基于RSSI的蓝牙散射网调度算法研究

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蓝牙技术是组建个人局域网时常用的一种技术,蓝牙的基本网络拓补称为微微网,多个微微网之间通过共用某些节点组成了散射网。在散射网中,一个节点在同一时刻只从属于某个特定的微微网,散射网的应用拓展了蓝牙技术的使用场景,例如一对多蓝牙音频传输。在一对多蓝牙音频传输场景下,作为桥节点的音频接收设备需要周期性地加入各音频源设备为主设备的微微网中,频繁切换微微网不仅会造成通信资源浪费,同时更会出现音频传输不同步现象,特别是当链路中接受信号强度指示(Received Signal Strength Indication,RSSI)较低时,桥节点陷入无限等待状态。在本论文工作研究中,结合蓝牙散射网的特点和一对多蓝牙音频传输场景,主要聚焦于蓝牙散射网中桥节点由一个微微网切换至另一个微微网过程中对时隙资源的利用,研究了如何降低切换微微网过程中造成的通信资源浪费问题,设计并实现了高效利用通信资源的方法。本研究工作提出了一种新型的带有优先级的微微网切换调度算法,加入了切换微微网中对于主设备的信号强度判别,桥节点收集分析RSSI、发射功率、链路质量等参数,作为选择微微网的判据之一,然后以排队论作为理论基础,建立了一对多音频传输场景下带有优先级的非抢占式排队系统模型,分析了该模型的平均队长、平均等待时间、平均等待队长、平均逗留时间等相关指标。在该模型的基础上应用微微网切换调度算法,使用Matlab构造散射网仿真模型,通过随机产生数据包的形式仿真分析该算法的时延、丢包率、带宽利用率等指标,并得到相应的仿真结果,从而验证算法的合理性。本研究工作提出的基于RSSI的散射网调度算法区分了不同微微网之间信号强度的差异,既保障了高优先级业务数据包的服务质量,又保障了信号弱时业务数据包的传输速率,实现了高效利用通信资源。
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