【摘 要】
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近些年,低功耗蓝牙（BLE）作为短距离通信的杰出解决方案之一已经受到通信学术界的广泛关注。当一些BLE服务的近邻发现过程需要扫描设备获取广播设备的额外信息时,由于BLE对广播包长度存在限制等因素,扫描设备将采用主动扫描模式,通过握手的方式获取这些额外信息。然而在大量主动扫描设备的环境下,扫描请求包的冲突和退避机制的应用使得广播设备短时间内很难触发握手状态,从而导致扫描设备难以完成近邻发现。本文从扫
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近些年,低功耗蓝牙（BLE）作为短距离通信的杰出解决方案之一已经受到通信学术界的广泛关注。当一些BLE服务的近邻发现过程需要扫描设备获取广播设备的额外信息时,由于BLE对广播包长度存在限制等因素,扫描设备将采用主动扫描模式,通过握手的方式获取这些额外信息。然而在大量主动扫描设备的环境下,扫描请求包的冲突和退避机制的应用使得广播设备短时间内很难触发握手状态,从而导致扫描设备难以完成近邻发现。本文从扫描机制的角度出发,设计了一种新的快速近邻发现算法。该算法能够有效限制退避窗口的增长,降低发现等待时间。本文还对所提算法建立了数学分析模型并考虑了其他文献很少考虑的退避机制的影响。最后,本文基于OPNET搭建近邻发现过程仿真系统,并以此评估本文所设计的快速近邻发现算法的性能。通过仿真实验和理论分析,所设计的快速近邻发现算法在发现等待时间方面显示了其优越性。本文分别与标准协议、自适应退避参数调整以及随机退避窗口等方法进行了对比。经过多次蒙特卡洛分析后,在80个广播设备和2个扫描设备,广播间隔和扫描间隔都是100ms的条件下,新算法的发现等待时间约为3.8s,比自适应退避参数调整降低了约26.9%;在15个广播设备和30个扫描设备,广播间隔和扫描间隔都是1000ms的条件下,新算法比随机退避窗口降低了约54.8%。
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