[發明專利]一種基于藍牙協作的ADHOC網絡多信道通信方法

有效

• 申請號: 201610303556.7
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105744563B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 吳秋君;葉保留;陸桑璐
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W28/08;H04W36/30;H04W40/12;H04W72/12;H04W84/18;H04B5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 許丹丹

本發明公開了一種基于藍牙協作的ADHOC網絡多信道通信方法，在基于MANET的移動流媒體系統中，通過使用藍牙通信協議作為協作機制，在不改變現有硬件的前提下，通過藍牙與WIFI天線同時組建雙層ADHOC網絡，分別獨立管理路由信息，使用網絡狀態的時域信息作為信道選擇策略，使用緩存策略進行數據包的調度，使得單網卡設備能夠利用多個互不干擾信道進行數據傳輸，解決了現有ADHOC網絡單信道下多節點帶來的性能下降的問題，提高了網絡的傳輸性能。本發明方法通用性和擴展性強，可以有效提高移動ADHOC網絡的通信性能。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種基于藍牙協作的ADHOC網絡多信道通信方法。

背景技術

隨著移動通信技術的飛速發展和以智能手機為代表的移動終端技術的快速進步與大規模普及，移動互聯網已經成為現代社會生活中一個越來越重要的組成部分。隨著移動互聯網應用的不斷發展，信息社會已經進入移動互聯網時代。

移動互聯網的核心在于無線數據通信。在傳統2G時代，蜂窩網絡僅能夠支持語音通話與短報文服務。3G通信的到來使得高性能的網絡數據傳輸成為可能。隨著3G，4G 網絡的普及，移動蜂窩網絡能夠提供更加強大的通信性能以滿足更加多樣性的應用需求。流媒體通信作為一個傳統的應用項目，是互聯網應用的重要組成部分。受制于2G網絡孱弱的性能，這一應用需求無法得到滿足。隨著高性能通信網絡的普及，流媒體應用服務隨之高速發展。

然而，不同于傳統有線網絡的固定資費或者按時計費機制，移動蜂窩網絡由于其長連接，數據傳輸需求突發性強等特點，以及基站建設的硬性開銷等原因，在可預見的一段時間內依然只能采用按照流量計費的服務模式。因而數據資費是移動互聯網用戶的主要開銷。而流媒體這一應用場景又對通信有較高需求，因此，數據流量的代價就成為了制約移動流媒體應用需求的最大障礙。

通常情況下，WIFI通信作為移動蜂窩網絡的補充，提供了較為有效的高性能無線通信方案。作為最主流WLAN服務設備，目前幾乎所有移動終端都配備了WIFI天線。然而傳統WIFI通信需要AP基站提供互聯網接入，這就需要預先部署相應的硬件設施。因此，WIFI通信更多應用于家庭，學校，娛樂場所等固定設施內。而當用戶在多數戶外場景時，無法獲得WIFI通信接入，使得其只能使用蜂窩網絡進行網絡通信，這將產生相應的流量資費開銷。因此，MANET就是為了解決這樣問題發展起來的一項新興技術。通常WIFI終端節點需要連接AP以獲得服務，而當應用場景中沒有可以使用的AP 節點時，WIFI協議支持設備間通過自組織的形式組建移動ADHOC網絡。在移動ADHOC 網絡內，節點間通過一定的機制進行組織與管理，從而實現任意節點間可以相互通信。因此，基于MANET的流媒體應用可以通過在ADHOC網絡內實現數據的共享，從而降低對于蜂窩網絡通信的需求。因此，高質量的流媒體應用需求對ADHOC網絡的質量提出了更高的要求。

在ADHOC網絡中，節點使用WIFI天線在同一通信信道下根據DCF介質訪問機制進行數據傳輸的競爭。在硬件協議不改變的前提下，一個區域內所有設備的通信能力總和是受到WIFI通信協議制約的。以802.11g協議為例，在一個區域內，所有節點的通信性能之和無法超過協議設計的通信能力上限，也就是54Mbps。當區域內節點數量增加時，由于競爭會使得網絡性能進一步惡化，最終使得每個節點自身的可用帶寬大幅下降，從而難以滿足流媒體應用對于高性能數據傳輸的需求。

在WIFI的物理傳輸中，設備工作在ISM規定的通信信道上。任意時刻內，信道上只能有一個節點進行數據的發送。由于多個信道之間的通信互不干擾，因此使得ADHOC 網絡同時使用多個信道進行數據通信成為可能。

現有多信道通信系統都是基于修改MAC協議實現，且需要嚴格的時鐘同步機制。或者基于多天線的硬件設備實現。移動互聯網設備通常是手機終端，即無法且不適宜修改硬件的功能，也極少配備多WIFI天線，因此現實系統中難以實現多信道通信。