蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法、数据传输方法技术

本发明专利技术属于蓝牙网络拓扑设计技术领域，具体提供一种蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法、数据传输方法，构建方法包括如下步骤：选择一个节点为根节点并记录根节点的索引位置到一维数组；设置第一阈值个数的索引位置到一维数组记录根节点的子节点；扫描子节点并建立子节点与根节点的连结；将每个子节点作为下一层节点的父节点，设置第一阈值个数的索引位置到一维数组记录父节点的子节点，并建立子节点与父节点的连结以及父节点与同层的兄弟节点的连结；当子节点不存在时，索引位置对应的子节点为0；其中，每个索引位置对应一个索引值，索引值的大小根据蓝牙树每个节点的创建顺序设置。父节点所造成的通讯瓶颈将大大地改善。父节点所造成的通讯瓶颈将大大地改善。父节点所造成的通讯瓶颈将大大地改善。

【技术实现步骤摘要】
蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法、数据传输方法


[0001]本专利技术涉及蓝牙网络拓扑设计
，具体涉及一种蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法。

技术介绍

[0002]近几年来，在短距离的无线传输网络中，蓝芽技术正以飞快的速度蓬勃发展。蓝芽技术正朝着建立设备与设备间互通的联网而努力，这些通讯设备就如手机、无线耳机、PDA、数字相机、笔记本电脑和计算机外设产品等等。蓝芽技术被嵌入在一些现有可携式的电子产品当中以达到低成本、低功率和小体积的设计目标。尤其蓝芽技术定义出电路交换与分组交换传输型态，使得蓝芽技术同时支持语音与数据传输，这有别于其它的无线通信技术，诸如802.11、红外线(IrDA)等。Bluetooth技术具备同时传送语音(Voice)和数据(Date)两种数据型态，因为Bluetooth技术支持电路交换(Circuit
‑
switch)与分组交换(Packet
‑
switch)两种传输方式，在Bluetooth标准中电路交换传输称为SCO(Synchronous Connection
‑
Oriented)连结，此种传输方式为同步传输，不管有无数据传送，系统都会预留固定间隔的时槽slot给Master和Slave，其它的Slave就不能使用此连结上的时槽slot来传送数据。而分组交换的传输方式为ACL(Asynchronous Connection
‑
Less)连结，这样的传输方式属于异步传输形态，分组交换是将高层的数据切割成一段段的封包，若在实体信道上没有任何SCO连结，ACL可以占用任何时槽来传送数据，一旦系统需要使用SCO连结，ACL就自动空出时槽提供SCO连结使用。当两个蓝芽装置靠近到可通讯的范围内，他们通过蓝芽规格所定义的inquiry和page的程序去建立两者之间的连结，这称为Link formation。inquiry的程序是用来互相发现对方，page的程序是用来建立实际的连结。两者之间“sender”的角色在inquiry state发出inquiry讯号成为Master，而在inquiry scan state保持聆听接收的“receiver”角色就成为Slav。在许多的研究中，都假设每个蓝芽装置开机后就在inquiry state和inquiry scan state两种状态之间变换，当在足以完成询问inquiry程序的时间内，即可进入呼叫page程序建立实际的连结，因此变换状态的时间间隔必需精确地估算，若是太小则无法成功地建立连结，若是太大则白白浪费时间。在连结建立后，Master与Slave之间的通讯是采用TDD(Time Division Duplex)的方式，也就是使用Time Division将channel切割成多个时间槽slot，每个slot的时间长度是625μs。Master在偶数的slot传送封包，Slave在奇数的slot传送封包。数个Bluetooth装置连接成为网络并共享同一个channel称为Piconet，每个Piconet中只能有1个Master和7个Active Slaves。在一个Piconet中，Master有权决定跳频序列，并通知所有Slave根据此顺序来做跳频的动作。
[0003]链接几个Piconet所形成的网络称为Scatternet，而建构Scatternet的过程，则称为Scatternet formation。假设一个Scatternet中间包含三个Piconet，其中每个Bluetooth装置有四种角色，分别是Master，Slave，Master/Slave，Slave/Slave，其中Master/Slave和Slave/Slave为连接的节点(Bridge node)。树状结构的Scatternet，称之为Bluetree，也就是整个连接网络的架构为树状结构，其中父节点成为Master，而所有的子
节点则成为Slave，除了根节点Blueroot是Master，叶节点是Slave外，而每个节点都同时扮演Master与Slave的角色，也就是说，在树状的结构中一个节点是上一层的Slave，又是下一层的Master，这种Bluetrees称之为通用蓝牙树General Bluetree(GB)。
[0004]General Bluetree有三个缺点：第一、封包绕送之效能不佳。特别是当树状结构是歪斜树而非平衡树的时候，一个较长的绕送路径是可预见的。而我们可以看见在General Bluetree中并没有特别有算法来使Bluetree形成平衡树，而是任意地拓扑，这使我们无法预知所形成的蓝芽树是否有较佳的绕送路经。特别以b
‑
tree来建立整个蓝芽树，而每个装置的地址会决定装置所摆放的位置，当装置的地址是按着小而大或是大而小的顺序来形成蓝芽树，这将是一个歪斜树。第二、其父节点在流量较大时，非常容易在Piconet中造成通讯的瓶颈，因为在树状的网络中绕送常常只有唯一的绕送路经。第三、它的可靠度较低，当一个节点装置关机、离开、或是当机，这使得此装置上的几个链结都会失去，让整个网络分裂成好几个部份，也就是此节点所有的子树及其上层原来的部份，这将花费较多的时间来恢复成原来链接的网络。

技术实现思路

[0005]针对通用蓝牙树存在的缺陷，本专利技术提供一种蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法。
[0006]第一方面，本专利技术技术方案提供一种蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法，包括如下步骤：
[0007]选择一个节点为根节点并记录根节点的索引位置到一维数组；
[0008]设置第一阈值个数的索引位置到一维数组记录根节点的子节点；扫描子节点并建立子节点与根节点的连结；
[0009]将每个子节点作为下一层节点的父节点，设置第一阈值个数的索引位置到一维数组记录父节点的子节点，并建立子节点与父节点的连结以及父节点与同层的兄弟节点的连结；当子节点不存在时，索引位置对应的子节点为0；
[0010]当一个节点加入或是离开，对应的父节点将发送更新信息到根节点用以更新一维数组；
[0011]其中，每个索引位置对应一个索引值，索引值的大小根据蓝牙树每个节点的创建顺序设置。
[0012]为解决在父节点流量拥塞的问题，设置在兄弟节点间建立额外的连结来改进原有的蓝牙树。
[0013]进一步的，该方法还包括：
[0014]当第一阈值个数的子节点已经建立，对应的父节点发送完成信息以及所在蓝牙树的深度给根节点；
[0015]蓝牙树创建完成后根节点发送许可询问信息到蓝牙树的每个叶节点；
[0016]当一个叶节点收到许可询问信息时进入询问状态。
[0017]进一步的，扫描子节点并建立子节点与根节点的连结的步骤包括：
[0018]设置根节点进入询问状态并广播询问信息，所有单独的节点进入询问扫描状态；
[0019]将接收到广播询问信息的节点的响应信息返回给根节点；
[0020]根节点接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：选择一个节点为根节点并记录根节点的索引位置到一维数组；设置第一阈值个数的索引位置到一维数组记录根节点的子节点；扫描子节点并建立子节点与根节点的连结；将每个子节点作为下一层节点的父节点，设置第一阈值个数的索引位置到一维数组记录父节点的子节点，并建立子节点与父节点的连结以及父节点与同层的兄弟节点的连结；当子节点不存在时，索引位置对应的子节点为0；当一个节点加入或是离开，对应的父节点将发送更新信息到根节点用以更新一维数组；其中，每个索引位置对应一个索引值，索引值的大小根据蓝牙树每个节点的创建顺序设置。2.根据权利要求1所述的蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法，其特征在于，该方法还包括：当第一阈值个数的子节点已经建立，对应的父节点发送完成信息以及所在蓝牙树的深度给根节点；蓝牙树创建完成后根节点发送许可询问信息到蓝牙树的每个叶节点；当一个叶节点收到许可询问信息时进入询问状态。3.根据权利要求1所述的蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法，其特征在于，扫描子节点并建立子节点与根节点的连结的步骤包括：设置根节点进入询问状态并广播询问信息，所有单独的节点进入询问扫描状态；将接收到广播询问信息的节点的响应信息返回给根节点；根节点接收到返回信息后进行入呼叫状态，接收到广播询问信息的节点作为根节点的子节点进入呼叫扫描状态建立与根节点的连结；判断根节点建立连结的子节点的个数是否达到第一阈值个数；若是，执行步骤：设置第一阈值个数的索引位置到一维数组记录根节点的子节点；扫描子节点并建立子节点与根节点的连结；若否，执行步骤：设置根节点重新进入询问状态，并广播询问信息，所有单独的节点进入询问扫描状态。4.根据权利要求1所述的蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法，其特征在于，该方法还包括：节点x在询问状态定期广播询问信息并保持接收任何响应，当节点x从某节点y收到响应信息，且节点x的子节点未满第一阈值个数时，节点x锁住以拒绝其他节点的插入并进入呼叫状态。5.根据权利要求4所述的蓝牙散射网络的平衡蓝牙树的构建方法，其特征在于，该方法还包括：所有的节点在询问扫描状态保持接听询问信息，当节点y收到节点x所发出的询问信息时，响应节点x并转换至呼叫扫描状态。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨子庆，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：