【摘 要】
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物联网实现物与物、物与人的广泛连接,海量物联网设备出现在生活中。低功耗蓝牙（BLE）作为解决物联网内通信的重要技术,因其低功耗、连接建立速度快被广泛应用在信息推送、仓储管理和个人消费等场景下。海量BLE设备同时广播会影响设备间的信息交互,为了解决上述问题,急需研究一种能够有效降低广播冲突的算法。本文设计了一种新的低冲突广播算法,通过随机化广播信道在广播事件内的出现时间,增加广播信道出现情况的可能性
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物联网实现物与物、物与人的广泛连接,海量物联网设备出现在生活中。低功耗蓝牙（BLE）作为解决物联网内通信的重要技术,因其低功耗、连接建立速度快被广泛应用在信息推送、仓储管理和个人消费等场景下。海量BLE设备同时广播会影响设备间的信息交互,为了解决上述问题,急需研究一种能够有效降低广播冲突的算法。本文设计了一种新的低冲突广播算法,通过随机化广播信道在广播事件内的出现时间,增加广播信道出现情况的可能性,以此避免不同广播设备在同一时间、同一广播信道上工作,从而降低广播冲突概率。通过建立算法的数学模型,得到理论广播冲突概率。通过建立应用场景的广播仿真环境,在仿真环境下模拟不同广播间隔、设备数量的情况,评估本文提出算法的性能。在验证算法有效性后,设计了一款可兼容BLE标准协议,并支持本文算法的Beacon。本文搭建了测试平台,测试了该Beacon的信道随机情况和性能表现,并推导了完全发现能耗。通过数学分析和仿真验证,本文提出的完全随机广播算法对降低广播冲突概率有显著效果。分别与BLE标准协议、广播间隔自适应选择算法等方法进行了结果对比。对于200个广播设备,在广播间隔为1s时,本文算法的冲突概率为11.3%,较现有研究降低了19.3%。支持本文算法的Beacon能够被BLE标准设备Sniffer侦听到。上述结果说明本文算法在降低广播冲突概率上的有效性,并与BLE标准设备有着良好兼容性。
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