优化类 BLE 的邻居发现
网络与互联网体系结构
2020-09-10 v1 分布式、并行与集群计算
摘要
邻居发现(ND)协议用于建立多个无线设备间的首次接触。该过程的能耗与发现时延由协议参数化决定。在大多数现有协议中,接收与发送在时间上耦合。此类方案被称为 \textit{时隙化}(slotted),其优化参数化问题已在文献中被深入研究。然而,时隙化方法在新设备逐渐加入网络、且仅需加入设备与主节点同时运行 ND 协议的应用中效率不高。例如,这在 IoT 场景或蓝牙低能耗(BLE)微微网中通常如此。此处,以周期间隔(PI)发送数据包的协议可比时隙化协议实现显著更低的最坏情况时延。对于此类协议,最优参数值仍属未知。为此,我们提出一种针对基于 PI 的类 BLE 协议的优化框架,其将任意指定的占空比(及因此的能耗预算)转化为一组优化参数值。我们表明,在我们提出的一种变体下所得参数化在单一接收者发现单一发送者时是最优的,且在此场景下无其他参数化或 ND 协议——无论时隙化还是无时隙——能在给定占空比下保证更低的发现时延。由于所得协议比其他 ND 协议更激进地使用信道,信标碰撞将更频繁。因此,由于碰撞,在更多设备同时互发现时成功发现率会平缓下降。我们还提出了一种配置 BLE 协议(不仅限于类 BLE 协议)的方案。
引用
@article{arxiv.2009.04199,
title = {Optimizing BLE-Like Neighbor Discovery},
author = {Philipp H. Kindt and Swaminathan Narayanaswamy and Marco Saur and Samarjit Chakraborty},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.04199},
year = {2020}
}
备注
To appear in the IEEE Transactions on Mobile Computing (TMC) 2020