篮牙Piconet网MAC层调度算法研究

论文摘要

蓝牙Piconet网由一个蓝牙主单元(Master)和最多七个从单元(Slave)组成。在蓝牙Piconet网中,从单元只能和主单元通信,而从单元之间不能直接相互通信,从单元之间的相互通信必须通过主单元转发。蓝牙单元之间传输的数据称为数据分组。篮牙Piconet网中所有的单元设备共同使用一条无线物理信道,这就需要一种方法调度不同蓝牙设备单元对无线信道的使用。蓝牙技术采用主单元控制的时分双工方法,无线信道被分成时隙,每个时隙625μs,只有当蓝牙主单元在前一个时隙轮询此从单元,该从单元才能在下一个时隙发送数据分组给主单元。目前的篮牙规范中规定篮牙主单元按固定顺序采用简单的轮询调度方法轮询每个从单元,但是这种调度方法并不适应篮牙这种特殊的传输机制,不但浪费了带宽,并且没有提供任何QoS保证。目前,研究人员已经提出了多个适应篮牙这种特殊传输机制的调度方法,但是还没有一个普遍得到承认的最优解。本文分析了目前已经存在的调度算法,并按一定的标准进行了分类,总结了在篮牙Piconet网内采用的特殊传输机制下影响调度算法性能的因素,并提出了一个新的带有QoS支持的新的调度算法Adaptive Cycle_Limited Scheduling(AQAS)。为了验证AQAS这种调度算法的性能,作者利用NS2和UCBT篮牙协议栈模型建立了篮牙Piconet网仿真平台,设定仿真环境,分别对AQAS调度算法和一种公认的性能比较好的,并且经过改进的调度算法E_Limited,进行仿真对比试验。试验结果和分析表明,AQAS在设定的试验环境中表现优于E_limited调度算法并且部分支持QoS需求。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 篮牙技术概述
• 1.1.1 篮牙技术产生及其特点
• 1.1.2 篮牙技术简析
• 1.2 课题背景
• 1.3 作者的工作
• 1.4 论文结构
• 第二章 篮牙协议栈结构
• 2.1 篮牙核心协议
• 2.1.1 基带协议
• 2.1.2 链路管理协议
• 2.1.3 逻辑链路控制和适配协议
• 2.1.4 服务发现协议
• 2.2 替代电缆协议（RFCOMM）和电话控制（TCS）
• 2.3 选用协议
• 2.4 本章小结
• 第三章 篮牙Piconet网调度算法性能分析与改进
• 3.1 篮牙数据传输机制的特殊性及性能评价标准
• 3.2 对目前已经提出的篮牙调度算法介绍与分类
• 3.2.1 传统调度算法
• 3.2.2 动态改变Master轮询Slave的顺序
• 3.2.3 自适应带宽分配
• 3.2.4 其他的一些算法
• Limited Scheduling（AQAS）调度算法'>3.3 带有QoS支持的Adaptive Cycle_Limited Scheduling（AQAS）调度算法
• 3.3.1 AQAS算法的提出基础
• 3.3.2 AQAS算法的具体描述
• 第四章 试验环境的设计与构建
• 4.1 网络仿真平台NS
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 NS基础组成部分
• 4.2 运行在NS中的篮牙模型组件
• 第五章 性能分析试验设计及结果分析
• 5.1 性能分析试验平台的搭建
• 5.2 调度算法性能试验环境设定及结果分析
• 5.2.1 仿真试验目的以及对比调度算法的选择
• 5.2.2 第一种试验环境下试验结果及分析
• 5.2.3 第二种试验环境下试验结果及分析
• 5.2.4 第三种试验环境下试验结果及分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 存在的问题
• 6.3 研究展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢