如何使用蓝牙mesh扩展无线网状网络

来了高可靠性。多跳(Multi-hop)
蓝牙mesh技术中的固有功能。
随着工程师开始了解蓝牙mesh
悉相关术语和功能,我有时会被问到一个问题mesh网络究竟能扩展到多少个节点
就是:“视实际应用情况而定。”
在本文中,我想更仔细地探讨这个问题性的主要限制因素就是无线电传输容量有限而且需要资源共享。任何位于彼此无线电通信范围内,并使用相同频率来传输数据的设备组都在共享该无线电资源,并存在相互竞争。那些超出传输范围或使用不同频率的设备则不存在这一问题。因此,相较于节点总数,网络的密度和冗长程度更值得关注。
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下面的图1显示了一个由大量路灯组成的mesh网络,每个路灯都是mesh中的一个节点。由于这些节点的分布呈线性且间隔适当,单个节点一般最多也只图1  低密度mesh网络
会处在几个其他节点的传输范围内,因此对共享无线电频谱几乎不存在竞争。
另一方面,图2显示了楼宇底层。因为密集的部署模式,大多数mesh节点都位于彼此的直接无线电范围内,因此这些节点都在彼此竞争,使用相同的无线电资源。只是它们到底表现如何就成为了一个有趣的问题,并且比之前那个“蓝牙mesh网络能扩展到多少个节点”的问题更有意义,也更有望得到解答。
我们现在意识到网络节点密度是一个重要的因素,但它仍然无法很好地解释实际容量或可扩展性问题。关于这些节点如何有效利用共享无线电频谱,将成为下一个需要思考的问题,这也是理解可扩展性这一问题的关键。
事实上,我想寻一个理想化的理论方式来解释容量,但在此之前,我们有必要更好地对“容量”进行定义。在mesh网络中,我们最终关注的是网络能够为多少工作提供支持。换句话说,在给定的时间范围内能成功执行多少次mesh网络操作网络操作的示例可能包括增加由调光器开关发送的一大组照明灯
蓝牙mesh
基础无线电通信
兆符号(Ms/s
倍;例如IEEE 802.15.4号(ks/s)。
模拟世界中的比特位
的数字世界
考虑到这一点
快四倍。
显然,
今能够完成四倍的工作量我们的(PDU),
mesh最多使用
难以置信,
消息类型,
包中有一些附加数据
aoao3占18个八位字节
图2  高密度mesh网络
每个小型封包消耗的广播时间比大封包要少得多。
还是以交通作类比,让我们再来看一下许多无线技术在单一频率(即RF信道)上运行。在配置系统时,您可以从一系列支持信道中进行选择,然而一旦选择完成,所有通信都将在该单一信道中进行。上面的图3、4和5中的单一车道就体现了这一点。但蓝牙mesh能够使用三种不同的频率,因此可用的原始无线电资源也有三倍之多,如图6所示。
有效且高效地使用共享无线电频谱对于容量和可扩展性至关重要,两者的重点都在于要完成工作。蓝确保冲突所涉及设备会在随机等待一段时间后重新进行传输。蓝牙采用的是后一种方式
600x22助燃剂冲突会降低性能并使可扩展性受限
防盗监控系统两台设备并不是完全同步传输信息才会发生冲突。传输的封包只要在时间上有重叠并使用相同的信道就会发生冲突,如图8所示
图8中的Alpha是封包占用无线电信道的时间段在此期间,任一由另一台设备发送的其他封包都将导致冲突,如图8中的示例所示。
图3  网络承载的工作单元图4  更高的符号速率可实现4倍的工作单元
运动水袋
图5  小型封包让同样的无线电资源能够容纳更
多工作
图6  3个无线电信道可提供3倍容量
3  网络可扩展性问题回顾
比起网络能够支持多少个节点,我们更应该了解的是:对于性能和可扩展性更好的衡量标准是——网络每秒能够处理的mesh消息数量。因为mesh消息是蓝牙mesh网络中开展工作的基础。同时,我们还应该将“可靠性”这一概念纳入我们的定义中,因为随着流量的增加,发生冲突和消息丢失的可能性也会增加。最后,由于只有位于彼此传输范围内的设备才会开发无线照明控制解决方案的公司,该公司首席技术官Szymon Slupik先生是蓝牙mesh工作组的主席。他们的办公室中包含一个由分布于楼宇底层多个房间中的数百盏照明灯、各种传感器和开关组成的全方位蓝牙mesh测试环境。
站在前台,我能够透过每个办公室门上的玻璃面板看到各个房间内的许多照明灯。使用标准的安卓智能手机,我就能连接到mesh代理节点,同时对约274
图7  蓝牙mesh封包示例
图8  重叠的封包会导致冲突
计变得越来越复杂。由此衍生出来的
电常数及容差、更低插损
温度、环境变化保持稳定性能且满足阻燃性要求的材料需求。因此,罗杰斯相应开发了
满足设计工程师的需求
激光投影键盘
等毫米波频
,电路设计
而且随着频率的升高电路[2] 田元锁,张黎明.5G通信信号处理系统的设计与实现[J],电子产品世界,2018(1);33-36
罗杰斯亚洲区高级技术市场工程师 袁署光

本文发布于:2024-09-21 00:43:43,感谢您对本站的认可!

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