《基于蓝牙的Ad+hoc网络拓扑形成协议研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于蓝牙的Ad+hoc网络拓扑形成协议研究（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、湖南大学硕士学位论文基于蓝牙的Ad hoc网络拓扑形成协议研究姓名：付彬申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：李仁发20050318硕+ 学位论文摘要移动A dh o c 网络是一种特殊的无固定控制中心、不需要基础设旅的无线多跳网络。由于A d h o c 网络的广泛应用，近年来成为移动通信领域的研究热点。蓝牙作为一种短距离无线通信的全球标准，被认为是可以用于组建A dh o c 网络的最有前途的技术之一。然而，由于蓝牙技术具有某些特殊限制与特性，要利用蓝牙技术组建A d h o c 网络，还有很多具有挑战性的问题需要解决，其中包括网络拓扑形成问题。蓝牙规范尚未对基于蓝牙的A dh
2、o c 网络拓扑形成问题做出具体描述，因此，研究该问题具有一定的理论意义与现实意义。本文首先分析了基于蓝牙技术的A dh o c 网络的特点，归纳了蓝牙网络拓扑结构模型，抽象出蓝牙网络拓扑形成的问题空间。然后对有代表性的蓝牙网络拓扑形成协议进行了详细分析与定性比较。接着对蓝牙网络拓扑形成过程中的设备发现机制进行了分析和仿真，建立了对称设备发现机制的设备发现概率的数学模型，得到了设备发现概率的影响因子，指出可以用于提高拓扑过程中的设备发现效率的关键参数，仿真实验进一步说明了该参数值对设备发现过程效率的影响。最后，基于树型拓扑协议L a w 的基本思想，在对L a w 协议的设备发现过程和协议的控
3、制开销进行改进的基础上，提出了一种新的环型蓝牙网络拓扑形成协议，并且在N S 2 的蓝牙仿真模块中实现了该协议。对新协议的性能进行了理论分析和仿真实验，结果验证了新协议具有拓扑形成过程延迟低、控制开销小的特点，并且形成了平均微微网个数少、每节点度数低的蓝牙网络。关键字：蓝牙；A dh o e 网络；拓扑；散射网；跳频；仿真基丁蓝牙的A dh o c 网络拓扑形成协议研究A B S T R A C TM o b i l eA dh o cn e t w o r k1 Sas p e c i a lm u l t i h o pw i r e l e s sn e t w o r kw i t h
4、 o u tc e n t r a l i z e da d m i n i s t r a t i o na n dc a nb ed e p l o y e dw i t h o u ta n yi n f r a s t r u c t u r e F o ri ti sw i d e l yu s e di nd i f f e r e n tf i e l d s ，m o b i l eA dh o cn e t w o r kh a sb e c o m ear e s e a r c hh o t s p o ti n t e r n a t i o n a l l yi nr
5、 e c e n ty e a r s B l u e t o o t hw h i c hi sag l o b a ls t a n d a r df o rs h o r t r a n g ew i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ni sc o n s i d e r e da so n eo ft h ep r o m i s i n gt e c h n o l o g i e st ob eu s e di nA dh o cn e t w o r k s H o w e v e r ，b e f o r ei tb e c o m e s
6、r e a l i t y ，m a n yc h a l l e n g i n gi s s u e sc a u s e db yt h ec o n s t r a i n t sa n ds o m ec h a r a c t e r i s t i c so fB l u e t o o t ht e c h n o l o g yi t s e l fs h o u l db ea d d r e s s e d ，i n c l u d i n gn e t w o r kf o r m a t i o n B l u e t o o t hs p e c i f i c a
7、 t i o nh a s n ta d d r e s s e dt h i si s s u ei n d e t a i ly e ta n dt h e r ea r es o m et h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c eo fs t u d y i n go nt h i sp r o b l e m I nt h i st h e s i s ，t h ec h a r a c t e r i s t i co fA dh o cn e t w o r k sb a s e do nB l
8、 u e t o o t h ，t h et o p o l o g ym o d e l so fB l u e t o o t hn e t w o r k s ，a n dt h ep r o b l e ms p a c eo fB l u e t o o t ht o p o l o g yf o r m a t i o na r ei n t r o d u c e da tf i r s t A n dt h e n ，p r e v i o u sr e s e a r c ho nB l u e t o o t h b a s e dA dh o cn e t w o r k
9、f o r m a t i o ni so u t l i n e d ，a n ds e v e r a lr e p r e s e n t a t i v ep r o t o c o l sa r ed e s c r i b e di nd e t a i la n dc o m p a r e dq u a l i t a t i v e l y I nt h ef o l l o w i n g ，t h em e c h a n i s mo fB l u e t o o t hd e v i c ed i s c o v e r yi sa n a l y z e da n
10、ds i m u l a t e d B ys e t t i n gu pam a t h e m a t i c a lm o d e lf o rt h ep r o b a b i l i t yo ft h ed i s c o v e r e dd e v i c e s ，t h eo p t i m i z e dv a l u eo ft h ek e yp a r a m e t e rw h i c hi m p r o v e st h ee f f i c i e n c yo ft h ed e v i c ed i s c o v e r yp r o c e d
11、 u r ei sp o i n t e do u t T h es i m u l a t i o nf u r t h e rs h o w st h eg r e a ti m p a c to ft h ep a r a m e t e ro nt h ee f f i c i e n c yo fd e v i c ed i s c o v e r y L a s t ，a f t e rs o m ei m p r o v e m e n t so nt h ed e v i c ed i s c o v e r yp r o c e d u r ea n dt h ep r o
12、t o c o l Sc o n t r o lm e s s a g eo ft h et r e et o p o l o g yp r o t o c o l - L a w ，an e wr i n gB l u e t o o t hn e t w o r kt o p o l o g yf o r m a t i o np r o t o c o li sp r o p o s e d T h en e wp r o t o c o li si m p l e m e n t e di nt h eB l u e t o o t hm o d u l eb a s e do nN
13、s 一2 T h et h e o r e t i ca n a l y s i sa n ds i m u l a t i o ne x p e r i m e n t se v a l u a t et h ep e r f o r m a n c eo ft h ep r o t o c o l ，w h i c hv a l i d a t et h ep r o t o c o lh a st h ep r o p e r t i e so fl e s st o p o l o g yf o r m a t i o nl a t e n c y ，l e s sc o n t r
14、o lm e s s a g e sa n df o r m i n gan e t w o r kw i t hl e S Sp i e o n e t sn u m b e ra n d1 0 w e rn o d e sd e g r e e K e yW o r d s ：B l u e t o o t h ；A dh o en e t w o r k ；T o p o l o g y ；S e a t t e r n e t s ；F r e q u e n c yh o p p i n g ；S i m u l a t i o n硕士学位论文插图索引图1 1 论文结构图，3图2 1
15、 蓝牙协议栈体系结构6图2 2 蓝牙网络结构7图2 3 蓝牙散射网结构模型8图3 1 蓝牙设备建立点到点连接的过程1 8图3 2 对称设备发现过程算法2 0图3 3 对称设备发现机制的调度过程2 0图3 4 设各处于某一状态的时间为固定值时的设备发现比例2 3图3 5 设备处于某一状态的时间均匀分布时的设备发现比例2 4图3 6T 。取值固定与T 。取值均匀分布时的设备发现比例的比较2 5图4 1 环型蓝牙网络拓扑结构模型2 9 图4 2 算法D I S C O V E R Y 、S E E K 和S C A N 3 0图4 3 算法C o n n e c t P i c o n e t s 一3l图4 4 微微网与微微网的合并演示3 1图4 5 算法C o n n e c t R i n g P i e o 一3 1图4 6 微微网与环网的合并演示3 1图4 7 算法C o n n e c t R i n g s 3 2 图4 8 环网与环网的合并演示3 2图4
