藍(lán)牙散射網(wǎng)的構(gòu)建和網(wǎng)內(nèi)通信的研究.pdf

1、藍(lán)牙微微網(wǎng)內(nèi)的通信，是當(dāng)前藍(lán)牙通信的基本方式，但是如何組成更大的網(wǎng)絡(luò)模式，即散射網(wǎng)，是一直困擾SIG及各個(gè)藍(lán)牙研究組織的難題。目前最新版本的藍(lán)牙規(guī)范 [2.0]中對(duì)散射網(wǎng)僅僅略有描述，具體組網(wǎng)和通信等問(wèn)題均是開(kāi)放性的。藍(lán)牙散射網(wǎng)問(wèn)題的解決，將會(huì)對(duì)藍(lán)牙的應(yīng)用產(chǎn)生革命性的影響。它能使得藍(lán)牙設(shè)備向無(wú)處不在的神經(jīng)末稍一樣，把各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、信息化設(shè)備在近距離內(nèi)無(wú)線連接在一起。 國(guó)外當(dāng)前正在對(duì)散射網(wǎng)問(wèn)題展開(kāi)深入研究，困擾的主要問(wèn)題是：首先，

2、由于散射網(wǎng)隨機(jī)組網(wǎng)時(shí)拓?fù)浼軜?gòu)非常復(fù)雜，極易造成很長(zhǎng)的組網(wǎng)時(shí)間和路徑查詢時(shí)間，從而極大地降低了通信帶寬。其次，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和路徑間的通信需要耗費(fèi)大量的藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)記憶體資源，這和藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)設(shè)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(diǎn)通信算法時(shí)，不能兼顧具體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而無(wú)法滿足最佳的通信效能。 為此，本文經(jīng)過(guò)對(duì)大量文獻(xiàn)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(shù)架構(gòu)和網(wǎng)間自適應(yīng)調(diào)度算法。經(jīng)過(guò)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(diǎn)。有理由相信，這樣的散射網(wǎng)通信模式對(duì)藍(lán)牙散射網(wǎng)技術(shù)今后的研究具有非常好的借鑒意義。 對(duì)于搜索樹(shù)架構(gòu)和網(wǎng)間自適應(yīng)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(wèn)題進(jìn)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(shù)的拓?fù)浼軜?gòu)組網(wǎng)方式。 這樣的架構(gòu)，減少了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的組網(wǎng)時(shí)間，不需要在網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行泛濫的廣播信息，不需要耗費(fèi)大的記憶體。通過(guò)理論和仿真分析，并和各

4、種散射網(wǎng)組網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行比較，得出搜索樹(shù)架構(gòu)的總繞送路徑最少，相應(yīng)的信息傳輸平均時(shí)延即最短。 2、提出了搜索樹(shù)架構(gòu)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(shè)備節(jié)點(diǎn)能夠自動(dòng)查詢目的節(jié)點(diǎn)，而不需要節(jié)點(diǎn)設(shè)備內(nèi)的地址列表。這同樣減少了對(duì)設(shè)備節(jié)點(diǎn)記憶體的負(fù)荷。當(dāng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備處于可通信范圍之內(nèi)，并能達(dá)到QoS的要求時(shí)，利用自定義路徑通信得到的雙方節(jié)點(diǎn)的AM_ADDR、跳頻序列和時(shí)鐘同步等信息，節(jié)點(diǎn)設(shè)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(shù)架構(gòu)的自動(dòng)維護(hù)方法。 這樣搜索樹(shù)網(wǎng)絡(luò)可以允許新藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)或分枝的自動(dòng)加入。為保證搜索樹(shù)的平衡，以保證節(jié)點(diǎn)通信路徑的最佳，提出了分枝修剪的方法。同時(shí)，當(dāng)搜索樹(shù)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，搜索樹(shù)能夠自動(dòng)修補(bǔ)相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)分枝。 4、結(jié)合搜索樹(shù)的結(jié)構(gòu)，提出了網(wǎng)間自適應(yīng)調(diào)度算法。 這種方法基本不需要對(duì)藍(lán)牙協(xié)議大的更改。能夠?qū)崟r(shí)跟蹤過(guò)去網(wǎng)間節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)隙，根據(jù)數(shù)據(jù)通信流量的實(shí)際

6、需要，實(shí)時(shí)分配PMP節(jié)點(diǎn)在不同微微網(wǎng)內(nèi)的通信時(shí)隙。通過(guò)理論分析和仿真算法驗(yàn)證，表明基于自定義路徑搜索樹(shù)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(shí)介紹了藍(lán)牙規(guī)范的最新技術(shù)EDR。并對(duì)如何增強(qiáng)搜索樹(shù)的抗干擾能力提出了簡(jiǎn)單的論述。 藍(lán)牙散射網(wǎng)通信將是藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，利用藍(lán)牙設(shè)備對(duì)各種周邊設(shè)備進(jìn)行互連組網(wǎng)，共享信息是藍(lán)牙發(fā)展的大勢(shì)所趨。本文提出的網(wǎng)間自適應(yīng)調(diào)度算法與自定義路徑搜索樹(shù)架構(gòu)的結(jié)