蓝牙无线个人局域网的组建方案解析

来，确定每个节点在网络中的角色，从而形成一个连通的蓝牙散射网。本节提出的算法可以对微微网数目进行合理控制，并能有效减少微微网间的冗余通信链接，减轻桥设备的负载，从而提高蓝牙散列网的性能。

　　2.1主节点的选择

　　算法采用分布式机制，在组网空间内选出部分权值较高的设备为主节点。每个蓝牙节点都有变量WEIGHT、变量BACK和变量TIMEOUT，其中变量WEIGHT代表节点的权值（电力等级、剩余能量、数据处理能力等资源状况），这个值表示节点作为主设备的适合度，软件模拟时，每个节点的WEIGHT值由程序随即设为（1－255）之间的整数；变量BACK代表节点是否需要备份，初始值为0，当节点角色确定为主节点和桥节点时，变量BACK变为1，变量TIMEOUT为超时设定值。

　　每个组网蓝牙设备接通电源后周期性切换成Inquiry或Inquiry Scan状态，以发现其他设备或被发现。当两个处于相对模式的蓝牙节点互相发现后，便进行WEIGHT值的比较（相等时，蓝牙地址大的一方获胜），WEIGHT值较小的一方将已收集到的FHS封包传给WEIGHT值较大的一方，并进入Page scan状态，WEIGHT值较大的一方接收对方的FHS封包后，将其TIMEOUT值复位，继续随机进入Inquiry或Inquiry scan程序；如此一再重复，直到TIMEOUT时间内，都没有再发现任何节点为止（节点会相继进入Page scan，只有处于Inquiry或Inquiry scan状态的节点能相互发现），该节点就是选举出来的主节点，它将进入Page程序，它的变量BACK值变为1，整个程序将进入桥节点的选择阶段。

　　2.2.桥节点的选择

　　各个已选出的主节点根据选桥策略确定互连各微微网的桥节点，并且优先使用权值较高的设备作桥。

　　由于第一阶段选出的主节点具有所有节点的FHS封包，从而获得需要连接成网的总节点数N总。此时，除了主节点处于Page状态，其余节点均处于Page scan状态，主节点可以通过Page程序与附近节点沟通，主节点运行微微网构成程序（此时，程序first变量的值为0，表示是初始微微网），选择最多7个节点构成初始微微网，并根据总节点数目的多少和选择weight值较大的从节点为原则，选择其中的最多3个节点作为桥节点。确定为纯从节点角色的节点同主节点建立连接，进入连接状态，不会再被其它节点搜索到；确定为桥节点角色的节点，会被主节点告知，参与初始微微网后，会再次进入Page scan状态，等待次主节点与之沟通，主节点通过桥节点将次主节点需要的信息传递给次主节点。

　　因为算法需要为散射网形成以后的每个微微网中的主节点和桥节点提供一个备份节点，而每个微微网的节点总数为8，除去一个主节点和它的一个备份从节点，还剩6个节点数，为满足备份要求，所以每个微微网的桥节点数最多为3。选择的桥节点数≤2时，散射网的创建过程是横向展开的，速度较慢，呈线性增长。当桥节点数≥3时，创建过程是全方位展开，速度很快，呈指数增长。随着桥节点数目的增加，创建过程加快了，但所形成散射网中微微网数量也相应增加了，网间干扰也随之加大了，所以综合考虑，在需要连接的节点数大于22时，桥节点数量Nb定为3是较好的选择。从节点数Ns尽量为7，具体选择方案如下：

　　当N总≤8时，Nb＝0，Ns＝N总－1；

　　当9≤N总≤15时，Nb＝1，Ns＝7；

　　当16≤N总≤22时，Nb＝2，Ns＝7；

　　当N总》22时，Nb＝3，Ns＝7；

　　初始微微网构成后，并确定桥节点数后，整个程序进入第三阶段。

　　2.3组成散射网

　　每个主节点寻呼各自所发现的设备。通过互连各个微微网，形成蓝牙散列网。

　　次主节点收到主节点传来的数据后，搜索通信范围内的节点，运行相同的微微网构成程序（程序first变量的值为1，表示生成的为次微微网），因为次主节点已经与一个桥节点相连，所以此时选择最多6个节点作为从节点，并根据搜索到的节点数目N次总，综合从节点的weight值，选择其中的最多2个从节点作为桥节点。次微微网的从节点数目Ns′和桥节点数目Nb′的选择方案如下：

　　当N次总≥8时，选择从节点数目Ns′为6，其中桥节点数目Nb′为2，再选择2个节点为新的次主节点；

　　当7≤N次总《8时，选择从节点数目Ns′为6，其中桥节点数目Nb′为1，再选择1个节点为新的次主节点；

　　当N次总≤6时，选择从节点数目Ns′为N次总，其中桥节点数目Nb′为0。

程序结束后，新微微网形成，次主节点成为该微微网的主节点，新的主节点继续选择它的次主节点，新的次主节点同样运行微微网构成程序，微微网的构成过程逐步展开，最后生成一个将所有节点连