated

Om bäraren aktiv eller kan aktiverasav PPG

IP-adressen känd av PPG

Terminal originated Används alltid för OTA-WSP Kan användas av OTA-HTTP om IP-

adress okänd eller bäraren ej kanaktiveras

Sköts via Service IndicationApplication (SIA) och ServiceIndication Requests (SIR)

SIA PPGSIR via SMS

TCP-uppkoppling

7


Push-innehållAlla MIME-typer kan pushasTvå speciella

Service Indication Indikerar händelse

Nytt mail Ändring i börskurs …

URI + kort meddelande

Service Loading T.ex. en URI hämtas utan att användaren bekräftar

WAP-baserade tjänster


Multimedia Message Service

Bygger på WAP


MMSExempel MMS mellan mobila terminaler med WAP 1.x:

MMS-klient WAP Gateway MMS Proxy/Relay(M-send.req via WSP POST) (M-send.req via HTTP POST)

MMS-klient WAP Gateway MMS Proxy/Relay

(M-notification.ind via Push OTA) (M-notification.ind via PAP)

(HTTP/SMTP)

(PI)(PPG)(WSP GET) (HTTP GET)


Email-notification

Push-email via WAP

Finns även andra lösningar

Bärartjänster

8


Några utvalda SMS GSM data General Packet Radio Service (GPRS) Enhanced Datarate for GSM Evolution (EDGE) Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) … Bluetooth Unstructured Supplementary Service Data (USSD) Cell Broadcast (CB) …

Documents

TNMK24 mobil tjänsteteknikwebstaff.itn.liu.se/~marka/TNMK24/mobil_tjansteteknik.pdf · Intro I n t e r a k t i o n Interaktion I n t e r a k t i o n Interaktion TCP/IP + Ethernet,