一种提高密集性BLE主动扫描公平性的方法技术

本发明专利技术属于蓝牙通信领域，具体涉及一种提高密集性BLE主动扫描公平性的方法；该方法将upperLimit值添加到扫描请求中一起发送，广播设备接收到扫描请求后就提取upperLimit值添加到响应数据包中，通过广播设备的广播让其余扫描设备能够共享upperLimit值；同时改进了upperLimit值的调整机制，解决了传统退避方案的不公平性。的不公平性。的不公平性。

【技术实现步骤摘要】
一种提高密集性BLE主动扫描公平性的方法


[0001]本专利技术属于蓝牙通信领域，具体涉及一种提高密集性BLE主动扫描公平性的方法。

技术介绍

[0002]在蓝牙通信领域中，设备可以分为广播设备和扫描设备两类。在拥挤的BLE(Bluetooth low energy)网络环境中，若存在大量的扫描设备，广播设备发送可扫描广播包时,扫描设备们将会在同一时间立即发送用于扫描请求的SCAN_REQ。由于BLE网络是一个纯ALOHA网络，和CSMA/CD不同，BLE网络没有通过监听信道是否空闲再来决定是否发送请求的防冲突手段，因而大量的扫描请求同时在同一广播信道上发送必然会产生冲突。
[0003]在蓝牙标准中提出了一种退避方案(设备不需要强制采用该方式)，发送了SCAN_REQ但未接收到广播设备响应的SCAN_RSP的扫描设备处于退避状态，延迟一段时间后再发送SCAN_REQ，来降低冲突所带来的影响。该算法的主要思路是：使用backoff和uppreLimit两个参数来限制扫描设备发生冲突时发送扫描请求PDU(SCAN_REQ)的数量；扫描设备第一次进入扫描状态时，backoff和uppreLimit设置为1。扫描设备发送SCAN_REQ后，如果该扫描设备没有从广播设备处收到SCAN_RSP,则本次扫描被视为失败，否则视为成功。每两次连续失败，该扫描设备的upperLimit就会翻倍，直到达到256；而每连续两次成功，该扫描设备的upperLimit就会减半，直到达到1。不管扫描设备是否成功接收广播设备响应的SCAN_RSP，扫描设备都需要在链路层将backoff设置为介于1和upperLimit之间的新伪随机整数，同时，当扫描设备处于退避状态时，每接收到一个可扫描事件，其自身的backoff将递减1，直到达到零值，才会再次发送SCAN_REQ。
[0004]但是该方案存在不公平的问题：成功接收到SCAN_RSP的扫描设备倾向于将upperLimit的值保持在较低的值内，这使得成功接收到SCAN_RSP的设备能更多地发送SCAN_REQ，而没有成功接收的设备将继续增加其upperLimit,从而进一步减少其发送SCAN_REQ的机会。这将导致成功接收到SCAN_RSP的设备对信道的垄断，影响该区域内其它设备的发现。

技术实现思路

[0005]为解决扫描设备之间的upperLimit值互不共享，从而导致成功接收到SCAN_RSP的扫描设备垄断信道资源的问题。本专利技术提供了一种提高密集性BLE主动扫描公平性的方法，旨在改进upperLimit值的调整规则，共享扫描设备的upperLimit值，从而提高扫描设备之间发送扫描请求的公平性。
[0006]所述方法包括：
[0007]S1.构建包括一个广播设备和多个扫描设备的蓝牙网络，每个扫描设备均周期性地扫描每个广播信道；
[0008]S2.任一个扫描设备接收到广播设备发送的可扫描事件时，该扫描设备计算自身的backoff值减1的结果；
[0009]S3.该扫描设备判断自身的backoff值减1的结果是否为0，若是，则执行步骤S4；若不是，则该扫描设备将backoff减1后的值作为最新的backoff值；然后接收下一个可扫描事件并返回步骤S3；
[0010]S4.该扫描设备向广播设备发送扫描请求并执行步骤S5；所述扫描请求中携带有该扫描设备在上一次发送扫描请求后更新的upperLimit值；
[0011]S5.判断该扫描设备是否收到广播设备响应的SCAN_RSP数据包，若是，则执行步骤S6；若不是，则执行步骤S7；
[0012]S6.判断该扫描设备在上一次发送扫描请求后是否收到广播设备响应的SCAN_RSP数据包，若是，则执行步骤S8；若不是，则该扫描设备的upperLimit值不变并执行步骤S9；
[0013]S7.判断该扫描设备在上一次发送扫描请求后是否没有收到广播设备响应的SCAN_RSP数据包，若是，则执行步骤S8；若不是，则该扫描设备的upperLimit值不变并执行步骤S9；
[0014]S8.判断该扫描设备是否监听到广播设备对其他扫描设备响应的SCAN_RSP数据包，若是，则采用改进的upperLimit调整规则更新自身的upperLimit值，并执行步骤S9；若不是，则采用原始的upperLimit调整规则更新自身的upperLimit值，并执行步骤S9；
[0015]S9.该扫描设备将自身的backoff设置为介于1和upperLimit之间的新伪随机整数，并返回步骤S2。进一步的，每个扫描设备发送扫描请求的SCAN_REQ数据包时，都应用蓝牙4.2协议在SCAN_REQ PDU Header中添加自身在上一次执行退避算法后更新的upperLimit值。
[0016]进一步的，广播设备接收到扫描设备发送的扫描请求的SCAN_REQ数据包后，广播设备提取该SCAN_REQ数据包中携带的upperLimit值，并将该upperLimit值添加到响应的SCAN_RSP数据包中。
[0017]进一步的，处于退避状态的扫描设备机会性地监听广播设备响应另一个扫描设备的扫描请求后发送的SCAN_RSP数据包，从而获取到被广播设备响应的扫描设备所使用的upperLimit值。
[0018]进一步的，改进的upperLimit调整规则包括：
[0019]若扫描设备连续两次的扫描请求都成功接收到广播设备的扫描响应，则采用max(2,min(0.5*upperLimit(n
‑
1),OLupperLimit))更新自身的upperLimit值；
[0020]若扫描设备连续两次的扫描请求都没有成功接收到广播设备的扫描响应，则max(2,OLupperLimit)更新自身的upperLimit值；
[0021]其中，upperLimit(n
‑
1)是扫描设备上一次发送扫描请求后更新的upperLimit值，OLupperLimit是从广播设备响应其他扫描设备的SCAN_RSP数据包监听到的其他扫描设备的upperLimit值。
[0022]进一步的，若扫描设备没有监听到广播设备对其他扫描设备响应的SCAN_RSP数据包，则其upperLimit值的调整规则和标准协议里的规则一致，包括：
[0023]若扫描设备连续两次的扫描请求都成功接收到广播设备的扫描响应，则采用min(1,0.5*upperLimit(n
‑
1))更新自身的upperLimit值；
[0024]若扫描设备连续两次的扫描请求都没有成功接收到广播设备的扫描响应，则min(2*upperLimit(n
‑
1),256)更新自身的upperLimit值；
[0025]其中，upperLimit(n
‑
1)是是扫描设备上一次发送扫描请求后更新的upperLimit值。
[0026]本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高密集性BLE主动扫描公平性的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.构建包括一个广播设备和多个扫描设备的蓝牙网络，每个扫描设备均周期性地扫描每个广播信道；S2.任一个扫描设备接收到广播设备发送的可扫描事件时，该扫描设备计算自身的backoff值减1的结果；S3.该扫描设备判断自身的backoff值减1的结果是否为0，若是，则执行步骤S4；若不是，则该扫描设备将backoff减1后的值作为最新的backoff值；然后接收下一个可扫描事件并返回步骤S3；S4.该扫描设备向广播设备发送扫描请求并执行步骤S5；所述扫描请求中携带有该扫描设备在上一次发送扫描请求后更新的upperLimit值；S5.判断该扫描设备是否收到广播设备响应的SCAN_RSP数据包，若是，则执行步骤S6；若不是，则执行步骤S7；S6.判断该扫描设备在上一次发送扫描请求后是否收到广播设备响应的SCAN_RSP数据包，若是，则执行步骤S8；若不是，则该扫描设备的upperLimit值不变并执行步骤S9；S7.判断该扫描设备在上一次发送扫描请求后是否没有收到广播设备响应的SCAN_RSP数据包，若是，则执行步骤S8；若不是，则该扫描设备的upperLimit值不变并执行步骤S9；S8.判断该扫描设备是否监听到广播设备对其他扫描设备响应的SCAN_RSP数据包，若是，则采用改进的upperLimit调整规则更新自身的upperLimit值，并执行步骤S9；若不是，则采用原始的upperLimit调整规则更新自身的upperLimit值，并执行步骤S9；S9.该扫描设备将自身的backoff设置为介于1和upperLimit之间的新伪随机整数，并返回步骤S2。2.根据权利要求1所述的一种提高密集性BLE主动扫描公平性的方法，其特征在于，每个扫描设备发送扫描请求的SCAN_REQ数据包时，都应用蓝牙4.2协议在SCAN_REQ PDU Header中添加自身在上一次发送扫描请求后更新的upperLimit值。3.根据权利要求1所述的一种提高密集性BLE主动扫描公平性的方法，其特征在于，广播设备接收到扫描设备发送的扫描请求的SCAN_REQ数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵勇，李星宇，韩连洪，季发，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：