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基于分布式自愈的蓝牙散射网拓扑构成算法的研究

作　者: 张岩
导　师: 钱志鸿
学　校: 吉林大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 蓝牙 散射网 自愈 拓扑构成
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,它是以低成本的短距离无线通信为基础,为固定与移动设备的通信环境提供连接的通信技术。蓝牙散射网的拓扑是网络路由及调度的基础,对整个网络的路由及调度性能都会产生重大的影响。因此,研究和创建一个合理的便于路由的蓝牙散射网拓扑构建算法至关重要。本文分析了蓝牙技术协议框架及其网络结构的特点,并对现有蓝牙散射网的拓扑构建算法进行了研究和性能比较分析。在此基础上提出了一种基于分布式自愈的蓝牙散射网拓扑构建算法。该算法提出了基于节点能量等级和信息处理能力等级的节点优先级选取原则,根据节点的优先级选择主中心控制节点,按照先组成微微网,再扩充成散射网的机制进行组网。最终将一组节点数目未知的、均匀随机分布的、彼此孤立的、并不处于相互的通信距离内的蓝牙节点相互连接起来,构成连通的蓝牙散射网。本算法提高了网络的健壮能力。另外,提出了主从节点在动态网络环境下出现故障时的处理方案,即主节点通过优先级轮询调度从节点和桥节点的方法可以及时检测并进行处理,提高了网络的自愈能力。在网络仿真平台NS2下利用蓝牙仿真模块BlueHoc对本文提出的蓝牙动态网络拓扑构建算法进行了软件模拟,在性能参数方面与现存的TSF算法进行了对比和分析。结果表明本算法具有网络创建时间较短,故障恢复时间较快以及平均微微网大小接近8个节点等特点,是一种实用的蓝牙散射网构建算法。

全文目录


提要  4-7
第1章 绪论  7-12
  1.1 引言  7-8
  1.2 研究目的及意义  8
  1.3 蓝牙散射网研究进展  8-9
  1.4 主要的研究工作及内容安排  9-12
第2章 蓝牙无线个域网概论  12-28
  2.1 蓝牙技术的协议标准  12-16
    2.1.1 蓝牙协议栈  12-15
    2.1.2 蓝牙应用框架  15-16
  2.2 微微网与散射网  16-19
    2.2.1 微微网  17-18
    2.2.2 散射网  18-19
  2.3 蓝牙设备的操作模式  19-21
  2.4 其它无线个人局域网组网技术  21-24
  2.5 蓝牙无线个域网(WPAN)  24-27
    2.5.1 蓝牙无线个域网的特点  24-26
    2.5.2 蓝牙协议栈对PAN的支持  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第3章 蓝牙网络拓扑构建算法的研究  28-45
  3.1 研究背景  28
  3.2 蓝牙网络拓扑构建算法的相关研究  28-39
    3.2.1 BTCP算法  28-32
    3.2.2 Bluetrees算法  32-33
    3.2.3 BlueStars  33-35
    3.2.4 BlueNet  35-36
    3.2.5 RACF网络形成算法  36-37
    3.2.6 TSF拓扑构成算法  37
    3.2.7 Scatter-Route 协议  37-38
    3.2.8 链式结构的自组网算法  38-39
    3.2.9 LMS  39
  3.3 散射网构成算法性能评价及算法要求  39-43
    3.3.1 蓝牙网络构成算法性能评价  39-42
    3.3.2 蓝牙散射网构成算法要求  42-43
  3.4 桥节点的工作模式  43-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章 蓝牙动态网络拓扑构建算法  45-58
  4.1 蓝牙物理链路的建立  45-47
  4.2 动态网络拓扑算法(DNTC)  47-52
  4.3 动态拓扑网络自愈性的解决方案  52-56
    4.3.1 网络中新的节点加入网络时的处理方案  52-54
    4.3.2 蓝牙节点移出网络的解决方案  54-56
  4.4 隐藏终端问题对网络拓扑的影响  56-57
  4.5 本章小结  57-58
第5章 蓝牙动态网络拓扑构建算法仿真  58-74
  5.1 蓝牙网络仿真环境  58-60
    5.1.1 NS2 结构及其设置  58-60
    5.1.2 蓝牙仿真模块BlueHoc  60
  5.2 蓝牙仿真模型  60-64
    5.2.1 蓝牙从节点仿真模型  61-62
    5.2.2 蓝牙主节点仿真模型  62-63
    5.2.3 蓝牙无线传输仿真模型  63-64
  5.3 动态网络拓扑算法仿真  64-73
    5.3.1 Otcl脚本程序设置  64-65
    5.3.2 仿真结果  65-68
    5.3.3 性能分析  68-73
  5.4 本章小结  73-74
第6章 全文总结与展望  74-76
  6.1 全文总结  74
  6.2 未来工作与展望  74-76
参考文献  76-80
致谢  80-81
摘要  81-84
Abstract  84-86

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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