基于蓝牙技术的公共接入网络的研究(1)(3)

2　BLUEPAC中微微网组网方式探讨

2、1　蓝牙无线接入过程

蓝牙设备连接的建立一般包括以下两个阶段。

1　地址发现　

该阶段主要完成地址的查询(Inquiry)，其过程用于发现在发射区域内的节点，以及设备的地址和时钟。建立连接只需要设备地址，如果有时钟信息则可以加速建立过程。建立连接的节点将处理寻呼(Page)过程，并自动成为连接的主节点。

2　频率同步　

建立连接设备之间跳频序列同步。开始连接的设备为主节点，另一个设备为从节点。从节点的跳频和时钟与主节点一致，频率同步延时与接受设备的扫描间隔成正比。蓝牙规范定义了3种扫描间隔，即：10ms(连续扫描);1。28s;2。56s。如果主、从节点时钟在-8×1。28～7×1。28s之间，那么该过程占用1。28s，否则，将占用2。56s。该阶段主要指寻呼过程。

为建立一个新的连接，可使用查询和寻呼过程，在寻呼和查询过程中分别使用设备接入码(DAC)和查询接入码(IAC);在寻呼扫描(PageScan)和查询扫描(Inquiry Scan)状态的节点中分别使用相应的相关器进行相关处理。当从节点在查询扫描子状态收到查询消息时，必须返回一个包含接受者地址的消息。该分组使用常规的FHS(Frequency Hop Synchronization)分组。

蓝牙链路建立的过程，从表1中可以看出[4]，如果没有查询过程，只用寻呼过程建立连接，则链路建立延时将下降50%。因此，查询过程是最耗时的因素。

2、2　微微网组网方式的讨论

BLUEPAC技术的关键在于能够允许BT用户在基站之间移动，并且确保外界的通信不受影响。以下就BLUEPAC中微微网的几种组网方式进行讨论。

1　基站作为蓝牙的从单元，BT用户作为主单元　在该网络中每一个BT用户都将基站作为它的从单元而建立一个微微网。这种方法的优点是：当BT用户需要新的基站建立连接时，它只需发送一个查询(Inquiry)和寻呼(Page)消息来查找新的基站，切换的处理过程很简单。这种方法的缺点是：此时必须与微微网都保持同步的基站同时处于几个微微网中，因此，基站必须应用时分复用来满足多个微微网的寻址和通信。这样，在不同时钟的微微网下的时分复用必将带来通信性能的恶化。这种方案更适用于移动IP技术。

2　基站作蓝牙为主单元，BT用户作为从单元　在该网络中基站作为主单元与多个BT用户建立一个微微网。在蓝牙技术中，从单元只有在被主单元寻址后才能发送数据。因此，这种方式的基站控制着该链路的介质访问权，并且BT用户在某个时段发送的数据包的数量也由基站控制，从而BT用户访问因特网的效率大打折扣。在这种结构中，一个蓝牙微微网只能由一个主单元和7个从单元构成，这样，一个基站最多只能与7个BT用户相连。这种方案更适用于蜂窝IP技术。

鉴于上面两种方法的优缺点，为了使蓝牙设备更有效地接入BLUEPAC网络，提高系统效率，我们提出采用将上面两种接入方式结合使用的新的接入方式。在新的接入方式下，蓝牙基站在轮询和待命状态之间循环切换。在蓝牙设备与蓝牙基站建立连接之前，蓝牙基站以主动设备方式工作，即蓝牙设备向基站发送请求信息，得到回应后，表明二者的连接关系已经建立。在蓝牙设备与蓝牙基站建立连接之后，蓝牙基站转为从属设备方式工作，即在连接建立后进行一次主从切换。但此时对于网络中其他未与基站建立连接关系的设备来说，基站仍然在主动设备方式下工作。