基于6lowpan分層路由協(xié)議的研究與優(yōu)化.pdf

1、IEEE在2003年和2006年發(fā)布了802.15.4無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)(Low-Power Wireless Personal Area Network, LR-WPAN)的第一版和第二版，為使用低數(shù)據(jù)傳輸率、低能量消耗、低復(fù)雜短距離傳輸?shù)耐ㄐ旁O(shè)備提供了互通互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議?；贚R-WPAN設(shè)計(jì)的6lowpan(IPV6 over Low power Wireless Personal Area Networks)使這些IEEE80

2、2.15.4的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與傳統(tǒng)使用IP地址編址設(shè)備之間的通信成為了現(xiàn)實(shí)，成功地將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的因特網(wǎng)進(jìn)行了無(wú)縫連接。本文的分析思路是基于6lowpan協(xié)議棧自底向上來(lái)進(jìn)行的。
　　本文首先對(duì)IEEE802.15.4和6lowpan的重要概念和機(jī)制分別進(jìn)行了介紹，包括IEEE802.15.4超幀結(jié)構(gòu)、MAC載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入沖突避免算法(CSMA/CA)的信道接入方法。同時(shí)闡述了6lowpan的優(yōu)勢(shì)、關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用的領(lǐng)域

3、，對(duì)6lowpan網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組建過(guò)程、信道掃描原語(yǔ)序列以及分層路由協(xié)議機(jī)制進(jìn)行了深入研究。其次，在對(duì)作為6lowpan底層基礎(chǔ)架構(gòu)的IEEE802.15.4數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行了全面分析的基礎(chǔ)上，對(duì)MAC建立了離散時(shí)間的馬爾科夫模型，分析了最小退避指數(shù)、最大退避次數(shù)對(duì)MAC層吞吐量的影響，為分析其上層的6lowpan提供了理論依據(jù)。然后，對(duì)6lowpan中存在的不足提出了新的信道掃描原語(yǔ)序列NSCPO縮短了信道掃描的時(shí)間、MHR雙地址分配算法通

4、過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二維地址編址和二分法地址分配的方式，在高位無(wú)法用動(dòng)態(tài)地址分配算法獲取地址的情況下，在低位使用質(zhì)數(shù)分配算法進(jìn)行分配，有效提高了節(jié)點(diǎn)獲取短地址的成功率。多路徑分層路由MHR摒棄了傳統(tǒng)通過(guò)發(fā)送路由查找報(bào)文的方式，而是通過(guò)不斷迭代地判定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)二位地址之間的關(guān)系來(lái)獲取下一跳節(jié)點(diǎn)。在路由的過(guò)程中有效的控制了網(wǎng)絡(luò)中路由查找報(bào)文的數(shù)據(jù)量節(jié)省了節(jié)點(diǎn)的能量消耗。通過(guò)NS2和IEEE802.15.4模擬器仿真證明了NSCPO和BAA改