【摘 要】
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近年来,随着协议版本的迭代更新与相关技术的储备,低功耗蓝牙现已能够支持网状网络组网,实现节点间的多对多传输。BLE mesh网络被设计用于大规模节点间的互相通信,通过大连接场景下节点间的低数据量数据传输,为楼宇自动化、智能安防、智能城市等更多物联网场景提供解决方案。在当前已发布的BLE mesh规范中,采用了一种管理式洪泛方法完成网络组网,满足通信需要。由于网络中消息以洪泛方式进行冗余的数据传输,
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近年来,随着协议版本的迭代更新与相关技术的储备,低功耗蓝牙现已能够支持网状网络组网,实现节点间的多对多传输。BLE mesh网络被设计用于大规模节点间的互相通信,通过大连接场景下节点间的低数据量数据传输,为楼宇自动化、智能安防、智能城市等更多物联网场景提供解决方案。在当前已发布的BLE mesh规范中,采用了一种管理式洪泛方法完成网络组网,满足通信需要。由于网络中消息以洪泛方式进行冗余的数据传输,使得网络中充斥着大量重复数据,导致网络阻塞与不必要的能量消耗,应用范围受到极大限制。因此,BLE mesh网络亟需一种能够降低网络开销、提高网络性能的基于路由的解决方案。为解决当前BLE mesh网络中存在的问题,在充分考虑网络特性与协议版本的情况下,对比分析现有的基于洪泛式的解决方案以及基于不同路由算法的解决方案。在大连接与低数据量数据传输的物联网场景下,不依赖于单一下一跳节点的机会路由算法的表现优越于传统路由算法,由此,提出一种BLE mesh网络下基于机会路由算法的解决方案(Opportunistic Routing Algorithm in BLE Mesh Network,BMOR)。本文首先对机会路由算法下的传输问题进行了合理的建模,并设计路径开销作为路由度量,网络中各节点根据路由度量分布式地完成转发节点集的备选转发节点选择与协调转发,实现端到端数据传输。随后,考虑BLE mesh网络中的广播信道与数据信道情况,基于BLE的两种承载进行网络拓扑建立(主从连接关系建立)并确保全网连通度,网络中各节点根据拓扑建立情况与机会路由算法机制实现节点间的数据传输。为了验证本文提出的方案性能,将该解决方案与现有的解决方案进行性能对比分析。通过一次传输的平均路径开销与平均端到端时延等性能指标的对比可以发现,该解决方案能够有效地减少网络中重复数据包的数量,降低路径开销,进而降低网络开销。
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