無線傳感網(wǎng)中的地址分配技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信、嵌入式計算、低功耗數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的高速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)發(fā)展迅速，正在越來越多的領(lǐng)域發(fā)揮前所未有的作用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著許多特點，例如節(jié)點的大規(guī)模大范圍分布，節(jié)點計算資源，電池容量嚴重受限，且難以補充等，這些特性給網(wǎng)絡(luò)部署，設(shè)計與管理帶來了一定的挑戰(zhàn)。雖然給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分配地址是一個較為傳統(tǒng)的問題，但是如何在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的背景下，設(shè)計出可擴展性良好，能量效率高，且

2、符合實際使用情況的地址，仍然有一定的研究意義和實用價值。
　　 兩條相互關(guān)聯(lián)的研究主線貫穿本文的內(nèi)容，分別為網(wǎng)絡(luò)層和MAC層地址分配。在具有非平衡拓撲的ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)計有效的地址分配與路由方案是提高地址空間利用率，增加網(wǎng)絡(luò)生存時間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文首先分析了現(xiàn)有的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法在非平衡拓撲下的不足，提出了一種適用于該拓撲的混合式地址分配算法(Hybrid Address Assignment Mechan

3、ism，HAAM)，并進一步設(shè)計了基于HAAM的路由方案(RB-HAAM，Routing Based on HAAM)。經(jīng)過OMNeT++仿真實驗與其他有關(guān)地址分配和路由算法進行對比，結(jié)果表明，對于非平衡拓撲，在相同的仿真環(huán)境下，HAAM能夠提高地址分配成功率，從而增加節(jié)點入網(wǎng)率，并降低地址分配過程的通信開銷。RB-HAAM能夠節(jié)省低能量節(jié)點能耗，有效延長網(wǎng)絡(luò)生存時間，提高網(wǎng)絡(luò)成功投遞數(shù)據(jù)包總數(shù)。
　　 作為非平衡拓撲的自然延伸

4、和一般化的抽象，本文接著討論針對適用范圍更加廣泛的Track-Linked-Zone型網(wǎng)絡(luò)拓撲的網(wǎng)絡(luò)地址分配，提出了更加適合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實際的分布式的地址分配和路由算法，并通過仿真分析，從地址分配成功率，可擴展性等角度驗證了算法的有效性。
　　 MAC地址的作用為局部范圍內(nèi)識別節(jié)點，實現(xiàn)報文的單跳傳輸。原本是識別局部范圍的節(jié)點，現(xiàn)在的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議卻采用幾乎全球唯一的地址。本文首先從信道利用率和節(jié)點的能量效率角度分析了當前協(xié)議在