藍牙技術作為一種小范圍無線連接技術，能夠在設備間實現方便快捷、靈活安全、低成本、低功耗的數據和語音通信，是目前實現無線個人局域網的主流技術之一。同時，藍牙系統以Ad Hoc的方式工作，每個藍牙設備都可以再網絡中實現路由選擇的功能，可以形成移動自組網絡。藍牙的特性在許多方面正好符合Ad Hoc和WPAN的概念，顯示了其真正的潛力所在。而且，將藍牙與其他網絡相連接可帶來更廣泛的應用，例如接入互聯網、PSTN或公眾移動通信網，可以使用戶應用更方便或給用戶帶來更大的實惠。作為醫院有線局域網的補充，藍牙無線個域網克服了有線網絡的弊端，可利用電腦等隨時隨地進行生命體征數據等的查詢錄入，在無線監護方面發揮著重要作用。

　　1藍牙組網機制

　　1.1藍牙個域網的網絡特性

　　作為藍牙SIG的一個工作組，藍牙個人區域網工作組的主要目標是定義基于IP的藍牙個域網應用協議，解決以太網數據包的封裝、單個微微網中基于IP的個人區域網絡、主設備的轉發以及局域網接入點的問題。藍牙個人區域網協議描述了2個及多個的藍牙設備如何組成一個Ad Hoc網絡以及如何使用同樣的機制通過網絡接入點接入遠程網絡。網絡接入點可以是傳統的LAN數據接入點，而分組Ad Hoc網絡表示的僅是一組相互連接的設備。

　　分組Ad Hoc網絡是一組移動主機的集合，它們可以再無需其他網絡硬件或網絡設施的支持下組成一個Ad Hoc無線網絡。PAN協議更側重的是由一個藍牙微微網構成的簡單個人Ad Hoc網絡。網絡中有最多可容納8個設備，其中一個是主節點，其余是從節點。

　　藍牙PAN網絡具有以下Ad Hoc網絡的共同特點：

　　（1）獨立組網能力

　　各節點在一定網絡構成算法的支持下，可以在很短的時間內自動組成一個獨立的網絡而無需任何網絡設施支持。

　　（2）多跳路由

　　節點的發射功率較低，因此覆蓋范圍有限。相互通信范圍之外的節點通信需要經過中間節點的轉發，經過多跳實現。

　　（3）拓撲動態變化

　　在藍牙PAN中，某些節點具有移動性，可能隨時離開或再次加入網絡，也有些節點會隨時關閉電源，引起節點和鏈路數量分布的變化，因此藍牙PAN的拓撲結構可能隨時發生變化。

　　（特殊的信道特征

　　收無線信道的沖突、信號衰減、噪聲以及信道之間的干擾等影響，藍牙鏈路的實際帶寬遠小于理論帶寬，而且動態變化。

　　（5）節點的局限性

　　大部分藍牙節點依靠電池供電，能量受限，而且節點存在移動性、內存小以及處理器處理能力有限等特點，因此有效的減少節點能耗非常重要。

　　（6）安全性

　　雖然藍牙采取了嚴密的安全機制，但由于Ad Hoc網絡特點，藍牙節點易受到竊聽、主動入侵與拒絕服務等網絡攻擊。

　　藍牙PAN還有不同于其他Ad Hoc網絡的一些特性：

　　（1）節點通信范圍有限

　　藍牙節點有效發射距離一般為幾米到幾十米，兒IEEE802.11等自組織網絡可達到幾百米。

　　（2）移動性相對較小

　　相比其他Ad Hoc網絡設備，藍牙節點的移動速度和頻率較小。

　　（3）帶寬窄

　　藍牙通常用做數據、語音與低速率的視頻傳輸等應用，因此帶寬較窄，目前藍牙2.0規范定義的最高帶寬也只有3Mbit/s，因此，藍牙網絡帶寬的優化是個很重要的發展方向。

　　1.2藍牙網絡的拓撲結構

　　藍牙系統采用一種靈活的無基站的組網方式，使得一個藍牙設備可與7個其他的藍牙設備相連接。藍牙系統的網絡結構的拓撲結構有2種形式：微微網（Piconet）和散射網（Scatternet）。

　　（1） 微微網

　　微微網是通過藍牙技術以特定方式連接起來的一種微型網絡，一個微微網可以只是2臺相連的設備，比如一臺便攜式電腦和一部移動電話，也可以是8臺連在一起的設備。在一個微微網中，所有設備的級別是相同的，具有相同的權限。藍牙采用自組式組網方式（Ad Hoc），微微網主設備（Master）單元（發起鏈接的設備）和從設備（Slave）單元構成，有一個主設備單元和最多7個從設備單元，如圖1所示。主設備單元負責提供時鐘同步信號和跳頻序列，從設備單元一般是受控同步的設備單元，受主設備單元控制。

　　圖1 一個主設備和多達7個從設備組成的微微網

　　在每個微微網中，用一組偽隨機跳頻序列來確定79個跳頻信道，這個跳頻序列對于每個微微網來說是唯一的，由主節點的地址和時鐘決定。藍牙無線信道使用跳頻/時分復用（FH/TDD）方案，信道以625μs時間長度劃分時隙，根據微微網主節點的時鐘對時隙進行編號，號碼從0-（227-1）以227為一個循環長度，每個時隙對應一個跳頻頻率，通常跳頻速率為1600跳/s。主節點只在偶數時隙開始傳送信息，從節點只在奇數時隙開始傳送，信息包的開始與時隙的開始相對應。微微網中信道的特性完全由主節點決定，主節點的藍牙地址（BD_ADDR）決定跳頻序列和信道接入碼，主節點的系統時鐘決定跳頻序列的相位和時間。根據藍牙節點的平等性，任何一個設備都可以成為網絡中的主節點，而且主、從節點可轉換角色。

　　主節點通過輪詢從節點實現兩者之間的通信。從節點只有收到主節點的的信息包方可發送數據。如圖2，從節點2在t時刻收到來自主節點的數據包，此時頻率為f（k），之后它可以在下一個時隙通過f（k+1）頻率向主節點發送數據包。同理，從節點1在t2時刻收到主節點的數據包，此時頻率為f（k+2），并且在時間t3通過頻率f（k+3）發送數據包給主節點。

　　圖2微微網內通信輪詢機制

　　（2）散射網

　　一個微微網最多只能有7個從節點同時處于通信狀態。為了能容納更多的

　　裝置，并且擴大網絡通訊范圍，多個微微網互連在一起，就構成了藍牙自組織網，

　　即散射網，圖3。在散射網中，不同微微網間使用不同的跳頻序列，因此，只要彼此沒有同時跳躍到同一頻道上，即便有多組資料流同時傳送也不會造成干擾。連接微微網之間的串連裝置角色稱為橋（Bridge）。橋節點可以是所有所屬微微網中的Slave角色，這樣的Bridge的類別為Slave/Slave（S/S）；也可以是在其中某一所屬的微微網中當Master，在其他微微網中當Slave，這樣的Bridge類別為Master/Slave（M/S）。橋節點通過不同時隙在不同的微微網之間的轉換而實現在跨微微網之間的資料傳輸。藍牙獨特的組網方式賦予了橋節點強大的生命力，同時可以有7個移動藍牙用戶通過一個網絡節點與因特網相連。它靠跳頻順序識別每個微微網，同一微微網所有用戶都與這個跳頻順序同步。

　　藍牙散射網是自組網的一種特例。其最大特點是可以無基站支持，每個移動終端的地位是平等的，并可以獨立進行分組轉發的決策，其建網靈活性、多跳性、拓撲結構動態變化和分布式控制等特點是構建藍牙散射網的基礎。

　　圖3藍牙散射網實例

　　1.3藍牙散射網拓撲構建的規則

　　在一個藍牙WPAN拓撲結構中，主設備或從設備只是節點的一個邏輯狀態。一個單元只能是一個微微網的主設備，但可以參與多個相互重疊的微微網。一個主設備或一個參與多個微微網的活動從設備稱為橋；允許微微網構成一個被稱為散射網的較大網絡。由于使用了跳頻技術，一個橋在同一時間不能作為多個微微網的活動設備；橋必須在一個時分基上的2個微微網間進行轉換，轉換時必須與當前的微微網再同步，這會帶來一個嚴重影響系統性能的重要開銷。

　　藍牙WPAN最主要的問題在于構造散射網時遇到由系統規范和通信量需求造成的約束。節點如何組成微微網以及哪個節點作為主設備或橋，對系統的容量、吞吐量和電池的使用時間具有重要影響。

　　因此，在散列網的構建過程中必須要減少設備間不必要的通信鏈接以提高網絡的吞吐量。每個微微網內設備間的鏈接是必須的，各微微網內的設備必須要建立通信鏈接，以交互信息。因此，冗余通信鏈接主要在微微網互連階段。在該階段中，各微微網之間需要通過橋互連形成藍牙自組織網。如果兩個微微網之間存在過多的橋，或者一個橋鏈接多個微微網均會增加冗余通信鏈接，造成藍牙自組織網通信性能的下降。通過合理的選橋算法，可以有效降低微微網之間的冗余通信鏈接。

　　基于上述分析，我們總結出能夠提高散射網性能的組網規則如下：

　　（1）在藍牙組網的形成過程中應合理控制微微網的數目，使其限定在一個固定值，以減少微微網之間的通信干擾，保持網絡復雜性最小。

　　（2）減少自組織網內橋節點的負載，防止其成為網絡通信的瓶頸。這樣不僅能簡化橋節點的調度算法，還能縮短因橋節點在不同微微網間切換的而造成的通信傳輸時延，從而提高網絡的性能。

　　（3）限制設備間的冗余通信鏈接，尤其是微微網之間的通信鏈接。通過限制設備間的冗余鏈接量，可減少設備間的電力消耗，延長網絡的使用壽命，還能因減少橋的負載而提高網絡的吞吐量。

　　（在組建藍牙自組織網的過程中，應優先使用Slave/Slave（S/S）橋，盡量避免使用Master/Slave（M/S）橋，以減少數據包在橋節點上的轉發時延，增加藍牙自組織網的通信量。

　　（5）網絡拓撲形狀優良，可以使網絡具有自路由功能，從而提高網絡的通信能。

　　1.4藍牙散射網拓撲構建的關鍵問題

　　藍牙散射網拓撲構建就是將一組彼此分離的藍牙節點連接起來，因此藍牙節點的互相發現過程和節點的角色分配等問題對藍牙網絡的構建以及網絡負載均衡影響很大。

　　（1）藍牙節點的互相發現

　　藍牙節點的互相發現過程是藍牙散射網拓撲構建過程中的關鍵部分，在這一過程中，每個藍牙節點都應該知道它自己通信范圍內的節點信息，這個信息應該是對稱的，但藍牙網絡中節點數目的不確定性和藍牙基帶規范中節

　　點連接機制的不對稱性給藍牙節點發現過程的成功實現帶來了挑戰。

　　藍牙規范中規定藍牙的鏈接形成由查詢（Inquiry）和尋呼（page）兩個過程組成，查詢過程并沒有保證查詢節點與被查詢節點互相知道對方。欲發現相鄰節點的查詢者在發送查詢包時，并沒有發送它自己的唯一藍牙識別碼，被查詢者收到查詢包時不知道查詢者的信息；另外藍牙發現機制要求處于相對模式（查詢Inquiry和查詢掃描Inquiry scan模式）的兩個節點才能互相交換數據，但如何保證兩個相鄰節點處于相對模式的方法卻沒有明確規定。這是藍牙散射網拓撲構建算法應該解決的關鍵問題。

　　目前大多數算法采用以下做法：在預定義的節點發現時間長度內，允許每個節點在Inquiry查詢模式和Inquiry scan查詢掃描模式之間交替變化，每個模式的持續時間在給定的時間范圍內是隨機的，當兩個處于相對模式的節點握手時，他們建立一個臨時的微微網。查詢者進入尋呼模式（Page）成為主節點，被查詢者進入尋呼掃描（Page scan）模式，成為從節點。兩個節點交換他們的ID和下階段協議需要的信息。信息交換完畢后，微微網就斷開。

　　這樣在充足時間內兩個相鄰節點處于相對模式，從而互相發現的概率值很大。

　　（2）首領節點的選舉過程和方法

　　因為節點開始時是異步的，還沒有其他參與網絡構成的節點的相關信息。所以通過選舉方式選取首領節點將控制整個網絡的構成，獲得所有參與構成網絡的節點的相關信息，并保證最終形成的散射網是連通的。另外，首領節點的資源應該是豐富的，保證整個網絡的健壯性。

　　（3）各微微網中的主節點的選舉

　　主節點負責維護各個微微網內的節點通信，主節點性能的好壞直接影響該網絡的性能。主節點消耗的能量大，因此應該選擇能量充分，健壯的節點作為主節點。

　　（4）橋節點的選擇

　　橋節點對保證藍牙散射網的連通起著關鍵性的作用，在網絡中，橋節點在同一時刻只能在一個微微網中處于活動狀態，它采取時分復用方式在這些微微網間切換，每切換到一個微微網，就與該微微網同步。橋節點一般分為兩類：主橋節點和從橋節點，主橋節點是橋節點在一個微微網中為主節點而在另一個微微網中為從節點，稱為M/S橋。從橋節點是橋節點在兩個微微網中都為從節點，稱為S/S橋。

　　藍牙微微網通過M/S橋連接而形成的藍牙散射網的拓撲為分級結構，

　　如圖4示：

　　圖4 牙散射網的分級拓撲結構

　　分級結構中，網絡拓撲表現為樹形，假設樹的根節點所在的微微網為根微微網，其他的微微網為葉微微網，則葉微微網的主節點為根微微網的從節點。各微微網的內部通信可獨立進行，但微微網之間的通信要通過根微微網。因為葉微微網的主節點為橋節點，當它參與根微微網的通信時，所有葉微微網的通信將被掛起，嚴重降低了系統的吞吐量。

　　藍牙微微網通過S/S橋連接而形成的藍牙散射網的拓撲為平面結構，如

　　圖5所示：

　　圖5 藍牙散射網的平面拓撲結構

　　平面結構中，相鄰微微網之間通過共享從節點進行通信，共享的從節點在休眠模式與活動模式之間切換，可以在這些微微網中交替地處于活動狀態，實現微微網之間的通信，這種結構是分布式的，利于負載平衡，網絡也更健壯。

　　綜上所述，橋節點的選擇在保證網絡連通性的前提下，還要考慮所連通網絡的健壯性，橋節點本身的健壯性也就很關鍵，因此應選擇能量充足的節點作為橋節點；另外橋節點參與的微微網數量應盡量少，保證網絡負載平衡，以及避免橋節點在不同微微網間切換帶來的時間延遲和能量消耗。通過以上分析，我們知道只有對以上幾個關鍵問題有所突破的拓撲構建算法才能構建出連通的，分布式的，時間延遲小的，健壯的藍牙散射網。

　　2藍牙散射網拓撲構建算法

　　藍牙散射網拓撲構建算法就是將一組彼此分離的，對相鄰節點信息一無所知的節點連接起來，確定每個節點在網絡中的角色，從而形成一個連通的藍牙散射網。本節提出的算法可以對微微網數目進行合理控制，并能有效減少微微網間的冗余通信鏈接，減輕橋設備的負載，從而提高藍牙散列網的性能。

　　2.1主節點的選擇

　　算法采用分布式機制，在組網空間內選出部分權值較高的設備為主節點。每個藍牙節點都有變量WEIGHT、變量BACK和變量TIMEOUT，其中變量WEIGHT代表節點的權值（電力等級、剩余能量、數據處理能力等資源狀況），這個值表示節點作為主設備的適合度，軟件模擬時，每個節點的WEIGHT值由程序隨即設為（1－255）之間的整數；變量BACK代表節點是否需要備份，初始值為0，當節點角色確定為主節點和橋節點時，變量BACK變為1，變量TIMEOUT為超時設定值。

　　每個組網藍牙設備接通電源后周期性切換成Inquiry或Inquiry Scan狀態，以發現其他設備或被發現。當兩個處于相對模式的藍牙節點互相發現后，便進行WEIGHT值的比較（相等時，藍牙地址大的一方獲勝），WEIGHT值較小的一方將已收集到的FHS封包傳給WEIGHT值較大的一方，并進入Page scan狀態，WEIGHT值較大的一方接收對方的FHS封包后，將其TIMEOUT值復位，繼續隨機進入Inquiry或Inquiry scan程序；如此一再重復，直到TIMEOUT時間內，都沒有再發現任何節點為止（節點會相繼進入Page scan，只有處于Inquiry或Inquiry scan狀態的節點能相互發現），該節點就是選舉出來的主節點，它將進入Page程序，它的變量BACK值變為1，整個程序將進入橋節點的選擇階段。

　　2.2.橋節點的選擇

　　各個已選出的主節點根據選橋策略確定互連各微微網的橋節點，并且優先使用權值較高的設備作橋。

　　由于第一階段選出的主節點具有所有節點的FHS封包，從而獲得需要連接成網的總節點數N總。此時，除了主節點處于Page狀態，其余節點均處于Page scan狀態，主節點可以通過Page程序與附近節點溝通，主節點運行微微網構成程序（此時，程序first變量的值為0，表示是初始微微網），選擇最多7個節點構成初始微微網，并根據總節點數目的多少和選擇weight值較大的從節點為原則，選擇其中的最多3個節點作為橋節點。確定為純從節點角色的節點同主節點建立連接，進入連接狀態，不會再被其它節點搜索到；確定為橋節點角色的節點，會被主節點告知，參與初始微微網后，會再次進入Page scan狀態，等待次主節點與之溝通，主節點通過橋節點將次主節點需要的信息傳遞給次主節點。

　　因為算法需要為散射網形成以后的每個微微網中的主節點和橋節點提供一個備份節點，而每個微微網的節點總數為8，除去一個主節點和它的一個備份從節點，還剩6個節點數，為滿足備份要求，所以每個微微網的橋節點數最多為3。選擇的橋節點數≤2時，散射網的創建過程是橫向展開的，速度較慢，呈線性增長。當橋節點數≥3時，創建過程是全方位展開，速度很快，呈指數增長。隨著橋節點數目的增加，創建過程加快了，但所形成散射網中微微網數量也相應增加了，網間干擾也隨之加大了，所以綜合考慮，在需要連接的節點數大于22時，橋節點數量Nb定為3是較好的選擇。從節點數Ns盡量為7，具體選擇方案如下：

　　當N總≤8時，Nb＝0，Ns＝N總－1；

　　當9≤N總≤15時，Nb＝1，Ns＝7；

　　當16≤N總≤22時，Nb＝2，Ns＝7；

　　當N總》22時，Nb＝3，Ns＝7；

　　初始微微網構成后，并確定橋節點數后，整個程序進入第三階段。

　　2.3組成散射網

　　每個主節點尋呼各自所發現的設備。通過互連各個微微網，形成藍牙散列網。

　　次主節點收到主節點傳來的數據后，搜索通信范圍內的節點，運行相同的微微網構成程序（程序first變量的值為1，表示生成的為次微微網），因為次主節點已經與一個橋節點相連，所以此時選擇最多6個節點作為從節點，并根據搜索到的節點數目N次總，綜合從節點的weight值，選擇其中的最多2個從節點作為橋節點。次微微網的從節點數目Ns′和橋節點數目Nb′的選擇方案如下：

　　當N次總≥8時，選擇從節點數目Ns′為6，其中橋節點數目Nb′為2，再選擇2個節點為新的次主節點；

　　當7≤N次總《8時，選擇從節點數目Ns′為6，其中橋節點數目Nb′為1，再選擇1個節點為新的次主節點；

　　當N次總≤6時，選擇從節點數目Ns′為N次總，其中橋節點數目Nb′為0。

　　程序結束后，新微微網形成，次主節點成為該微微網的主節點，新的主節點繼續選擇它的次主節點，新的次主節點同樣運行微微網構成程序，微微網的構成過程逐步展開，最后生成一個將所有節點連接起來的散射網。

　　第二、三階段程序流程圖如圖6所示：

　　圖6逐級構建微微網從而構成散射網

　　散射網構建算法描述如下：其中主節點為N0，微微網構成程序為

　　Piconet（N0，first），M（u）為次主節點集合，C（v）為第n次產生的次主節點集合。

　　Scatternet（n，M（u））

　　if（n=0）{

　　N0=M（u）-{};

　　First=0;

　　Return Piconet（N0，first）;

　　else{

　　M（u）=Scatternet（n-1，M（u））;

　　C（v）={};

　　while（∣M（u）∣！=0）{

　　u=M（u）-{};

　　C（v）=C（v）+Piconet（u，first）;

　　M（u）=M（u）-{u};

　　}

　　return C（v）;

　　}

　　}

　　網絡構建過程應盡量向外擴展，所以次主節點的選取應離當前主節點盡量遠，可以利用藍牙中的接收信號強度指示（RSSI）來判斷節點之間的距離。RSSI越大表示距離越遠。因此，主節點選擇RSSI值較大的節點為它的次主節點。

　　3.對于算法的節點插入和移除的兩個過程

　　對于一個被給定的藍牙WPAN拓撲，討論兩種分布式過程來處理拓撲變化。第一個過程是允許在WPAN中插入一個新的節點;第二個過程是從網絡中去除一個節點，這兩個過程要達到的主要目標是滿足藍牙規范的限制條件，即全網絡連通性，有高的吞吐流量，降低控制信息的開銷等。當然，可以加入一個新節點到網絡中去，也意味著可以同時加入幾個節點。因此，根據這個，我們可以依靠最初給定的一系列藍牙設備用來建立一個可增長的BT--WPAN或者形成一個網絡拓撲。

　　（1）插入節點過程

　　一個節點想快速加入到WPAN中來，它必須首先發送一個普通的查詢信息來懇求它附近的節點是否可以加入。相反，如果一個節點的目的是加入到一個網絡中并有良好連接，即想加入到具有低流量的微微網中或者扮演一個特殊的角色，它就必須使用專用的查詢。

　　下面部分，討論承載查詢回復的FHS包。注意到，一個數據包FHS它包含有設備類型的標記，加上5比特就能夠用于傳遞未來的信息。這其中2位比特預留下來以備將來使用，AM-ADDR領域的3位在查詢回應中不使用。我們定義這5位傳送以下信息：

　　2位：電池的電量等級（如：低于25%，在25%和50%之間，在50%到75%之間，高于75%）；

　　2位：節點的流量的等級；

　　1位：這個節點是否屬于孤立微微網。如果一個微微網沒有于任何一個微微網連接或者它附近的微微網都只僅僅與它相連那我們就稱之為孤立的微微網。如果該節點屬于孤立的微微網，那么該位置1，否則置0。

　　設a是開始查詢過程的節點，正如上所述，根據收到的鄰近的節點的回應，a它將決定對哪個節點進行尋呼，回應的節點要么是屬于孤立的徽微網要么不屬于孤立的微微網。除此之外，它還具有以下可能：

　　具有少于7個從節點的主節點；

　　從節點；

　　即是從節點又是橋節點；

　　即是主節點又是橋節點；

　　已經具有7個節點的主節點；

　　像a一樣也在等著加入到藍牙WPAN中。

　　a根據以下的優先順序來選擇加入到哪個回應節點；

　　1）屬于孤立的微微網主節點（或者既是主節點又是橋節點的網絡節點）

　　如果a收到不止一個屬于孤立微微網的主節點的回應，它將選擇從節點少于7個和低流量的的主節點加入。如果不止一個主節點滿足上述條件，那么它還根據該節點的電池電量的等級來考慮。注意到a節點根據相關的RSSI估計每個回應節點的距離。把被選擇的主節點記為u，節點a尋呼u并創建一個新的微微網，此時“a是主節點，u是從節點，過一會兒，這兩個節點的角色進行互換，這樣，在微微網中，a就變成從節點，并且受主節點u的支配。

　　如果a收到一個不屬于孤立微微網的節點的回應，它將按如下的方式選擇：

　　1）如果回復的是從節點少于7個的主節點（或者既是主節點又是橋節點），則a加入此節點并且創建一個新的微微網。通過主從節點的角色互換，a變成孤立的微微網中的從節點（或者是橋節點）

　　2）如果回復的節點是從節點（或者既是從節點又是橋節點）或者是具有7個從節點的主節點（或者既是主節點又是橋節點），則“創建一個新的含有該節點的微微網。

　　2）屬于孤立的微微網從節點（或者既是從節點又是橋節點的網絡節點）

　　有兩種不同的情況：

　　1）沒有連接到散射網的其它節點回復了a的查詢，在這種情況下，a將有以下的情形：

　　（1）a具有可以成為主節點的足夠的處理能力和能t容盤，如果這樣，則a通過尋呼一個或多個對它的查詢做過響應的從節點來創建一個新的微微網。那么這些從節點就成了剛形成的微微網和以前微微網之間的橋節點。對于這些被尋呼的從節點，a可以根據其節點的流量、電池狀態和空間的距離來選擇。假設一個微微網被一短比特位的字符來標識，即小于5位的長度，并且在微徽網中的每一個節點都知道所在的微微網的標識。一個被a尋呼的從節點可以在承載尋呼響應的FHS包中利用這’5位來標示這個信息。這樣，a隨時有可能中斷尋呼的過程，因為它連接的節點屬于已經有微徽網間連接的節點。

　　（2）a想成為從節點。a.根據流t，電池等級和空間距離來選擇可以加入的節點，它和被選擇的節點形成一個新的微微網，然后，在該微微網中，這兩個節點互換角色，這樣，。就變成了從節點，而被選擇的節點則變成了在新微微網和以前微微網之間的主節點和橋節點。

　　2）a收到一個不屬于孤立微微網的的節點的回復。在這種情況下，a試圖連接剩余部分散射網中的孤立節點，并且按照以下優先次序在散射網中選擇要連接的節點：從節點、既是從節點又是橋節點的節點、主節點、既是主節點又是橋節點、具有7個從節點的主節點。如果有必要，將依照以下準則進一步進行選擇：流量，電池等級，空間距離。然后，完成要選擇的節點后，a創建一個新的微微網。

　　3、不屬于孤立的微微網但是又少于7個從節點的主節點

　　在現有的可利用的主節點之中，。選擇具有最小流量的一個節點，如果在流量相同的情況下，然后考慮電池等級，其次是考慮該節點離a的空間距離。為了避免微微網之間的重盈和減少微微網內部之間的干擾，離“較近的節點具有優先權。把被選擇的主節點記為產，節點a加入聲創建一個新的微微網，此處a是主節點，尸是從節點，過一會兒，這兩個節點的角色互換，這樣，在微微網中，a變成從節點，并且受主節點產的支配。

　　不屬于孤立的微微網從節點

　　在2的1）中，介紹了它的兩種可能的情況：

　　1）“具有可以成為主節點的足夠的處理能力和能量，如果這樣，則a通過尋呼一個或多個響應過它的查詢的節點來創建一個新的微微網，同時在新的微微網和以前的微微網中的節點就成為了橋節點。

　　2）a想成為從節點。在現有的可以利用的節點中選擇可以加入的節點，a和被選擇的節點形成一個新的微微網，然后，在該微微網中，這兩個節點互換角色，這樣，a就變成了從節點，而被選擇的節點變成了主節點和橋節點。

　　5、不屬于孤立的微微網的既是從節點又是橋節點的網絡節點

　　像前面所說的一樣，它也有兩種可能的情況：

　　l）。具有可以成為主節點的足夠的處理能力和能量，a依照以下三條準則來選擇要尋呼的節點（該節點既是從節點又是橋節點）：流量;電池等級;空間距離。這樣一個新的微微網形成，此處。作為主節點而被選擇的節點作為從節點。

　　2）a想成為從節點。在這個新的微微網中，a作為從節點，被選擇的節點作為主節點而且還充當該微微網與它先前所在的微微網的橋節點。

　　6、不屬于孤立的微微網的既是主節點又是橋節點的網絡節點

　　在現有的可利用的節點（既是主節點又是橋節點）之中，a依照以下三條準則來選擇要加入的節點：流量：電池等級：空間距離。在a創建一個新的微微網之后，它與被選擇的節點互換一下角色，從而在微微網中a成為從節點并且被它所選擇的節點（既是主節點又是橋節點）所支配。

　　7、不屬于孤立的微微網并且已有7個從節點的主節點

　　在現有的可利用的節點之中，a選擇具有最小流量的一個節點，如果在流量相同的情況下，然后考慮電池等級，其次是考慮該節點離“的空間距離。以a為主節點的一個新的微微網被創建了。此時有兩種可能性：

　　1）在這個新的微微網中，a仍然是主節點，而被選擇的節點既是從節點又是橋節點;

　　2）這兩個節點互換角色，這樣，被選擇的主節點使得它的其中的一個從節點處于閑置狀態，該閑置節點可以運行插入程序來尋找新的微微網以便加入。要不然，a則和在這個微微網中的其它節點輪流的處于閑置狀態。

　　8、新節點

　　節點a尋呼到一個新節點，這樣創建一個以a為主節點的微微網。然后，如果兩個節點協商后，可以互換角色。在該微微網中，同樣可以包含一些回應了節點查詢的其它節點。然而，為了保持藍牙WPAN拓撲的連接性，要么是a要么是它微微網中的其它一些節點必須尋呼現有藍牙WPAN中節點。

　　移去節點的過程

　　節點離開網絡引起的變化主要取決于該節點在藍牙WPAN中作用，有下面四種情況：

　　。該節點是從節點：該情況最簡單，那就是該節點僅僅是從網絡中移去，而沒有改變拓撲的任何結構。

　　。該節點是主節點：在該微微網中的從節點將在藍牙WPAN中尋找一個新的節點來重新建立連接，因此，每一個從節點都要執行插入程序，而橋節點仍然作為橋節點保持與其它微微網的連接。

　　。該節點既是主節點又是橋節點：這種情況的處理方式與第二種情況的處理方式一樣。

　　。該節點既是從節點又是橋節點：如果有其它節點可以取代該節點，那么它就可從網絡中很簡單的移去。否則的話，就必須尋找一個可以替代該節點的節點這樣，在此微微網中主節點將執行查詢程序，如果不能找到通向目標微微網的橋節點，它將命令它的從節點執行查詢程序以尋找橋節點。如果在藍牙WPAN范圍中，在這些節點所能傳輸的的范圍內沒有找到這樣的節點，那么該微微網就與藍牙WPAN斷開。

　　2.射網的重要性能分析

　　3藍牙組網的仿真結果和分析

　　小結

　　本章介紹了藍牙個人區域網絡的基本知識，明確了藍牙微微網和散射網的概念，分析了藍牙散射網的網路特點，闡述了藍牙散射網拓撲構建的重要性以及藍牙散射網拓撲構建算法需要解決的關鍵問題和衡量藍牙散射網拓撲構建算法的標準。藍牙自組個人區域網絡的主從特性、動態性、跳頻特性雖然使藍牙組網更加靈活，但這些特點以及藍牙節點本身多為個人數字設備，節點運行的協議和應用程序必須考慮節點處理能力、內存和能耗等條件，都無疑增加了網絡拓撲構建 算法、網絡路由等算法的難度。

　　目前藍牙規范中對微微網內的通信協議有了明確的規定，但對藍牙散射網的研究，還處于探索階段，是各國科學家感興趣和重點研究的課題之一，越來越多的研究成果完善了藍牙網絡的應用，提高了藍牙產品的普及率。中國是人口密集，商業經濟活動集中、人均收入還比較低的國家和地區，低成本、組網簡單靈活的藍牙產品將會有更廣闊的應用前景。它的應用將遍及很多領域，如移動通信、計算機及周邊設備、個人隨身信息和娛樂設備、網絡接入設備、醫療保健、金融、軍事等。它是面對個人的近距離無線技術，是人與機器之間交流的好助手。

　　本章從介紹藍牙節點的工作狀態和藍牙物理鏈路的建立過程入手，提出一種備份式的藍牙散射網拓撲構建算法。算法吸收了Bluestars算法中以節點的可用資源為標準的方法，來選取主節點，初始主節點建立第一個微微網后，主節點選取最多3個橋節點和3個次主節點，通過逐級展開的方法建立相互連接的微微網，最終形成連通的藍牙散射網，散射網形成后通過節點備份的方法，提高網絡的自愈能力。本章最后運用數學推導的方法證明了算法幾項重要的性能指標為：時間復雜度為O（logN）、消息復雜度為O（N）、網絡直徑為O（logN）、具有較少的微微網個數和節點角色的平均數。