基于無線Mesh的無線體域網(wǎng)關(guān)鍵問題研究.pdf

1、無線體域網(wǎng)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支，是一種新的交叉學(xué)科。其整合了許多高新技術(shù)，如分布式信息計(jì)算與處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)等，被廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域，如醫(yī)療保健、身體康復(fù)、助老助殘、軍事、體育運(yùn)動(dòng)等。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)截然不同于傳統(tǒng)無線網(wǎng)技術(shù)，其是一種多跳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。具有結(jié)構(gòu)靈活的特點(diǎn)使之能夠與其他網(wǎng)絡(luò)組成混合網(wǎng)絡(luò)，從而最大限度發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)。無線體域網(wǎng)與無線Mesh技術(shù)都是當(dāng)下研究的熱點(diǎn)，將無線Mesh

2、技術(shù)引入到無線體域網(wǎng)中，能夠把這兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，將使得無線體域網(wǎng)具有更加優(yōu)秀的表現(xiàn)，這將會(huì)成為一個(gè)新的研究方向。
　　 本文的研究主要從無線Mesh體域網(wǎng)中存在的關(guān)鍵問題展開。目前對(duì)無線體域網(wǎng)的研究方興未艾，但還是有很多亟待解決的問題。如在IP地址分配、移動(dòng)性支持和路由協(xié)議等方面仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。針對(duì)以上問題，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，提出基于改進(jìn)的伙伴系統(tǒng)的IP地址分配策略用以解決無線Mesh體域網(wǎng)中的IP地址分配問題。同時(shí)

3、，給出一種利用節(jié)點(diǎn)緩存信息來提高無線Mesh骨干網(wǎng)對(duì)客戶端節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性支持不好的問題，通過仿真實(shí)驗(yàn)和分析并與傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較，該方法取得了較好效果。
　　 在本文中我們主要做了以下三個(gè)方面工作:
　　 (1)簡(jiǎn)要介紹了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成、優(yōu)點(diǎn)、應(yīng)用前景以及和Ad hoc網(wǎng)的對(duì)比等。然后著重分析了無線體域網(wǎng)中常用的四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，得出每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，突出了Mesh結(jié)構(gòu)適用于通信量較大、穩(wěn)定性要求較高的應(yīng)

4、用場(chǎng)景，為我們下文中無線體域網(wǎng)采用Mesh結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。
　　 (2)指出了以往多數(shù)有關(guān)無線體域網(wǎng)的研究中，假設(shè)所有節(jié)點(diǎn)都已經(jīng)事先分配好了IP地址的不合理性。結(jié)合無線Mesh體域網(wǎng)的特點(diǎn)提出了本文中基于改進(jìn)的伙伴系統(tǒng)的IP地址分配策略。該方法可以有效的解決IP地址分配問題并且可以對(duì)IP地址的泄露進(jìn)行檢查和回收。最后從通信開銷、收斂速度、可擴(kuò)展性、有無重復(fù)地址和有無周期消息五個(gè)方面把該方法和其他方法進(jìn)行了比較。盡管該方法存在

5、周期消息，但在IP地址分配過程中不需要詢問其他節(jié)點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較大的情況下也適用，更符合目前網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)。
　　 (3)詳細(xì)介紹了本文的移動(dòng)性支持方法，該方法利用節(jié)點(diǎn)緩存信息來提高無線骨干網(wǎng)對(duì)客戶端節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的支持，主要包括入網(wǎng)注冊(cè)步驟、路由步驟、查找步驟和移動(dòng)性支持模型四個(gè)方面。結(jié)合移動(dòng)性支持模型給出了仿真結(jié)果和分析，可以看出隨著客戶節(jié)點(diǎn)移動(dòng)頻率的增加，其最新的位置信息被緩存在骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中的可能性就越大，從而當(dāng)客戶節(jié)點(diǎn)之間