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Le rรฉseau personnel sans fil
Le rรฉseau personnel sans fil, notรฉ WPAN pour Wireless Personal Area Network, concerne les rรฉseaux sans fil d’une faible portรฉe : de l’ordre de quelques dizaines mรจtres. Ce type de rรฉseau sert gรฉnรฉralement ร relier des pรฉriphรฉriques ou un assistant personnel ร un ordinateur sans liaison filaire ou bien ร permettre une liaison sans fil entre deux machines trรจs peu distantes. Il existe plusieurs technologies utilisรฉes pour les WPAN :
๏ท Bluetooth a รฉtรฉ lancรฉ par Ericsson en 1994 et propose un dรฉbit thรฉorique de 1 Mbps pour une portรฉe maximale d’une trentaine de mรจtres. Bluetooth, connue aussi sous le nom IEEE 802.15.1, possรจde l’avantage d’รชtre trรจs peu gourmande en รฉnergie, ce qui la rend particuliรจrement adaptรฉe ร une utilisation au sein de petits pรฉriphรฉriques.
๏ท HomeRF (Home Radio Frequency) a รฉtรฉ lancรฉ en 1998 par le HomeRF Working Group et propose un dรฉbit thรฉorique de 10 Mbps avec une portรฉe d’environ 50 ร 100 mรจtres sans amplificateur. La norme HomeRF soutenue notamment par Intel, a รฉtรฉ abandonnรฉe en Janvier 2003, notamment car les fondeurs de processeurs misent dรฉsormais sur les technologies Wi-Fi embarquรฉe (via la technologie Centrino, embarquant au sein d’un mรชme composant un microprocesseur et un adaptateur Wi-Fi).
๏ท La technologie ZigBee : elle permet d’obtenir des liaisons sans fil ร trรจs bas prix et avec une trรจs faible consommation d’รฉnergie, ce qui la rend particuliรจrement adaptรฉe pour รชtre directement intรฉgrรฉe dans de petits appareils รฉlectroniques. La technologie ZigBee, opรฉrant sur la bande de frรฉquences des 2,4 GHz et sur 16 canaux, permet d’obtenir des dรฉbits pouvant atteindre 250 Kbps avec une portรฉe maximale de 100 mรจtres environ.
๏ท Les liaisons infrarouges permettent de crรฉer des liaisons sans fil de quelques mรจtres avec des dรฉbits pouvant monter ร quelques mรฉgabits par seconde. Cette technologie est largement utilisรฉe pour la domotique (tรฉlรฉcommandes) mais souffre toutefois des perturbations dues aux interfรฉrences lumineuses. L’association IrDA (infrared data association) prenant en charge de la technologie a รฉtรฉ formรฉ en 1995 regroupe plus de 150 membres.
๏ท UWB (Ultra Wide Band) 802.15.3a : elle offre une connexion sans fil ร trรจs haut dรฉbit atteignant 100 Mbps pour une distance de 15 m et 1,3 Gbps sur une portรฉe de 1m. Elle occupe une bande de frรฉquence supรฉrieure ร 500 MHz et utilise gรฉnรฉralement les bandes de frรฉquences de 3,1 ร 10,6 GHz.
Le rรฉseau local sans fil
Le rรฉseau local sans fil, notรฉ WLAN pour Wireless Local Area Network, est un rรฉseau permettant de couvrir l’รฉquivalent d’un rรฉseau local d’entreprise, soit une portรฉe d’environ quelques centaines de mรจtres. Il permet de relier entre eux les terminaux prรฉsents dans la zone de couverture. Il existe plusieurs technologies concurrentes mais on cite principalement :
๏ท Le Wifi ou Wireless Fidelity soutenu par l’alliance WECA offre des dรฉbits allant jusqu’ร 54 Mbps sur une distance de plusieurs centaines de mรจtres.
๏ท HiperLAN2 (HIgh Performance Radio LAN 2.0), norme europรฉenne รฉlaborรฉe par l’ETSI. Ce rรฉseau permet d’obtenir un dรฉbit thรฉorique de 54 Mbps sur une zone d’une centaine de mรจtres dans la gamme de frรฉquence comprise entre 5 150 et 5 300 MHz.
Le rรฉseau mรฉtropolitain sans fil
Le rรฉseau mรฉtropolitain sans fil, WMAN pour Wireless Metropolitan Area Network, est un rรฉseau utilisรฉ dans les campus ou dans les villes cโest-ร -dire dans un rayon de quelques dizaines de kilomรจtres. Cโest un type de boucle local radio qui permet une liaison sans fil. Il regroupe รฉgalement les technologies permettant ร un particulier ou une entreprise de sโinterconnecter via les ondes radios. Parmi ces technologies, on peut citer :
๏ท LMDS (Local Multipoint Distribution Service) : technique dโaccรจs large bande par onde radio qui utilise les frรฉquences situรฉs entre 26 GHz et 29 GHz. Il est principalement destinรฉ ร des utilisations de type point ร multipoint ou de liaisons point ร point sur des distances pouvant atteindre 8 km.
๏ท MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Service) : cโest un systรจme de diffusion de la tรฉlรฉvision par un รฉmetteur terrestre qui fonctionne dans la bande de frรฉquences de 2,5 et 3,5 GHz. Les signaux sont analogiques en modulation de frรฉquence ou en modulation dโamplitude.
๏ท Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) : ce standard utilise une bande de frรฉquence de 2 ร 11 GHz et permet un dรฉbit de 70 Mbps sur un rayon de 50 km maximum.
La norme Wimax mobile devrait permettre des services comme la communication VoIP sur tรฉlรฉphones portables ou encore lโaccรจs ร des services mobiles ร haut dรฉbit.
Le rรฉseau rรฉgional sans fil
Les rรฉseaux rรฉgionaux sans fils font lโobjet de la norme IEEE 802.22. Ils occupent les frรฉquences de la bande rรฉservรฉe ร la diffusion de la tรฉlรฉvision interactive comprise entre 54 MHz et 862 MHz. Lโoriginalitรฉ de ces rรฉseaux porte sur la capacitรฉ de ses รฉquipements ร utiliser de faรงons dynamiques les bandes de frรฉquences inoccupรฉes. La vitesse de transmission atteint 18 Mbps sur des canaux de 6 MHz. Cette technologie utilise lโOFDM et assure la qualitรฉ de service au niveau de la couche MAC. La portรฉe peut atteindre une cinquantaine de km et un point dโaccรจs peut interconnecter 30000 utilisateurs.
Lโarchitecture de la technologie
La figure 2.04 suivante illustre la pile caractรฉristique de la technologie Bluetooth. On peut observer, depuis la partie basse la pile, les couches bas niveau propres ร la technologie, la couche de transmission simple de donnรฉes, les couches de communication avec la tรฉlรฉphonie, les couches des protocoles adoptรฉs et les couches des applications de haut niveau.
Les couches propres ร Bluetooth La couche Radio
Cette couche opรจre dans la bande ISM autour de 2.4 GHz et utilise lโรฉtalement de spectre comme type de communication. La bande sโรฉtend de 2400 ร 2483.5 Mhz dans la majoritรฉ des pays pour optimiser lโรฉtalement de spectre. Cette bande est divisรฉe en canaux de 1 Mhz soit 79 canaux au total. Pour transmettre des donnรฉes, la technologie Bluetooth utilise le FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). Puisquโon travaille dans une bande de frรฉquence libre, dโautres technologies peuvent causer des interfรฉrences, on utilise alors de petits paquets de donnรฉes et des sauts de frรฉquence rapides. En effet, le principe du FHSS est la commutation rapide entre plusieurs canaux de frรฉquence, utilisant un ordre pseudo alรฉatoire connu tant ร l’รฉmetteur qu’au rรฉcepteur pour la synchronisation.
Lโutilisation de FHSS dans Bluetooth permet :
๏ท Une synchronisation parfaite entre lโรฉmetteur et le rรฉcepteur car ils sont obligรฉs dโutiliser la mรชme sรฉquence de sauts pour communiquer.
๏ท Dโรฉmettre ร plusieurs simultanรฉment.
๏ท De limiter les interfรฉrences.
Le dรฉbit nominal de saut est de 1600 sauts par seconde cโest-ร -dire 625 ฮผs par slot de communication. La modulation utilisรฉe est le GFSK acronyme de Gaussian Frequency Shift Keying.
La couche bande de base
La couche bande de base contrรดle la couche radio. Les sauts de frรฉquences sont gรฉrรฉs par cette couche. Cette couche prend en charge aussi de la sรฉcuritรฉ dans les mรฉcanismes bas niveau. Tous les paquets qui circulent dans les rรฉseaux Bluetooth est en provenance de la couche bande de base. La couche bande de base peut gรฉrer deux types liaisons : le SCO et le ACL.
๏ท SCO ou Synchronous Connection Oriented : ce type de connexion permet une transmission bidirectionnelle. Une connexion SCO fonctionne en temps rรฉel, c’est-ร -dire quโil nโy a pas de retransmission possible. Cโest ce type de connexion qui est utilisรฉ pour la transmission de la voix. Bluetooth utilise dans ce cas des crรฉneaux rรฉservรฉs afin de rรฉduire au maximum le dรฉlai. Il est alors possible dโatteindre un dรฉbit de 64Kbps, sachant quโun maรฎtre peut gรฉrer jusquโร 3 liens de ce type.
๏ท ACL ou Asynchonous Connection Less : Cโest ce type de connexion est utilisรฉ pour lโรฉchange de donnรฉes. Avec les connexions ACL, il est possible dโeffectuer un multicast et dโobtenir des dรฉbits de 723.2 Kbps en sortie et un dรฉbit de 57.6 Kbps en entrรฉe.
La couche bande de base fournit aux appareils les fonctionnalitรฉs nรฉcessaire pour synchroniser leurs horloges et รฉtablir des connexions. Les procรฉdures de dรฉcouvertes des adresses des appareils sont aussi gรฉrรฉes par cette couche.
La couche de contrรดle des liens logiques et protocoles dโadaptation
Cโest la couche avec laquelle la plupart des applications interagissent avant lโintervention dโun contrรดleur dโhรดtes. Cette couche dรฉfinit le multiplexeur de service et de protocole, appelรฉ en anglais PSM (Protocol and Service Multiplexer), pour chaque type dโutilisation.
Les principales fonctions de cette couche sont :
๏ท Multiplexage : ce protocole permet aux diverses applications dโutiliser la liaison entre deux appareils simultanรฉment.
๏ท Segmentation et rรฉassemblage : ce protocole rรฉduit la taille des paquets en provenance de divers applications selon la taille de paquets supportรฉe par la couche bande de base. Elle effectue aussi lโopรฉration inverse cโest-ร -dire la reconstitution des paquets.
๏ท Qualitรฉ de service : L2CAP permet aux applications de faire des requรชtes de qualitรฉ de service comme la largeur de bande, le temps de latence et la variation des durรฉes de communication. Il est dans ses rรดles de vรฉrifier si les liaisons รฉtablies supportent cette fonctionnalitรฉ et de les mettre en oeuvre si cโest possible.
La couche de protocole de dรฉcouverte de service
Le SDP, Service Discovery Protocol, est une base de donnรฉes disponible dans les pรฉriphรฉriques Bluetooth (pas tous, ceci nโest pas obligatoire) ร lโintรฉrieure de laquelle on trouve tous les dรฉtails concernant le pรฉriphรฉrique, ses fonctions et comment sโy connecter. Cette base de donnรฉes contient une liste de services et ร chaque service sont attribuรฉes des informations de configuration et de connexion. Lorsquโun pรฉriphรฉrique fait une recherche sur le rรฉseau, il peut effectuer une requรชte SDP sur les pรฉriphรฉriques ร dรฉcouverts pour examiner si ceux-ci sont compatibles avec la fonction dรฉsirรฉe (tรฉlรฉphonie, imprimante, รฉchange de donnรฉes…). Il est important de noter quโune dรฉcouverte SDP se fait au-dessus dโune connexion L2CAP, via le PSM 1. Cela signifie quโune connexion L2CAP supplรฉmentaire est nรฉcessaire pour dรฉcouvrir les services disponibles. Celle-ci sera suivie dโune autre connexion L2CAP, cette fois-ci sur le PSM adรฉquat.
La machine Virtuelle de Dalvik DVM
Cโest une machine virtuelle de base avec une mรฉmoire extrรชmement petite. Elle a รฉtรฉ conรงue spรฉcialement pour les systรจmes embarquรฉs Android et ร travailler dans des situations ร faible consommation. La DVM exรฉcute des codes avec lโextension .dex (Dalvik executable) qui est lโรฉquivalent des codes en .class de la machine virtuelle Java classique.
Le graphisme
Grรขce ร des bibliothรจques graphiques 2D et 3D basรฉs sur OpenGL ES 1.0, il est possible quโavec Android on puisse avoir de jolies applications comme Google Earth et des jeux spectaculaires comme Second Life.
La base de donnรฉes SQLite
Cโest une base de donnรฉes relationnelle extrรชmement petite, de lโordre de 500 ko, qui est intรฉgrรฉ dans les systรจmes Android. Sa simplicitรฉ la rend plus facile dโusage pour les plateformes comme Android.
La disposition graphique maniable
La plateforme peut sโadapter avec toutes les dimensions dโรฉcran, le VGA, les bibliothรจques graphiques citรฉs prรฉcรฉdemment et les dispositions dโaffichage des Smartphones traditionnels. Un moteur graphique 2D est aussi inclus. Lโaccรจs au sous-systรจme et aux couches composites 2D ou 3D est gรฉrรฉ par une bibliothรจque spรฉcifique.
Les connectivitรฉs
Le systรจme Android supporte une grande variรฉtรฉ de technologie incluant le GSM, le GPRS, lโEDGE le CDMA, lโUMTS, lโHSDPA, lโHSUPA, lโEVDO, le LTE, le Bluetooth et le Wifi.
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Table des matiรจres
CHAPITRE 1 LES RESEAUX SANS FILS
1.1 Introduction
1.2 La propagation des ondes radios
1.2.1 Les phรฉnomรจnes ร petite รฉchelle
1.2.2 Les phรฉnomรจnes ร grande รฉchelle
1.3 Les catรฉgories de rรฉseaux sans fils
1.3.1 Le rรฉseau personnel sans fil
1.3.2 Le rรฉseau local sans fil
1.3.3 Le rรฉseau mรฉtropolitain sans fil
1.3.4 Le rรฉseau rรฉgional sans fil
1.3.5 Le rรฉseau รฉtendu sans fil
1.4 Les services dans les rรฉseaux sans fils
1.4.1 La tรฉlรฉphonie
1.4.2 Les messageries
1.4.3 Autres services
1.5 Avantages et inconvรฉnients des rรฉseaux sans fils
1.5.1 Les avantages du rรฉseau sans fil
1.5.2 Les inconvรฉnients du rรฉseau sans fil
1.6 Conclusion
CHAPITRE 2 LA TECHNOLOGIE BLUETOOTH
2.1 Introduction
2.2 Cas dโutilisations
2.3 Les types de rรฉseaux
2.3.1 Le pico-rรฉseau
2.3.2 Lโinter-rรฉseau
2.4 Lโarchitecture de la technologie
2.4.1 Les couches propres ร Bluetooth
2.4.2 Les couches des protocoles adoptรฉs
2.4.3 Le RFCOMM
2.4.4 Les couches des protocoles spรฉciaux
2.5 Gestion des communications
2.5.1 Les diffรฉrents types dโadresses
2.5.2 Format du paquet Bluetooth
2.5.3 Illustration des communications
2.6 Caractรฉristiques
2.7 Conclusion
CHAPITRE 3 LE SYSTEME ANDROID
3.1 Introduction
3.2 Les Smartphones
3.3 Les versions dโAndroid
3.4 Architecture du systรจme Android
3.5 Les caractรฉristiques dโAndroid
3.5.1 Le framework
3.5.2 La machine Virtuelle de Dalvik DVM
3.5.3 Le graphisme
3.5.4 La base de donnรฉes SQLite
3.5.5 La disposition graphique maniable
3.5.6 Les connectivitรฉs
3.5.7 La messagerie
3.5.8 Le navigateur Web
3.5.9 Le multimรฉdia
3.5.10 Les matรฉriels
3.6 Le dรฉveloppement dโapplication
3.6.1 La structure dโune application Android
3.6.2 Lโinterface de programmation pour les interfaces utilisateurs
3.6.3 Lโinterface de programmation pour les graphismes et les animations
3.6.4 Lโinterface de programmation pour le stockage de donnรฉes
3.6.5 Lโinterface de programmation pour les connectivitรฉs
3.6.6 Lโinterface de programmation pour le multimรฉdia
3.6.7 Lโinterface de programmation pour la localisation et les capteurs
3.7 Conclusion
CHAPITRE 4 REALISATION DโUNE APPLICATION DE MESSAGERIE
4.1 Introduction
4.2 Le module dโextension ADT dโeclipse
4.3 Fonctionnement de lโADT
4.3.1 Lโinstallation du module :
4.3.2 Lโespace de travail
4.4 Description de lโapplication de messagerie somesoBT
4.4.1 A propos de somesoBT
4.4.2 Le fonctionnement de lโapplication
4.5 Lโapplication rรฉalisรฉe
4.5.1 Prรฉsentation et illustration
4.5.2 Contraintes pendant la rรฉalisation
4.6 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
ANNEXE 1 LE LANGAGE JAVA
ANNEXE 2 EXTRAITS CODE SOURCE
BIBLIOGRAPHIE
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