6LoWPAN无线传感器网络路由协议研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yxhzhy
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随着无线传感器网络和物联网技术的高速发展,人类希望实现生活中的任何物品之间都能进行信息交换和通信。下一代互联网协议IPv6的提出,为互联网提供了充分的地址空间和自动分配地址等技术优势。6LoWPAN(IPv6overLow power Wireless Personal Area Network)是基于IPv6协议框架下,实现IPv6数据在低速无线个域网传输的协议体系。基于6LoWPAN的无线传感器网络在智能家居、远程医疗和环境监测等领域具有广阔的应用前景。论文以基于6LoWPAN的无线传感器网络路由协议为主要研究内容,对基于IPv6协议框架下,由低功耗、低速率和低成本的节点设备构成的无线传感器网络的路由协议进行了研究和改进,主要解决传感器网络节点的简单高效工作问题。论文对6LoWPAN协议体系进行了基础性描述,分析了低成本、弱处理能力的网络节点设备对路由协议性能提出的特殊要求。在此基础上分析了AODV和基于AODV简化的LOAD路由协议的性能,指出两种协议采用广播包扩散方式容易引起网络广播泛洪,在路由选择代价方面仍存在可能导致网络节点“孤岛”情况。以无线传感器网络的网络生存时间这个性能指标为出发点,论文针对6LoWPAN网络体系的无线传感器网络提出了一种优化的LOAD路由协议O-LOAD(Optimized LOAD)。通过改进路由代价参数RC,引入“最优发射功率控制”,实现路由过程中节点使用最优发射功率发送数据包,以达到节约网络能量的目标。在控制广播包泛洪问题上,使用延迟函数,根据节点当前剩余能量做出延迟转发广播信息,改善网络节点之间能量均衡,达到增长网络时间的目的。从网络实际需求角度出发,通过控制位灵活控制路由建立单向或双向,简化路由协议。使用NS仿真软件进行仿真实验,对O-LOAD路由协议的端到端延迟、数据投递率和网络生存时间等性能进行了分析。从实验结果看到,O-LOAD路由协议与AODV、LOAD路由协议性能对比分析,取得了较好的效果。
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