劉宏濤

摘要：通過對藍牙技術的網(wǎng)絡結構模式的分析得到其具體的工作狀態(tài)，并為將來的改進提供基礎。

關鍵詞：網(wǎng)絡控制 網(wǎng)絡管理 主、從節(jié)點 時鐘

藍牙技術作為電子數(shù)碼設備無線互聯(lián)的低廉和可靠的技術實現(xiàn)方式，可以作為現(xiàn)有所有移動設備中的短距離的無線數(shù)據(jù)收發(fā)機。藍牙技術從最開始的研發(fā)到完善經(jīng)歷了較長的過程，優(yōu)化和擴大了各個應用領域，進一步提升了無線通信的實用性、可靠性和安全性。較之于其他的無線通信方式，藍牙技術有自己獨特的連接模式。利用開放式代碼和快速地尋址方式使其在通信領域得到快速發(fā)展?，F(xiàn)就藍牙技術的網(wǎng)絡連接結構簡要地分析。藍牙微微網(wǎng)是一種個人無線區(qū)域網(wǎng)，藍牙數(shù)據(jù)又以分組的形式出現(xiàn)，它必須具有無線區(qū)域網(wǎng)的一般特征。主要有以下三個方面體現(xiàn)：信道多址傳輸技術、多層協(xié)議及其接口的使用；路由算法。藍牙微微網(wǎng)中的智能控制行為表現(xiàn)為對網(wǎng)絡的控制和管理兩個方面。

1 網(wǎng)絡管理

網(wǎng)絡管理主要有兩個方面的內(nèi)容：一是對運行設備的管理；二是對運行的管理，運行管理中的重點是對鏈路的管理。

1.1 網(wǎng)絡管理的基本內(nèi)容 無線局域網(wǎng)按結構劃分基本型和專用型?；拘褪枪?jié)點之間彼此平等地進行通信的一種網(wǎng)絡，它們之間的連接十分簡單明了，不會組成復雜的主干網(wǎng)。專用型網(wǎng)絡結構復雜，它在基本型結構的基礎上增加了多個功能。

1.2 從局域網(wǎng)到主干網(wǎng) 從WLAN主干網(wǎng)的網(wǎng)絡話務方向稱為上行鏈路。上行鏈路內(nèi)移動節(jié)點的傳輸需要多址協(xié)議支撐。多址協(xié)議的描述物理信道具有的動態(tài)性能上。由于信道傳送的多徑衰落性質，使得信道特征不可預測，能在極短的距離上產(chǎn)生變化。顯然，衰落信道通信有不可靠性，往往存在不公平接入。實驗結果表明，這種信道會因1ft的移動或10-20ms時間內(nèi)合接收信號的強度發(fā)生很大的變化。網(wǎng)絡管理還需要研究網(wǎng)絡拓撲結構發(fā)生變化時的應對措施。對于固定節(jié)點，無線網(wǎng)絡的拓撲結構發(fā)生變化的起點是移動的。

2 網(wǎng)絡控制

WLAN的復雜多變結構決定了對它的控制需要分步來進行。首先，一個網(wǎng)絡在使用前必須進行初始化處理，初始化的主要內(nèi)容是它具有可使用、可駕馭的性能，否則網(wǎng)絡會失控，就喪失了存在的意義。初始化的主要內(nèi)容是確定網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點之間是否建立了正常的連接，是否存在著能夠傳輸分組的信息通道。有兩種方法可以用來進行初始化：一是每個節(jié)點激活后周期性廣播“分組無線網(wǎng)絡組織分組（PROP）。節(jié)點廣播的目的是告之網(wǎng)絡內(nèi)其他節(jié)點：有本節(jié)點存在于網(wǎng)內(nèi)。凡是聽到PROP的其他節(jié)點，能夠將它置于自己的鄰居節(jié)點為表中。這樣一來，每個節(jié)點都能建立一張網(wǎng)絡內(nèi)已經(jīng)被激活的鄰居節(jié)點表，與此同時，到達其他任一節(jié)點的最佳路由也計算出來，這就為一個節(jié)點與任一節(jié)點之間的通信創(chuàng)造了條件。

網(wǎng)絡初始化的另一種方法是周期性地采用自組織法。所謂自組織是網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點同步動作，被授予一個或幾個時隙，在這個或這些固定的時隙內(nèi)，每個節(jié)點都廣播自身的狀態(tài)或相關信息，為了不發(fā)生擁擠和混亂，事先固定各節(jié)點的廣播順序。

對網(wǎng)絡連接性進行測定，在滿足已能使用的條件下才宣告初始化的結束。測定可以通過直接或間接的方法進行。直接測量的方法是測量信號幅度、信噪比、誤比特率等多項指標，看其是否達到設計要求。間接測量測定接收端正確接收分組的比例，達到足夠高的比例后才能結束初始化，讓網(wǎng)絡轉入工作狀態(tài)。

網(wǎng)絡控制的難點是流量控制。網(wǎng)絡中心節(jié)點發(fā)送分組數(shù)據(jù)是隨機的，誰也不能事先斷定移動用戶在什么時候往哪個節(jié)點發(fā)送信息。大批量的信息流必將形成網(wǎng)絡堵塞。經(jīng)過分析與考察，網(wǎng)絡堵塞與以下的因素有關：隨機多址協(xié)議執(zhí)行過程中具有不穩(wěn)定性；移動節(jié)點發(fā)送信息具有隨機性；分組無線網(wǎng)絡拓撲結構具有動態(tài)變化性。

3 藍牙節(jié)點的時鐘

藍牙信道位于藍牙微微網(wǎng)內(nèi)，藍牙信道的基本特征是由微微網(wǎng)的主節(jié)點來確定的。除此之外，主節(jié)點通過輪詢方式控制信道通信。在這里，所謂主節(jié)點被定義成能向一個或多個從節(jié)點提出并實施連接的藍牙單元。主節(jié)點的性質并非一成不變，也就是說，主節(jié)點和從節(jié)點在已建立的微微網(wǎng)中完全可以互換，網(wǎng)絡內(nèi)的每一個單元都有資格成為主節(jié)點，這是因為在微微網(wǎng)中，每個藍牙單元的權重都完全相同。

藍牙數(shù)據(jù)的發(fā)送不能雜亂無章地進行，無論是發(fā)送藍牙數(shù)據(jù)的主節(jié)點，還是接收藍牙數(shù)據(jù)的從節(jié)點，都需要統(tǒng)一的時鐘信號來指揮。每一個藍牙節(jié)點都有一個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘，時鐘的功能正是經(jīng)發(fā)送/接收定時并跳頻。由此可知，只要藍牙運行，藍牙時鐘就永遠不會關閉。每個節(jié)點都有各自的時鐘，不同節(jié)點之間就需要同步。藍牙節(jié)點自身的時鐘叫本地時鐘，其他節(jié)點的時鐘可能與本地時鐘不同，但由于時鐘轉動的快慢是相同的，因此要想同步只需要給本地時鐘加一個補償值。

主、從節(jié)點的時鐘有不同的用途：主節(jié)點上的藍牙時鐘能夠確定微微網(wǎng)信道的定時和跳頻。從節(jié)點雖然也有自己的時鐘，但卻需要從通信鏈路上接收主節(jié)點的時鐘，并在自己的本地時鐘上增加一個補償值以便與主節(jié)點時鐘同步。該補償值需要的規(guī)律地更新，因為時鐘不能受到控制。

因此在藍牙技術的網(wǎng)絡模式中，管理與控制始終處于工作狀態(tài)，并保持整個無線通信的順暢。

參考文獻：

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