藍牙散射網(wǎng)的構建和網(wǎng)內(nèi)通信的研究.pdf

1、藍牙微微網(wǎng)內(nèi)的通信，是當前藍牙通信的基本方式，但是如何組成更大的網(wǎng)絡模式，即散射網(wǎng)，是一直困擾SIG及各個藍牙研究組織的難題。目前最新版本的藍牙規(guī)范 [2.0]中對散射網(wǎng)僅僅略有描述，具體組網(wǎng)和通信等問題均是開放性的。藍牙散射網(wǎng)問題的解決，將會對藍牙的應用產(chǎn)生革命性的影響。它能使得藍牙設備向無處不在的神經(jīng)末稍一樣，把各種網(wǎng)絡設備、信息化設備在近距離內(nèi)無線連接在一起。 國外當前正在對散射網(wǎng)問題展開深入研究，困擾的主要問題是：首先，

2、由于散射網(wǎng)隨機組網(wǎng)時拓撲架構非常復雜，極易造成很長的組網(wǎng)時間和路徑查詢時間，從而極大地降低了通信帶寬。其次，網(wǎng)絡維護和路徑間的通信需要耗費大量的藍牙節(jié)點記憶體資源，這和藍牙節(jié)點設備的低成本的宗旨不相吻合。最后，在考慮散射網(wǎng)內(nèi)節(jié)點通信算法時，不能兼顧具體的拓撲結(jié)構，從而無法滿足最佳的通信效能。 為此，本文經(jīng)過對大量文獻的潛心研究，結(jié)合縝密推理，提出了一種新的散射網(wǎng)通信方法，即利用自定義路徑搜索樹架構和網(wǎng)間自適應調(diào)度算法。經(jīng)過分析，

3、該方法徹底解決了上述困擾散射網(wǎng)的難題，并有許多突出的優(yōu)點。有理由相信，這樣的散射網(wǎng)通信模式對藍牙散射網(wǎng)技術今后的研究具有非常好的借鑒意義。 對于搜索樹架構和網(wǎng)間自適應調(diào)度算法的散射網(wǎng)通信模式，本文主要圍繞了以下一些問題進行了闡述： 1、研究了各種散射網(wǎng)的組網(wǎng)方法，提出了搜索樹的拓撲架構組網(wǎng)方式。 這樣的架構，減少了網(wǎng)絡架構的組網(wǎng)時間，不需要在網(wǎng)內(nèi)進行泛濫的廣播信息，不需要耗費大的記憶體。通過理論和仿真分析，并和各

4、種散射網(wǎng)組網(wǎng)架構進行比較，得出搜索樹架構的總繞送路徑最少，相應的信息傳輸平均時延即最短。 2、提出了搜索樹架構的自定義通信路徑法和最短路徑法。 利用自定義路徑通信方法，設備節(jié)點能夠自動查詢目的節(jié)點，而不需要節(jié)點設備內(nèi)的地址列表。這同樣減少了對設備節(jié)點記憶體的負荷。當節(jié)點設備處于可通信范圍之內(nèi)，并能達到QoS的要求時，利用自定義路徑通信得到的雙方節(jié)點的AM_ADDR、跳頻序列和時鐘同步等信息，節(jié)點設備即可直接轉(zhuǎn)化成微微網(wǎng)內(nèi)

5、通信。由此提出了虛擬微微網(wǎng)通信的概念。 3、提出了搜索樹架構的自動維護方法。 這樣搜索樹網(wǎng)絡可以允許新藍牙節(jié)點或分枝的自動加入。為保證搜索樹的平衡，以保證節(jié)點通信路徑的最佳，提出了分枝修剪的方法。同時，當搜索樹網(wǎng)內(nèi)節(jié)點失效時，搜索樹能夠自動修補相應的節(jié)點分枝。 4、結(jié)合搜索樹的結(jié)構，提出了網(wǎng)間自適應調(diào)度算法。 這種方法基本不需要對藍牙協(xié)議大的更改。能夠?qū)崟r跟蹤過去網(wǎng)間節(jié)點的通信時隙，根據(jù)數(shù)據(jù)通信流量的實際

6、需要，實時分配PMP節(jié)點在不同微微網(wǎng)內(nèi)的通信時隙。通過理論分析和仿真算法驗證，表明基于自定義路徑搜索樹模式下的散射網(wǎng)通信具有最佳的性能表現(xiàn)。 5、為了提高散射網(wǎng)通信的效能，本文同時介紹了藍牙規(guī)范的最新技術EDR。并對如何增強搜索樹的抗干擾能力提出了簡單的論述。 藍牙散射網(wǎng)通信將是藍牙技術發(fā)展的重點，利用藍牙設備對各種周邊設備進行互連組網(wǎng)，共享信息是藍牙發(fā)展的大勢所趨。本文提出的網(wǎng)間自適應調(diào)度算法與自定義路徑搜索樹架構的結(jié)