蓝牙散射网网间通信问题的研究

3. 监听参数计算

　　Lirx为在上个监听时隙里接受的数据个数，Litx为在上个监听时隙里发送的数据个数，流量为Fi。Fi=(Lirx+ Litx) Tisniff/( TmassniffTisniffattempt)，则Bi= Fi/Fmax。
PMP从节点连接了N个微微网，并是微微网P1到PN的从节点作为连接这些微微网的网桥，这时应在SB连接的微微网中都置于监听模式状态。如果SB在微微网P1中，当主节点M1和SB之间的数据流量较小时，SB会被置于监听时隙较短的监听模式，若按照微微网中的主节点决定监听模式的参数，SB有充足的时间参与到其他的微微网中。但是当主节点与从节点SB之间的数据流量都较大时，SB会被主节点置于某种较忙的模式，这时监听模式参数之间就发生了冲突，因此需要SB决定和协调各个监听模式的参数。

　　假设SB计算出各个链路的忙因子Bi，1≤i≤N。Bi是各个链路的绝对值，若∑NBi ＞1，则首先需要对Bi作修整，得到相对值Binew，Binew=Bi /∑NBj。若∑NBi≤1，则Binew=Bi。根据Binew计算从节点监听模式参数Tisniffattempt和Tisniff，使它在不同微微网中的参与度与其忙因子成正比，并且参数满足∑N Tisniffattempt/Tisniff≤1。若Tisniff确定并且等于Tsniff，则Tisniffattempt为Tisniffattempt=BinewTsniff。

　　若PMP主节点MS是微微网PS的主节点和微微网P1到PN的从节点。这时MS就不能将所有时间花在微微网PS中，它必须在某些时间切换到其他的微微网中。但是，MS是PS的主节点。它需要更多的时间处理PS中的事务，这将减少MS参与到P1到PN中的时间。因此必须根据微微网内和连接其他微微网的各个链路上的忙因子统一协调监听时间，但它们的计算方法基本相同。

　　只有当Bi发生较大变化时，对应的监听参数才会改变，以反映目前链路上的流量变化。当某个链路上有突发数据或者连续数据时，节点能有更多的时间比例参与到在这个链路上。或者当某个链路开始处于比较空闲的时候，节点能从这个链路上释放出来参与到其他的链路上，使系统整体吞吐量较大，平均延迟较小。

　　假设δ为监听模式参数改变所需的阈值，Bihistory为Bi 的历史平均值。这时，如果∣(Bihistory-Bi)/max(Bi，Bihistory )∣＞δ，说明Bi 开始有较大的变化，已经达到了参数可改变的界限。这时，如果Bi ＞Bihistory ，说明链路上的流量有较大增长，这时Ti’sniffattempt应增大，节点需要更多的监听时隙，允许主、从节点之间传送更多的数据。相反，如果Bi ＜Bihistory，说明链路上的流量有较大减少，这时Ti’sniffattempt应减小，节点释放出监听时隙，允许其他链路上有更多数据传送。假设 Aisniff=∣(Bihistory-Bi)/max(Bi，Bihistory )∣，Ti’sniffattempt增大和减少的幅度与Aisniff有关，Aisniff越大，Ti’sniffattempt的增减幅度就越大。因此当Bi ＞Bihistory时，将Tisniffattempt更改为Tisniffattempt=(1+ Aisniff/2) Tisniffattempt。当Bi ＜Bihistory时，将Tisniffattempt更改为Tisniffattempt=(1- Aisniff/2) Tisniffattempt。

假设Tisniffattempt 和Tisniff都是有界定值的，即Tisniffattempt∈[Tminsniffattempt,Tmaxsniffattempt]，Tisniff∈[Tminsniff,Tmassniff]。因此，如果更改后的Tisniffattempt＜TminsniffattemptTisniff/ Tmassniff，则Tisniffattempt等于TminsniffattemptTisniff/ Tmassniff，但Tisniff应增大，即Tisniff=2Tisniff(2Tisniff＜Tmassniff)或者 (2Tisniff≥Tmassniff)。如果更改后的Tisniffattempt＞TmaxsniffattemptTisniff/ Tmassniff，则Tisniff应减小，即Tisniff=Tisniff/2(Tisniff/2＞Tminsniff)或者Tminsniff(Tisniff/2≤Tmassniff)。而Tisniffattempt=( Tmassniff+Tmaxsniffattempt) Tisniff/(2Tmassniff)。如果改变后Tisniffattempt/ Tisniff增大且造成∑NTisniffattempt/ Tisniff＞1，则Tisniffattempt和 Tisniff恢复原来的值。

　　假设节点连接的微微网个数为N，忙因子为Bi，历史忙因子为Bihistory，忙因子变化率为Aiisniff，忙因子历史值的权值为α，监听间隔为Tisniff，监听时隙为Tisniffattempt，可取的监听周期的最大值为Tmaxsniff，最小值为Tminsniff，可取的监听时隙的最大值为Tmaxsniffattempt，最小值为Tminsniffattempt，判断改变监听参数的阈值为δ。调整Bihistory：Bihistory=αBihistory+(1-α) Bi.。

　　通过以上整个流程对监听参数的控制，完成了网间自适应算法。

　　结论

　　本文分析了影响蓝牙散射网网间通信的主要问题，提出了基于自定义路径的随机拓扑结构下的网间通信模式，即网间自适应调度算法。它能够排除各种散射网复杂的通信结构的影响，监控各个链路上的流量，并获得流量变化数据，根据这些数据调整监听模式的关键参数，实时改变节点在各个链路上的监听时隙分配比例，实现最佳监听时隙分配的方案。值得注意的是，散射网自定义路径法与现有微微网的通信协议产生一定的冲突，因此建议在散射网通信模式下，加入对散射网规范协议的更改，如在散射网通信模式下取消主/从设备模式。另外对于网间通信，进入监听模式以后，主节点或者从节点可以改变监听参数，不需要退出监听模式，这也需要在散射网的通信协议中提出要求。综上所述，网间自适应调度算法与自定义路径拓扑结构的结合，为散射网内网间通信提供了一个理想的模型，值得深入研究。