专利名称：蓝牙设备发现过程时延优化方法
技术领域：
本发明属于移动通信技术领域，具体指的是蓝牙设备发现过程时延优化方法。
背景技术：
无线技术的发展使无线系统的种类及性能均得到了显著提高，不同无线系统的融合形成无线泛在网络，能够在任何时间、任何地点实现任何人和物之间的通信，弥补单一网络的不足，满足用户不同的需求。网络的异构融合进一步促进不同接入网络中设备的交互，然而用户终端数目的增加带来了操作的复杂性，虚拟终端技术的出现及时解决了这一问题，该技术能够为用户提供统一接口和多样化业务，联合不同网络和设备能力，实现异构网络融合和多种制式设备通信，其广阔的应用前景决定了成为未来发展的主流。设备发现是虚拟终端系统进行业务实现的必备条件，设备发现是指利用各种无线技术主动或被动检测终端设备，并决定是否将其加入网络或者会话进程中，共同完成通信的过程。设备发现是实现网络设备互联的第一步，该过程完成后才可以进行数据传输等通信进程。由于设备发现效率决定了会话过程中的设备更新速率，进一步影响整体网络性能。因此，该过程对于数据通信及业务实现至关重要。由于大多数无线通信设备都有蓝牙无线接口，针对蓝牙进行设备发现具有重要的现实意义。传统的蓝牙发现方式在最坏情况下可能需要10. 28秒才能完成设备发现连接建立过程。如图1所示，蓝牙设备发现过程中，主设备处于查询状态，子设备处于查询扫描状态。如图3所示，查询和查询扫描过程在相同的32个频率上进行，这32个频率分为两段a序列和b序列，每个序列包含16个频率。主设备每隔312. 5微秒就传输非常短的68微秒ID包，持续时间和独特的比特数不仅使子设备能够有效关联ID包，同时还将传统的625微秒的时隙分为两个312. 5微秒的部分奇数时隙和偶数时隙；在偶数时隙主设备在不同的频率上发送两个ID包，奇数时隙主设备监听来自子设备的回应。根据蓝牙协议，主设备从某一序列转向下一个序列之前将重复查询256次。子设备在每隔1. 28s之后转向下一个频率，如果监听到了 ID包，则子设备产生
之间的随机数时隙，以减少冲突概率，等待时间过去以后，从设备返回一个FHS包给主节点，其中包含从设备的设备地址和时钟，以及在寻呼状态的频率，之后主设备记录从设备的地址和时钟值。选择继续扫描还是进入寻呼状态。主从设备发现过程设备包发送情况如图2所示。由上述描述可知，蓝牙设备发现时间延时主要包括以下方面由于主从设备不在同一频段产生的扫描延时、从设备扫描到查询信号产生的随机延时以及从设备扫描主设备发出的呼叫信号产生的延时。由于扫描延时和呼叫延时产生原因均是由于主从设备不在同一频段上，因此我们假定该两种延时时间相同，称为频率同步延时FS，从设备随机产生的延时称为随机向后延时RB。不发生回送包冲突的情况下，整体延时时间为T=2*FS+RB，查询
扫描时间的平均值为=τ为扫描一个频段所需时间；从对于查询状态的分析中
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可知，由于主设备在A序列扫描256次后才转向B序列，所以当从设备和主设备开始扫描频率不在同一序列时候，需要至少4096个时隙的延时，严重者将会造成8192个时隙的延时；
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系统包含一个主控设备和η个子设备时，随机向后延时平均值力—。设备回送包不
冲突概率随设备数目增加而减小，随着查询扫描状态设备的增多，如果随机向后时延始终保持定值，则会造成冲突概率将逐渐增大，最终导致主设备始终无法接收到从设备信息。
发明内容
本发明针对上述问题，提出蓝牙设备发现过程时延优化方法，该方法将蓝牙设备发现过程中设备查询扫描状态延时进行了改进；针对随机向后时延，提出一种基于退避算法的自适应随机向后时延设置方法，在有效缩短设备发现时间的前提下避免了从设备回送包冲突。为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下蓝牙设备发现过程时延优化方法，所述时延优化方法包括设备查询时延优化方法和基于退避算法的自适应随机向后时延优化方法；所述设备查询时延优化方法是改变主设备查询方式，主设备依次在32个查询频率上查询256次，轮流在Α，B序列上扫描，而不是在某一序列扫描256次后再转到另一序列；所述基于退避算法的自适应随机向后时延优化方法是针对η个从设备同时处于查询扫描状态时设备间信息包冲突和发现延时的问题，具体步骤如下步骤Α，从设备扫描到主设备发送的DAC包后，产生L个时隙的随机延时，之后再次发送HlS包，O彡L彡n/32，L为整数，η为从设备数；步骤B，等待两个时隙，若未接收到主设备的DAC包，则表明有其他设备的回送包与之冲突，产生M个时隙的随机延时，之后再次发送ras包，O彡M彡n/4，M为整数；步骤C，等待两个时隙，若未接收到主设备的DAC包，则表明有其他设备的回送包与之冲突，产生K个时隙的随机延时，之后再次发送ras包，O彡K彡η，K为整数；步骤D，若继续冲突，则直接产生S个时隙的随机延时，之后再次发送FHS包，O彡S彡1023，S为整数。本发明的有益效果是蓝牙设备发现过程时延优化方法，所述时延优化方法包括设备查询时延优化方法和基于退避算法的自适应随机向后时延优化方法；设备查询时延优化后，查寻扫描时间平均值时间仅为原来时间的O. 48倍；基于退避算法的自适应随机向后时延优化方法在查询扫描子设备增多时增大随机向后时延以避免回送包冲突。该方法能够实现优化目标的最优化， 该方法非常简单而易于实现，具有很好的应用前景。
图1为蓝牙设备发现过程示意图。图2为主从设备发现过程设备包发送情况示意图。图3为主从设备查询扫描状态频率说明示意图。图4为本发明主从设备查询扫描状态频率说明示意图。
具体实施方式
为了更加详细的描述本发明提出的蓝牙设备发现过程时延优化方法，结合附图，举例说明如下第一步构建网络环境，对于主从设备进行定义，设置主设备数目为1，从设备数目为η。设备发现过程开始时，主设备处于查询状态，从设备处于查询扫描状态；第二步如图4所示，改变主设备查询方式，将原有的在Α，B序列分别重复256次查询后再转向另一序列方式改为主设备依次在32个查询频率上查询256次；第三步从设备在相同的32个频率上监听来自主设备的ID包，监听到之后进入随机向后时延阶段；第四步从设备扫描到主设备发送的DAC包后，产生L个时隙的随机延时，之后再次发送!7HS包，O≤L≤n/32, L为整数；第五步等待两个时隙，若未接收到主设备的DAC包，则表明有其他设备的回送包与之冲突，产生M个时隙的随机延时，之后再次发送ras包，O彡M彡n/4，M为整数；第六步等待两个时隙，若未接收到主设备的DAC包，则表明有其他设备的回送包与之冲突，产生K个时隙的随机延时，之后再次发送ras包，O彡K彡n，K为整数；第七步若继续冲突，则直接产生S个时隙的随机延时，之后再次发送FHS包，O≤S≤1023，S为整数。·以上对本发明实施所提供的一种设备发现方式进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.蓝牙设备发现过程时延优化方法，其特征在于，所述时延优化方法包括设备查询时延优化方法和基于退避算法的自适应随机向后时延优化方法；所述设备查询时延优化方法是改变主设备查询方式，主设备依次在32个查询频率上查询256次，轮流在A，B序列上扫描，而不是在某一序列扫描256次后再转到另一序列；所述基于退避算法的自适应随机向后时延优化方法是针对n个从设备同时处于查询扫描状态时设备间信息包冲突和发现延时的问题，具体步骤如下步骤Α，从设备扫描到主设备发送的DAC包后，产生L个时隙的随机延时，之后再次发送HlS包，O≤L≤n/32，L为整数；步骤B，等待两个时隙，若未接收到主设备的DAC包，则表明有其他设备的回送包与之冲突，产生M个时隙的随机延时，之后再次发送HlS包，O彡M彡n/4，M为整数；步骤C，等待两个时隙，若未接收到主设备的DAC包，则表明有其他设备的回送包与之冲突，产生K个时隙的随机延时，之后再次发送ras包，O彡K彡n，K为整数；步骤D，若继续冲突，则直接产生s个时隙的随机延时，之后再次发送ras包，O≤S≤1023，S为整数。
全文摘要
本发明提出的蓝牙设备发现过程时延优化方法，包括设备查询时延优化方法和基于退避算法的自适应随机向后时延优化方法；设备查询时延优化后，查寻扫描时间平均值时间仅为原来时间的0.48倍；基于退避算法的自适应随机向后时延优化方法在查询扫描子设备增多时增大随机向后时延以避免回送包冲突。该方法能够实现优化目标的最优化，该方案非常简单而易于实现，具有很好的应用前景。
文档编号H04W76/02GK103037537SQ20121054368
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者张晖, 赵远林, 杨龙祥, 朱洪波 申请人:南京邮电大学