優(yōu)化的IPv6低速無線個(gè)域網(wǎng)路由協(xié)議O_LWRP設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、低速無線個(gè)域網(wǎng)(LR-WPAN)是指在個(gè)人操作空間(Personal OperationSpace，POS)內(nèi)低速率、低功耗、低成本的設(shè)備之間建立無線通信、實(shí)現(xiàn)各種信息交互的一種區(qū)域性聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在智能家居、遠(yuǎn)程醫(yī)療和工業(yè)控制等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。將IPv6技術(shù)應(yīng)用在LR-WPAN中，不僅可以為每一個(gè)節(jié)點(diǎn)提供一個(gè)IP地址，有利于對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行端對(duì)端遠(yuǎn)程控制，而且便于LR-WPAN接入IPv6互聯(lián)網(wǎng)，從而對(duì)無所不在的M2M(Machine

2、to Machine)通信產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。 IEEE802.15.4工作組已經(jīng)制訂并逐步完善低速無線個(gè)域網(wǎng)的物理層和MAC層協(xié)議，以保證LR-WPAN設(shè)備之間的互聯(lián)和數(shù)據(jù)傳輸。IETF成立6LoWPAN工作組用于研究低速無線個(gè)域網(wǎng)如何支持IPv6通信的問題，然而IPv6 LR-WPAN路由協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)仍處于研究和討論階段，提出的個(gè)人草案并不完善。本論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“動(dòng)態(tài)變化網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議理論與關(guān)鍵技術(shù)”，深入研究IPv

3、6低速無線個(gè)域網(wǎng)動(dòng)態(tài)變化路由協(xié)議，綜合現(xiàn)有路由協(xié)議優(yōu)點(diǎn)，提出一種考慮節(jié)能、對(duì)硬件資源要求低、收斂速度快的優(yōu)化路由協(xié)議O_LWRP(Optimized LR-WPANRouting Protocol)。 鑒于現(xiàn)有IPv6低速無線個(gè)域網(wǎng)路由協(xié)議均是對(duì)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議AODV的簡(jiǎn)化和改進(jìn)，文章對(duì)AODV進(jìn)行了深入分析。在總結(jié)現(xiàn)有LR-WPAN路由協(xié)議LOAD優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，根據(jù)“束波捕獲效應(yīng)”思想，創(chuàng)新性地提出單播廣播混合路由查

4、詢方式，采用“雙擴(kuò)展環(huán)搜索”技術(shù)，有效地限制了廣播包擴(kuò)散范圍，并利用單播查詢的“穿透性”實(shí)現(xiàn)快速收斂，很好解決了帶寬和收斂速度的矛盾。另外，協(xié)議有效解決了路由修復(fù)過程中的單播回流問題。 對(duì)O_LWRP進(jìn)行了編碼實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行和測(cè)試，并與其他同類協(xié)議進(jìn)行了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與其他同類協(xié)議相比，O_LWRP協(xié)議在存儲(chǔ)資源消耗、鏈路修復(fù)、帶寬占用等方面具有優(yōu)勢(shì)，更加符合低速無線個(gè)域網(wǎng)需求。最后，對(duì)論文所做工作進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)下一步工作提出