第25卷第5期

2005年5月

文章编号:1001-9081(2005)05-1173-04

计算机应用

ComputerApplications

Vo.l25No.5May2005

蓝牙Adhoc网络形成算法的性能评价

何 蓉,方旭明

(西南交通大学计算机与通信工程学院,四川成都,610031)

(rong.he@,xmfang2002@)

摘 要:评价一个蓝牙Adhoc网络形成算法的优劣可以用不同方法和性能指标来衡量。文中首先介绍了蓝牙Adhoc网络的拓扑结构,然后讨论了评价蓝牙Adhoc网络形成算法的主要手段和性能指标,对目前主要的蓝牙Adhoc网络形成协议的性能进行了总结和比较。此外,还对树型散射网形成(TreeScatternetFormation,TSF)协议的部分性能指标进行了仿真,给出了相应的性能仿真曲线。最后总结现有网络形成协议存在的问题,分析业界关注的重点及今后可能的研究方向。

关键词:蓝牙;Adhoc网络;散射网;网络形成;协议中图分类号:TP393 文献标识码:A

PerformanceevaluationofBluetoothAdhocnetworkformationalgorithms

HERong,FANGXu-ming

(SchoolofComputerandCommunicationsEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,ChengduSichuan610031,China)

Abstract:TherearedifferentmethodsandcriteriatoevaluatetheperformanceofaprotocolforBluetoothAdhocnetworkformation.Inthispaper,topologystructureofBluetoothAdhocnetworkwaspresentedfirstly.Then,mainapproachesinsystemperformanceevaluationandkeyperformancecriteriaofthenetworkformationalgorithmswerediscussed,andtheperformanceofdominatingitsformationprotocolswassummarized.Furthermore,simulationofTreeScatternetFormation(TSF)protocolwasdoneandthecorrespondingsimulationresultsweregiven.Atlast,someissuesinexistingprotocolswerepointedout,whilethekeyaspectsofBluetoothAdhocnetworkformationalgorithmswhichpeoplecaredmostandsomepossibleresearchdirectionswerepresented.

Keywords:Bluetooth;Adhocnetwork;scatternet;networkformation;protocol

0 引言

Adhoc网络是一种不需要网络基础设施的多跳、自组织网络,可以应用于军事指挥与通信、抢险救灾、应急通信、传感器网络、移动会议等众多领域。与蜂窝通信网类似,Adhoc网络除了面临容量限制以外,还有自组织、无集中控制管理机制,以及能量受到限制等复杂的问题,有很多关键理论和技术问题尚未得到根本或很好的解决,这些都是目前研究的热点。蓝牙技术和IEEE802.11标准在全球快速推动了Adhoc网络的发展,其中蓝牙技术被认为是可以用于组建Adhoc网络,特别是传感器网络最便于实施的技术之一。然而,在组建网络时,由于蓝牙技术自身的一些特点,对网络的综合设计、管理策略及其容量的分配等提出了巨大的挑战。

蓝牙网络的基本结构是微微网(piconet),每个微微网包含一个主设备(master)和最多7个活动(active)从设备(slave),主-从设备之间的通信是单跳的。同一微微网内部采用相同的跳频序列,各个微微网由不同的跳频序列区分。如何将多个微微网互相连接起来,构成一个多跳的Adhoc网络,也称为蓝牙散射网(scatternet),是一个值得研究的关键问题。最新的蓝牙规范1.2尚未对蓝牙微微网之间的通信和基于蓝牙的Adhoc网络的形成等内容做出具体描述[6],这是一个开放的问题。目前已有一些学者提出了各种不同的蓝牙

Adhoc网络形成算法,如何对这些算法的性能进行评价是一个重要的问题。

本文主要讨论了目前蓝牙Adhoc网络形成协议的主要性能评价方法和性能指标,分析比较了现有几种典型协议的性能,并对树型散射网形成(TreeScatternetFormation,TSF)协议[4]的一些性能指标进行了仿真,给出了相应的性能仿真曲线。最后总结了现有蓝牙Adhoc网络形成协议存在的问题,并分析了业界所关注的重点及今后可能的研究方向。

1 蓝牙Adhoc网络的拓扑结构

图1 蓝牙Adhoc网络的拓扑结构

当几个微微网在空间上有重叠时,可以让某些蓝牙设备充当桥节点(bridge)或网关节点(Gateway),采取时分复用方式在不同微微网之间进行角色的切换,这也是多个微微网能

收稿日期:2004-11-03;修订日期:2005-03-30 基金项目:西南交通大学科研基金资助项目(X1201011030102)

作者简介:何蓉(1974-),女,江西丰城人,讲师,博士研究生,主要研究方向:移动自组织网络、无线网格网; 方旭明(1962-)男,浙江义

乌人,教授,博士生导师,博士,主要研究方向:移动Adhoc网络、移动IP、无线局域网、蜂窝移动通信系统资源管理、移动性管理与建模.