基于WPAN的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究.pdf

1、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但為了滿足用戶更高的需求，還需要在保證QoS的前提下進(jìn)一步提高系統(tǒng)的覆蓋范圍和數(shù)據(jù)傳輸速率。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種高速率高容量的分布式多跳網(wǎng)絡(luò)，可以較大地?cái)U(kuò)展接入點(diǎn)的覆蓋范圍，提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。將Mesh思想應(yīng)用于WPAN的構(gòu)建能夠解決WPAN的一些缺陷，因此，研究基于WPAN的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議對(duì)于無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用具有重要意義。
　　 本論文從應(yīng)用的角度，分析了無(wú)線Me

2、sh網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類型，著重闡述了其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)；重點(diǎn)研究了IEEE802.15.4協(xié)議的物理層（PHY）和媒體訪問(wèn)控制層(MAC)；在IEEE802.15.4協(xié)議基礎(chǔ)上構(gòu)建了Mesh子層；討論了邏輯地址分配和網(wǎng)絡(luò)自配置中的地址溢出問(wèn)題；針對(duì)該問(wèn)題提出了分區(qū)網(wǎng)狀自適應(yīng)樹(shù)路由算法，以更進(jìn)一步改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)性能。
　　 Mesh子層的構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)基于WPAN的無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵所在。論文在重點(diǎn)研究了IEEE802.15.4協(xié)議PHY層和M

3、AC層后，在MAC通用部分子層和特定業(yè)務(wù)匯聚子層之間構(gòu)建了Mesh子層，并根據(jù)IEEE802.15.4協(xié)議中PHY和MAC層的超幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了Mesh子層幀結(jié)構(gòu)；在Mesh網(wǎng)絡(luò)地址分配中引入自適應(yīng)塊地址分配，并詳細(xì)闡述了Mesh網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)過(guò)程。
　　 路由協(xié)議是提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。論文通過(guò)對(duì)已有的簇樹(shù)算法、AODVjr和網(wǎng)狀自適應(yīng)樹(shù)路由協(xié)議進(jìn)行分析，提出了WPAN Mesh網(wǎng)絡(luò)存在的地址分配和網(wǎng)絡(luò)覆蓋的問(wèn)題；通過(guò)采用分區(qū)樹(shù)，將

4、網(wǎng)絡(luò)劃分成若干個(gè)邏輯分區(qū)，構(gòu)建了一種新的分區(qū)網(wǎng)狀自適應(yīng)樹(shù)，并提出了一種改進(jìn)的分級(jí)網(wǎng)狀自適應(yīng)樹(shù)路由算法以適應(yīng)WPAN Mesh網(wǎng)絡(luò)。
　　 最后，論文利用NS2軟件完成了對(duì)算法的仿真，仿真結(jié)果表明，在WPAN中引入Mesh結(jié)構(gòu)，有效回避了路由中的單點(diǎn)失敗問(wèn)題，并且在不增加路由開(kāi)銷和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的情況下擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，并有效減小了端到端時(shí)延，提高了報(bào)文發(fā)送成功率和通信效率，在不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中均保持了較好的性能，為提高無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的覆蓋