1.2.Принципы построения сети Bluetooth

Базовой единицей сети Bluetooth является пикосеть (piconet), состоящая из одного главного узла (master) и нескольких подчиненных узлов (slave). Пикосеть может содержать до семи подчиненных узлов. Радиус пикосети (с главным узлом в центре) составляет 10 м. Подчиненные узлы могут взаимодействовать только через главный узел.

В одном помещении (достаточно большом) могут находится несколько пикосетей, которые могут взаимодействовать, образуя рассеянную сеть (scatternet). Пикосети связываются посредством узлов-мостов, которые принадлежат всем связываемым пикосетям. Мост может являтся главным узлом только в одной пикосети, а может быть подчиненным во всех пикосетях.

Помимо семи активных узлов главный узел может поддерживать до 255 отдыхающих (приостановленных) узлов. Это узлы, переведенные в режим пониженного энергопотребления. Существуют три вида режимов пониженного энергопотребления:

удерживающий режим (hold mode) используется, когда узел должен «заснуть» на указанный промежуток времени (все узлы пикосети переводятся в этот режим, когда главный узел ищет новые узлы,
sniff режим (sniff mode). В этом режиме узлы периодически обращаются к главному узлу,
приостанавливающий режим (park mode) аналогичен sniff режиму, но в нем подчиненные узлы синхронизированы с главным узлом.

Пример рассеянной сети, состоящей из двух пикосетей изображен на рис. 1.1.

Рис. 1.1 Рассеянная сеть

1.3.Уровень радиосвязи и уровень немодулированной передачи стека протоколов Bluetooth

В Bluetooth используется маломощная приемопередающая система с радиусом действия порядка 10 м. Она работает в нелицензируемом диапазоне 2,4 ГГц. Поскольку сети 802.11b работают в том же диапазоне, пакеты Bluetooth и WLAN интерферируют. Весь диапазон делится на 79 каналов по 1 МГц. В качестве модуляции используется частотная манипуляция с 1 битом на герц, т.о. скорость канала составляет 1 Мбит/с.

Кадры между узлами передаются по логическому соединению. Существует два типа соединений: ACL (Asynchronous Connectionless – асинхронное без установления связи) и SCO (Synchronous Connection Oriented – синхронное с установлением связи). Первый тип используется для коммутации пакетов данных, второй – для передачи данных в реальном масштабе времени (например, телефонный разговор).

2.Вероятность потери пакета в сети Bluetooth

2.1.Коллизии и потери пакетов в Bluetooth

На рис. 2.1 изображен пример возникновения коллизии.

Рис. 2.2. Возникновение коллизии

Введем событие PL (Packet Loss) обозначающее факт потери пакета в сети, т.е. PL={потеря пакета, принимающегося RR}.

Для возникновения коллизии необходимо, чтобы сигналы «мешающие» принимать нужный пакет имели достаточную мощность. Поэтому потеря пакета обычно рассматривают как падение отношения мощности приходящего сигнала к сумме мощности интерференции и шума в радиоканале на RR ниже определенного порога (зависящего от используемого оборудования).

Мы рассмотрим рассеянную сеть, состоящую из M+1 пикосети. Одна пикосеть содержит RR, т.о. имеются M пикосетей с исходящими сигналами которых возможна интерференция.

В рассматриваемом случае событие PL можно описать следующей формулой:

через C обозначается мощность принимаемого RR сигнала, N – мощность шума, – порог возникновения коллизии. – суммарная мощность интерференции, где – мощность сигнала, приходящего от m-ой пикосети (замеренная на RR). – с.в. имеющая распределение Бернулли с параметром pm. С. в. равна 1, если m-ая пикосеть осуществляет передачу на частоте RR, и 0 в противном случае.