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蓝牙无线个人局域网的组成计划解析

蓝牙无线个人局域网的组建方案解析-蓝牙技术作为一种小范围无线连接技术,能够在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据和语音通信,是目前实现无线个人局域网的主流技术之一。##在一个蓝牙WPAN

  蓝牙技能作为一种小规模无线衔接技能,能够在设备间完结便利快捷、灵敏安全、低成本、低功耗的数据和语音通讯,是现在完结无线个人局域网的干流技能之一。一起,蓝牙体系以Ad Hoc的办法作业,每个蓝牙设备都能够再网络中完结路由挑选的功用,能够构成移动自组网络。蓝牙的特性在许多方面正好契合Ad Hoc和WPAN的概念,显现了其真实的潜力地点。而且,将蓝牙与其他网络相衔接可带来更广泛的运用,例如接入互联网、PSTN或大众移动通讯网,能够运用户运用更便利或给用户带来更大的实惠。作为医院有线局域网的弥补,蓝牙无线个域网克服了有线网络的坏处,可运用电脑等随时随地进行生命体征数据等的查询录入,在无线监护方面发挥着重要效果。

  1蓝牙组网机制

  1.1蓝牙个域网的网络特性

  作为蓝牙SIG的一个作业组,蓝牙个人区域网作业组的首要方针是界说依据IP的蓝牙个域网运用协议,处理以太网数据包的封装、单个轻轻网中依据IP的个人区域网络、主设备的转发以及局域网接入点的问题。蓝牙个人区域网协议描绘了2个及多个的蓝牙设备怎么组成一个Ad Hoc网络以及怎么运用相同的机制经过网络接入点接入长途网络。网络接入点能够是传统的LAN数据接入点,而分组Ad Hoc网络表明的仅是一组彼此衔接的设备。

  分组Ad Hoc网络是一组移动主机的调集,它们能够再无需其他网络硬件或网络设施的支撑下组成一个Ad Hoc无线网络。PAN协议更偏重的是由一个蓝牙轻轻网构成的简略个人Ad Hoc网络。网络中有最多可包容8个设备,其间一个是主节点,其他是从节点。

  蓝牙PAN网络具有以下Ad Hoc网络的一起特色:

  (1)独立组网才干

  各节点在必定网络构成算法的支撑下,能够在很短的时刻内自动组成一个独立的网络而无需任何网络设施支撑。

  (2)多跳路由

  节点的发射功率较低,因而掩盖规模有限。彼此通讯规模之外的节点通讯需求经过中心节点的转发,经过多跳完结。

  (3)拓扑动态改动

  在蓝牙PAN中,某些节点具有移动性,或许随时脱离或再次参加网络,也有些节点会随时封闭电源,引起节点和链路数量散布的改动,因而蓝牙PAN的拓扑结构或许随时发生改动。

  (特别的信道特征

  收无线信道的抵触、信号衰减、噪声以及信道之间的搅扰等影响,蓝牙链路的实践带宽远小于理论带宽,而且动态改动。

  (5)节点的局限性

  大部分蓝牙节点依托电池供电,能量受限,而且节点存在移动性、内存小以及处理器处理才干有限等特色,因而有用的削减节点能耗非常重要。

  (6)安全性

  尽管蓝牙采纳了紧密的安全机制,但由于Ad Hoc网络特色,蓝牙节点易遭到偷听、自动侵略与拒绝服务等网络进犯。

  蓝牙PAN还有不同于其他Ad Hoc网络的一些特性:

  (1)节点通讯规模有限

  蓝牙节点有用发射间隔一般为几米到几十米,儿IEEE802.11等自组织网络可到达几百米。

  (2)移动性相对较小

  比较其他Ad Hoc网络设备,蓝牙节点的移动速度和频率较小。

  (3)带宽窄

  蓝牙一般用做数据、语音与低速率的视频传输等运用,因而带宽较窄,现在蓝牙2.0规范界说的最高带宽也只需3Mbit/s,因而,蓝牙网络带宽的优化是个很重要的发展方向。

  1.2蓝牙网络的拓扑结构

  蓝牙体系选用一种灵敏的无基站的组网办法,使得一个蓝牙设备可与7个其他的蓝牙设备相衔接。蓝牙体系的网络结构的拓扑结构有2种办法:轻轻网(Piconet)和散射网(Scatternet)。

  (1) 轻轻网

  轻轻网是经过蓝牙技能以特定办法衔接起来的一种微型网络,一个轻轻网能够只是2台相连的设备,比方一台便携式电脑和一部移动电话,也能够是8台连在一起的设备。在一个轻轻网中,一切设备的级别是相同的,具有相同的权限。蓝牙选用自组式组网办法(Ad Hoc),轻轻网主设备(Master)单元(建议链接的设备)和从设备(Slave)单元构成,有一个主设备单元和最多7个从设备单元,如图1所示。主设备单元担任供给时钟同步信号和跳频序列,从设备单元一般是受控同步的设备单元,受主设备单元操控。

  

  图1 一个主设备和多达7个从设备组成的轻轻网

  在每个轻轻网中,用一组伪随机跳频序列来确认79个跳频信道,这个跳频序列关于每个轻轻网来说是仅有的,由主节点的地址和时钟决议。蓝牙无线信道运用跳频/时分复用(FH/TDD)计划,信道以625μs时刻长度划分时隙,依据轻轻网主节点的时钟对时隙进行编号,号码从0-(227-1)以227为一个循环长度,每个时隙对应一个跳频频率,一般跳频速率为1600跳/s。主节点只在偶数时隙开端传送信息,从节点只在奇数时隙开端传送,信息包的开端与时隙的开端相对应。轻轻网中信道的特性完全由主节点决议,主节点的蓝牙地址(BD_ADDR)决议跳频序列和信道接入码,主节点的体系时钟决议跳频序列的相位和时刻。依据蓝牙节点的持平性,任何一个设备都能够成为网络中的主节点,而且主、从节点可转化人物。

  主节点经过轮询从节点完结两者之间的通讯。从节点只需收到主节点的的信息包方可发送数据。如图2,从节点2在t时刻收到来自主节点的数据包,此刻频率为f(k),之后它能够鄙人一个时隙经过f(k+1)频率向主节点发送数据包。同理,从节点1在t2时刻收到主节点的数据包,此刻频率为f(k+2),而且在时刻t3经过频率f(k+3)发送数据包给主节点。

  

  图2轻轻网内通讯轮询机制

  (2)散射网

  一个轻轻网最多只能有7个从节点一起处于通讯状况。为了能包容更多的

  设备,而且扩展网络通讯规模,多个轻轻网互连在一起,就构成了蓝牙自组织网,

  即散射网,图3。在散射网中,不同轻轻网间运用不同的跳频序列,因而,只需彼此没有一起跳动到同一频道上,即使有多组材料流一起传送也不会构成搅扰。衔接轻轻网之间的串连设备人物称为桥(Bridge)。桥节点能够是一切所属轻轻网中的Slave人物,这样的Bridge的类别为Slave/Slave(S/S);也能够是在其间某一所属的轻轻网中当Master,在其他轻轻网中当Slave,这样的Bridge类别为Master/Slave(M/S)。桥节点经过不一起隙在不同的轻轻网之间的转化而完结在跨轻轻网之间的材料传输。蓝牙共同的组网办法赋予了桥节点强壮的生命力,一起能够有7个移动蓝牙用户经过一个网络节点与因特网相连。它靠跳频次第辨认每个轻轻网,同一轻轻网一切用户都与这个跳频次第同步。

  蓝牙散射网是自组网的一种特例。其最大特色是能够无基站支撑,每个移动终端的方位是持平的,并能够独立进行分组转发的决议计划,其建网灵敏性、多跳性、拓扑结构动态改动和散布式操控等特色是构建蓝牙散射网的根底。

  

  图3蓝牙散射网实例

  1.3蓝牙散射网拓扑构建的规矩

  在一个蓝牙WPAN拓扑结构中,主设备或从设备只是节点的一个逻辑状况。一个单元只能是一个轻轻网的主设备,但能够参加多个彼此堆叠的轻轻网。一个主设备或一个参加多个轻轻网的活动从设备称为桥;答应轻轻网构成一个被称为散射网的较大网络。由于运用了跳频技能,一个桥在同一时刻不能作为多个轻轻网的活动设备;桥有必要在一个时分基上的2个轻轻网间进行转化,转化时有必要与当时的轻轻网再同步,这会带来一个严峻影响体系功用的重要开支。

  蓝牙WPAN最首要的问题在于结构散射网时遇到由体系规范和通讯量需求构成的束缚。节点怎么组成轻轻网以及哪个节点作为主设备或桥,对体系的容量、吞吐量和电池的运用时刻具有重要影响。

  因而,在散列网的构建进程中有必要要削减设备间不必要的通讯链接以进步网络的吞吐量。每个轻轻网内设备间的链接是有必要的,各轻轻网内的设备有必要要树立通讯链接,以交互信息。因而,冗余通讯链接首要在轻轻网互连阶段。在该阶段中,各轻轻网之间需求经过桥互连构成蓝牙自组织网。假如两个轻轻网之间存在过多的桥,或许一个桥链接多个轻轻网均会添加冗余通讯链接,构成蓝牙自组织网通讯功用的下降。经过合理的选桥算法,能够有用下降轻轻网之间的冗余通讯链接。

  依据上述剖析,咱们总结出能够进步散射网功用的组网规矩如下:

  (1)在蓝牙组网的构成进程中应合理操控轻轻网的数目,使其限定在一个固定值,以削减轻轻网之间的通讯搅扰,坚持网络复杂性最小。

  (2)削减自组织网内桥节点的负载,防止其成为网络通讯的瓶颈。这样不仅能简化桥节点的调度算法,还能缩短因桥节点在不同轻轻网间切换的而构成的通讯传输时延,然后进步网络的功用。

  (3)约束设备间的冗余通讯链接,尤其是轻轻网之间的通讯链接。经过约束设备间的冗余链接量,可削减设备间的电力耗费,延伸网络的运用寿命,还能因削减桥的负载而进步网络的吞吐量。

  (在组成蓝牙自组织网的进程中,应优先运用Slave/Slave(S/S)桥,尽量防止运用Master/Slave(M/S)桥,以削减数据包在桥节点上的转发时延,添加蓝牙自组织网的通讯量。

  (5)网络拓扑形状优秀,能够使网络具有自路由功用,然后进步网络的通讯能。

  1.4蓝牙散射网拓扑构建的要害问题

  蓝牙散射网拓扑构建便是将一组彼此别离的蓝牙节点衔接起来,因而蓝牙节点的彼此发现进程和节点的人物分配等问题对蓝牙网络的构建以及网络负载均衡影响很大。

  (1)蓝牙节点的彼此发现

  蓝牙节点的彼此发现进程是蓝牙散射网拓扑构建进程中的要害部分,在这一进程中,每个蓝牙节点都应该知道它自己通讯规模内的节点信息,这个信息应该是对称的,但蓝牙网络中节点数意图不确认性和蓝牙基带规范中节

  点衔接机制的不对称性给蓝牙节点发现进程的成功完结带来了应战。

  蓝牙规范中规则蓝牙的链接构成由查询(Inquiry)和寻呼(page)两个进程组成,查询进程并没有确保查询节点与被查询节点彼此知道对方。欲发现相邻节点的查询者在发送查询包时,并没有发送它自己的仅有蓝牙辨认码,被查询者收到查询包时不知道查询者的信息;别的蓝牙发现机制要求处于相对形式(查询Inquiry和查询扫描Inquiry scan形式)的两个节点才干彼此沟通数据,但怎么确保两个相邻节点处于相对形式的办法却没有清晰规则。这是蓝牙散射网拓扑构建算法应该处理的要害问题。

  现在大多数算法选用以下做法:在预界说的节点发现时刻长度内,答应每个节点在Inquiry查询形式和Inquiry scan查询扫描形式之间替换改动,每个形式的持续时刻在给定的时刻规模内是随机的,当两个处于相对形式的节点握手时,他们树立一个暂时的轻轻网。查询者进入寻呼形式(Page)成为主节点,被查询者进入寻呼扫描(Page scan)形式,成为从节点。两个节点沟通他们的ID和下阶段协议需求的信息。信息沟通完毕后,轻轻网就断开。

  这样在满足时刻内两个相邻节点处于相对形式,然后彼此发现的概率值很大。

  (2)领袖节点的推举进程和办法

  由于节点开端时是异步的,还没有其他参加网络构成的节点的相关信息。所以经过推举办法选取领袖节点将操控整个网络的构成,取得一切参加构成网络的节点的相关信息,并确保终究构成的散射网是连通的。别的,领袖节点的资源应该是丰厚的,确保整个网络的强健性。

  (3)各轻轻网中的主节点的推举

  主节点担任保护各个轻轻网内的节点通讯,主节点功用的好坏直接影响该网络的功用。主节点耗费的能量大,因而应该挑选能量充沛,强健的节点作为主节点。

  (4)桥节点的挑选

  桥节点对确保蓝牙散射网的连通起着要害性的效果,在网络中,桥节点在同一时刻只能在一个轻轻网中处于活动状况,它采纳时分复用办法在这些轻轻网间切换,每切换到一个轻轻网,就与该轻轻网同步。桥节点一般分为两类:主桥节点和从桥节点,主桥节点是桥节点在一个轻轻网中为主节点而在另一个轻轻网中为从节点,称为M/S桥。从桥节点是桥节点在两个轻轻网中都为从节点,称为S/S桥。

  蓝牙轻轻网经过M/S桥衔接而构成的蓝牙散射网的拓扑为分级结构,

  如图4示:

  

  图4 牙散射网的分级拓扑结构

  分级结构中,网络拓扑表现为树形,假定树的根节点地点的轻轻网为根轻轻网,其他的轻轻网为叶轻轻网,则叶轻轻网的主节点为根轻轻网的从节点。各轻轻网的内部通讯可独立进行,但轻轻网之间的通讯要经过根轻轻网。由于叶轻轻网的主节点为桥节点,当它参加根轻轻网的通讯时,一切叶轻轻网的通讯将被挂起,严峻下降了体系的吞吐量。

  蓝牙轻轻网经过S/S桥衔接而构成的蓝牙散射网的拓扑为平面结构,如

  图5所示:

  

  图5 蓝牙散射网的平面拓扑结构

  平面结构中,相邻轻轻网之间经过同享从节点进行通讯,同享的从节点在休眠形式与活动形式之间切换,能够在这些轻轻网中替换地处于活动状况,完结轻轻网之间的通讯,这种结构是散布式的,利于负载平衡,网络也更强健。

  综上所述,桥节点的挑选在确保网络连通性的前提下,还要考虑所连通网络的强健性,桥节点自身的强健性也就很要害,因而应挑选能量满足的节点作为桥节点;别的桥节点参加的轻轻网数量应尽量少,确保网络负载平衡,以及防止桥节点在不同轻轻网间切换带来的时刻延迟和能量耗费。经过以上剖析,咱们知道只需对以上几个要害问题有所突破的拓扑构建算法才干构建出连通的,散布式的,时刻延迟小的,强健的蓝牙散射网。

  2蓝牙散射网拓扑构建算法

  蓝牙散射网拓扑构建算法便是将一组彼此别离的,对相邻节点信息一窍不通的节点衔接起来,确认每个节点在网络中的人物,然后构成一个连通的蓝牙散射网。本节提出的算法能够对轻轻网数目进行合理操控,并能有用削减轻轻网间的冗余通讯链接,减轻桥设备的负载,然后进步蓝牙散列网的功用。

  2.1主节点的挑选

  算法选用散布式机制,在组网空间内选出部分权值较高的设备为主节点。每个蓝牙节点都有变量WEIGHT、变量BACK和变量TIMEOUT,其间变量WEIGHT代表节点的权值(电力等级、剩下能量、数据处理才干等资源状况),这个值表明节点作为主设备的适合度,软件模仿时,每个节点的WEIGHT值由程序随即设为(1-255)之间的整数;变量BACK代表节点是否需求备份,初始值为0,当节点人物确认为主节点和桥节点时,变量BACK变为1,变量TIMEOUT为超时设定值。

  每个组网蓝牙设备接通电源后周期性切换成Inquiry或Inquiry Scan状况,以发现其他设备或被发现。当两个处于相对形式的蓝牙节点彼此发现后,便进行WEIGHT值的比较(持平时,蓝牙地址大的一方取胜),WEIGHT值较小的一方将已收集到的FHS封包传给WEIGHT值较大的一方,并进入Page scan状况,WEIGHT值较大的一方接纳对方的FHS封包后,将其TIMEOUT值复位,持续随机进入Inquiry或Inquiry scan程序;如此再三重复,直到TIMEOUT时刻内,都没有再发现任何节点停止(节点会相继进入Page scan,只需处于Inquiry或Inquiry scan状况的节点能彼此发现),该节点便是推举出来的主节点,它将进入Page程序,它的变量BACK值变为1,整个程序将进入桥节点的挑选阶段。

  

  2.2.桥节点的挑选

  各个已选出的主节点依据选桥战略确认互连各轻轻网的桥节点,而且优先运用权值较高的设备作桥。

  由于第一阶段选出的主节点具有一切节点的FHS封包,然后取得需求衔接成网的总节点数N总。此刻,除了主节点处于Page状况,其他节点均处于Page scan状况,主节点能够经过Page程序与附近节点沟通,主节点运转轻轻网构成程序(此刻,程序first变量的值为0,表明是初始轻轻网),挑选最多7个节点构成初始轻轻网,并依据总节点数意图多少和挑选weight值较大的从节点为原则,挑选其间的最多3个节点作为桥节点。确认为纯从节点人物的节点同主节点树立衔接,进入衔接状况,不会再被其它节点查找到;确认为桥节点人物的节点,会被主节点奉告,参加初始轻轻网后,会再次进入Page scan状况,等候次主节点与之沟通,主节点经过桥节点将次主节点需求的信息传递给次主节点。

  由于算法需求为散射网构成今后的每个轻轻网中的主节点和桥节点供给一个备份节点,而每个轻轻网的节点总数为8,除掉一个主节点和它的一个备份从节点,还剩6个节点数,为满意备份要求,所以每个轻轻网的桥节点数最多为3。挑选的桥节点数≤2时,散射网的创立进程是横向打开的,速度较慢,呈线性添加。当桥节点数≥3时,创立进程是全方位打开,速度很快,呈指数添加。跟着桥节点数意图添加,创立进程加快了,但所构成散射网中轻轻网数量也相应添加了,网间搅扰也随之加大了,所以归纳考虑,在需求衔接的节点数大于22时,桥节点数量Nb定为3是较好的挑选。从节点数Ns尽量为7,详细挑选计划如下:

  当N总≤8时,Nb=0,Ns=N总-1;

  当9≤N总≤15时,Nb=1,Ns=7;

  当16≤N总≤22时,Nb=2,Ns=7;

  当N总》22时,Nb=3,Ns=7;

  初始轻轻网构成后,并确认桥节点数后,整个程序进入第三阶段。

  2.3组成散射网

  每个主节点寻呼各自所发现的设备。经过互连各个轻轻网,构成蓝牙散列网。

  次主节点收到主节点传来的数据后,查找通讯规模内的节点,运转相同的轻轻网构成程序(程序first变量的值为1,表明生成的为次轻轻网),由于次主节点现已与一个桥节点相连,所以此刻挑选最多6个节点作为从节点,并依据查找到的节点数目N次总,归纳从节点的weight值,挑选其间的最多2个从节点作为桥节点。次轻轻网的从节点数目Ns′和桥节点数目Nb′的挑选计划如下:

  当N次总≥8时,挑选从节点数目Ns′为6,其间桥节点数目Nb′为2,再挑选2个节点为新的次主节点;

  当7≤N次总《8时,挑选从节点数目Ns′为6,其间桥节点数目Nb′为1,再挑选1个节点为新的次主节点;

  当N次总≤6时,挑选从节点数目Ns′为N次总,其间桥节点数目Nb′为0。

  程序完毕后,新轻轻网构成,次主节点成为该轻轻网的主节点,新的主节点持续挑选它的次主节点,新的次主节点相同运转轻轻网构成程序,轻轻网的构成进程逐渐打开,终究生成一个将一切节点衔接起来的散射网。

  第二、三阶段程序流程图如图6所示:

  

  图6逐级构建轻轻网然后构成散射网

  散射网构建算法描绘如下:其间主节点为N0,轻轻网构成程序为

  Piconet(N0,first),M(u)为次主节点调集,C(v)为第n次发生的次主节点调集。

  Scatternet(n,M(u))

  if(n=0){

  N0=M(u)-{};

  First=0;

  Return Piconet(N0,first);

  else{

  M(u)=Scatternet(n-1,M(u));

  C(v)={};

  while(∣M(u)∣!=0){

  u=M(u)-{};

  C(v)=C(v)+Piconet(u,first);

  M(u)=M(u)-{u};

  }

  return C(v);

  }

  }

  网络构建进程应尽量向外扩展,所以次主节点的选取应离当时主节点尽量远,能够运用蓝牙中的接纳信号强度指示(RSSI)来判别节点之间的间隔。RSSI越大表明间隔越远。因而,主节点挑选RSSI值较大的节点为它的次主节点。

  3.关于算法的节点刺进和移除的两个进程

  关于一个被给定的蓝牙WPAN拓扑,评论两种散布式进程来处理拓扑改动。第一个进程是答应在WPAN中刺进一个新的节点;第二个进程是从网络中去除一个节点,这两个进程要到达的首要方针是满意蓝牙规范的约束条件,即全网络连通性,有高的吞吐流量,下降操控信息的开支等。当然,能够参加一个新节点到网络中去,也意味着能够一起参加几个节点。因而,依据这个,咱们能够依托开端给定的一系列蓝牙设备用来树立一个可添加的BT–WPAN或许构成一个网络拓扑。

  (1)刺进节点进程

  一个节点想快速参加到WPAN中来,它有必要首要发送一个一般的查询信息来央求它附近的节点是否能够参加。相反,假如一个节点的意图是参加到一个网络中并有杰出衔接,即想参加到具有低流量的轻轻网中或许扮演一个特别的人物,它就有必要运用专用的查询。

  下面部分,评论承载查询回复的FHS包。注意到,一个数据包FHS它包括有设备类型的符号,加上5比特就能够用于传递未来的信息。这其间2位比特预留下来以备将来运用,AM-ADDR范畴的3位在查询回应中不运用。咱们界说这5位传送以下信息:

  2位:电池的电量等级(如:低于25%,在25%和50%之间,在50%到75%之间,高于75%);

  2位:节点的流量的等级;

  1位:这个节点是否归于孤立轻轻网。假如一个轻轻网没有于任何一个轻轻网衔接或许它附近的轻轻网都只只是与它相连那咱们就称之为孤立的轻轻网。假如该节点归于孤立的轻轻网,那么该方位1,不然置0。

  设a是开端查询进程的节点,正如上所述,依据收到的附近的节点的回应,a它将决议对哪个节点进行寻呼,回应的节点要么是归于孤立的徽微网要么不归于孤立的轻轻网。除此之外,它还具有以下或许:

  具有少于7个从节点的主节点;

  从节点;

  便是从节点又是桥节点;

  便是主节点又是桥节点;

  现已具有7个节点的主节点;

  像a相同也在等着参加到蓝牙WPAN中。

  a依据以下的优先次第来挑选参加到哪个回应节点;

  1)归于孤立的轻轻网主节点(或许既是主节点又是桥节点的网络节点)

  假如a收到不止一个归于孤立轻轻网的主节点的回应,它将挑选从节点少于7个和低流量的的主节点参加。假如不止一个主节点满意上述条件,那么它还依据该节点的电池电量的等级来考虑。注意到a节点依据相关的RSSI估量每个回应节点的间隔。把被挑选的主节点记为u,节点a寻呼u并创立一个新的轻轻网,此刻“a是主节点,u是从节点,过一瞬间,这两个节点的人物进行交换,这样,在轻轻网中,a就变成从节点,而且受主节点u的分配。

  假如a收到一个不归于孤立轻轻网的节点的回应,它将按如下的办法挑选:

  1)假如回复的是从节点少于7个的主节点(或许既是主节点又是桥节点),则a参加此节点而且创立一个新的轻轻网。经过主从节点的人物交换,a变成孤立的轻轻网中的从节点(或许是桥节点)

  2)假如回复的节点是从节点(或许既是从节点又是桥节点)或许是具有7个从节点的主节点(或许既是主节点又是桥节点),则“创立一个新的含有该节点的轻轻网。

  2)归于孤立的轻轻网从节点(或许既是从节点又是桥节点的网络节点)

  有两种不同的状况:

  1)没有衔接到散射网的其它节点回复了a的查询,在这种状况下,a将有以下的景象:

  (1)a具有能够成为主节点的满足的处理才干和能t容盘,假如这样,则a经过寻呼一个或多个对它的查询做过呼应的从节点来创立一个新的轻轻网。那么这些从节点就成了刚构成的轻轻网和曾经轻轻网之间的桥节点。关于这些被寻呼的从节点,a能够依据其节点的流量、电池状况和空间的间隔来挑选。假定一个轻轻网被一短比特位的字符来标识,即小于5位的长度,而且在微徽网中的每一个节点都知道地点的轻轻网的标识。一个被a寻呼的从节点能够在承载寻呼呼应的FHS包中运用这’5位来标明这个信息。这样,a随时有或许中止寻呼的进程,由于它衔接的节点归于现已有微徽网间衔接的节点。

  (2)a想成为从节点。a.依据流t,电池等级和空间间隔来挑选能够参加的节点,它和被挑选的节点构成一个新的轻轻网,然后,在该轻轻网中,这两个节点交换人物,这样,。就变成了从节点,而被挑选的节点则变成了在新轻轻网和曾经轻轻网之间的主节点和桥节点。

  2)a收到一个不归于孤立轻轻网的的节点的回复。在这种状况下,a企图衔接剩下部分散射网中的孤立节点,而且按照以下优先次第在散射网中挑选要衔接的节点:从节点、既是从节点又是桥节点的节点、主节点、既是主节点又是桥节点、具有7个从节点的主节点。假如有必要,将按照以下原则进一步进行挑选:流量,电池等级,空间间隔。然后,完结要挑选的节点后,a创立一个新的轻轻网。

  3、不归于孤立的轻轻网可是又少于7个从节点的主节点

  在现有的可运用的主节点之中,。挑选具有最小流量的一个节点,假如在流量相同的状况下,然后考虑电池等级,其次是考虑该节点离a的空间间隔。为了防止轻轻网之间的重盈和削减轻轻网内部之间的搅扰,离“较近的节点具有优先权。把被挑选的主节点记为产,节点a参加声创立一个新的轻轻网,此处a是主节点,尸是从节点,过一瞬间,这两个节点的人物交换,这样,在轻轻网中,a变成从节点,而且受主节点产的分配。

  不归于孤立的轻轻网从节点

  在2的1)中,介绍了它的两种或许的状况:

  1)“具有能够成为主节点的满足的处理才干和能量,假如这样,则a经过寻呼一个或多个呼应过它的查询的节点来创立一个新的轻轻网,一起在新的轻轻网和曾经的轻轻网中的节点就成为了桥节点。

  2)a想成为从节点。在现有的能够运用的节点中挑选能够参加的节点,a和被挑选的节点构成一个新的轻轻网,然后,在该轻轻网中,这两个节点交换人物,这样,a就变成了从节点,而被挑选的节点变成了主节点和桥节点。

  5、不归于孤立的轻轻网的既是从节点又是桥节点的网络节点

  像前面所说的相同,它也有两种或许的状况:

  l)。具有能够成为主节点的满足的处理才干和能量,a按照以下三条原则来挑选要寻呼的节点(该节点既是从节点又是桥节点):流量;电池等级;空间间隔。这样一个新的轻轻网构成,此处。作为主节点而被挑选的节点作为从节点。

  2)a想成为从节点。在这个新的轻轻网中,a作为从节点,被挑选的节点作为主节点而且还充任该轻轻网与它从前地点的轻轻网的桥节点。

  6、不归于孤立的轻轻网的既是主节点又是桥节点的网络节点

  在现有的可运用的节点(既是主节点又是桥节点)之中,a按照以下三条原则来挑选要参加的节点:流量:电池等级:空间间隔。在a创立一个新的轻轻网之后,它与被挑选的节点交换一下人物,然后在轻轻网中a成为从节点而且被它所挑选的节点(既是主节点又是桥节点)所分配。

  7、不归于孤立的轻轻网而且已有7个从节点的主节点

  在现有的可运用的节点之中,a挑选具有最小流量的一个节点,假如在流量相同的状况下,然后考虑电池等级,其次是考虑该节点离“的空间间隔。以a为主节点的一个新的轻轻网被创立了。此刻有两种或许性:

  1)在这个新的轻轻网中,a依然是主节点,而被挑选的节点既是从节点又是桥节点;

  2)这两个节点交换人物,这样,被挑选的主节点使得它的其间的一个从节点处于搁置状况,该搁置节点能够运转刺进程序来寻觅新的轻轻网以便参加。要不然,a则和在这个轻轻网中的其它节点轮番的处于搁置状况。

  8、新节点

  节点a寻呼到一个新节点,这样创立一个以a为主节点的轻轻网。然后,假如两个节点洽谈后,能够交换人物。在该轻轻网中,相同能够包括一些回应了节点查询的其它节点。但是,为了坚持蓝牙WPAN拓扑的衔接性,要么是a要么是它轻轻网中的其它一些节点有必要寻呼现有蓝牙WPAN中节点。

  移去节点的进程

  节点脱离网络引起的改动首要取决于该节点在蓝牙WPAN中效果,有下面四种状况:

  。该节点是从节点:该状况最简略,那便是该节点只是是从网络中移去,而没有改动拓扑的任何结构。

  。该节点是主节点:在该轻轻网中的从节点将在蓝牙WPAN中寻觅一个新的节点来从头树立衔接,因而,每一个从节点都要履行刺进程序,而桥节点依然作为桥节点坚持与其它轻轻网的衔接。

  。该节点既是主节点又是桥节点:这种状况的处理办法与第二种状况的处理办法相同。

  。该节点既是从节点又是桥节点:假如有其它节点能够代替该节点,那么它就可从网络中很简略的移去。不然的话,就有必要寻觅一个能够代替该节点的节点这样,在此轻轻网中主节点将履行查询程序,假如不能找到通向方针轻轻网的桥节点,它将指令它的从节点履行查询程序以寻觅桥节点。假如在蓝牙WPAN规模中,在这些节点所能传输的的规模内没有找到这样的节点,那么该轻轻网就与蓝牙WPAN断开。

  2.射网的重要功用剖析

  3蓝牙组网的仿真成果和剖析

  小结

  本章介绍了蓝牙个人区域网络的基本知识,清晰了蓝牙轻轻网和散射网的概念,剖析了蓝牙散射网的网路特色,论述了蓝牙散射网拓扑构建的重要性以及蓝牙散射网拓扑构建算法需求处理的要害问题和衡量蓝牙散射网拓扑构建算法的规范。蓝牙自组个人区域网络的主从特性、动态性、跳频特性尽管使蓝牙组网愈加灵敏,但这些特色以及蓝牙节点自身多为个人数字设备,节点运转的协议和运用程序有必要考虑节点处理才干、内存和能耗等条件,都无疑添加了网络拓扑构建 算法、网络路由等算法的难度。

  现在蓝牙规范中对轻轻网内的通讯协议有了清晰的规则,但对蓝牙散射网的研讨,还处于探究阶段,是各国科学家感兴趣和要点研讨的课题之一,越来越多的研讨成果完善了蓝牙网络的运用,进步了蓝牙产品的普及率。中国是人口密布,商业经济活动会集、人均收入还比较低的国家和地区,低成本、组网简略灵敏的蓝牙产品将会有更宽广的运用远景。它的运用将广泛许多范畴,如移动通讯、计算机及周边设备、个人随身信息和文娱设备、网络接入设备、医疗保健、金融、军事等。它是面临个人的近间隔无线技能,是人与机器之间沟通的好助手。

  本章从介绍蓝牙节点的作业状况和蓝牙物理链路的树立进程下手,提出一种备份式的蓝牙散射网拓扑构建算法。算法吸收了Bluestars算法中以节点的可用资源为规范的办法,来选取主节点,初始主节点树立第一个轻轻网后,主节点选取最多3个桥节点和3个次主节点,经过逐级打开的办法树立彼此衔接的轻轻网,终究构成连通的蓝牙散射网,散射网构成后经过节点备份的办法,进步网络的自愈才干。本章终究运用数学推导的办法证明了算法几项重要的功用指标为:时刻复杂度为O(logN)、音讯复杂度为O(N)、网络直径为O(logN)、具有较少的轻轻网个数和节点人物的平均数。

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