無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)地址分配策略和路由算法.pdf

1、無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，相鄰節(jié)點(diǎn)之間的通信鏈路多于一條，信源和信宿節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳遞的可靠性較高，目前廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)，軍事，醫(yī)療等等環(huán)境。IEEE802.15.5標(biāo)準(zhǔn)提供了Mesh聯(lián)網(wǎng)功能，通過(guò)為節(jié)點(diǎn)綁定邏輯地址，可以不需要路由表進(jìn)行路由，因而降低了路由過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)的能耗和時(shí)延。雖然802.15.5標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)分布式的地址分配策略，但它存在著一些缺陷：1）在一個(gè)動(dòng)態(tài)性較強(qiáng)的Mesh網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)加入或離開網(wǎng)絡(luò)會(huì)造成“孤兒節(jié)點(diǎn)問(wèn)

2、題”，即新來(lái)節(jié)點(diǎn)因其父節(jié)點(diǎn)無(wú)剩余地址可分配導(dǎo)致其無(wú)法加入網(wǎng)絡(luò)；2）802.15.5標(biāo)準(zhǔn)的路由算法未能充分考慮節(jié)點(diǎn)間的鏈路質(zhì)量，可能導(dǎo)致在一跳傳輸成功率不高的鏈路上傳輸數(shù)據(jù)包時(shí)因丟包而需要重傳的現(xiàn)象，增加了能耗。
　　Mesh網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者（Network Coordinator）在給節(jié)點(diǎn)分配地址時(shí)，根據(jù)需求給每個(gè)節(jié)點(diǎn)預(yù)留一部分地址以備分配地址給后來(lái)加入的節(jié)點(diǎn)。由于網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性和隨機(jī)性，一些節(jié)點(diǎn)預(yù)留地址用盡，使得后來(lái)節(jié)點(diǎn)因缺

3、乏地址無(wú)法加入網(wǎng)絡(luò)，從而造成“孤兒節(jié)點(diǎn)問(wèn)題”。本文主要研究基于IEEE802.15.5標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的地址分配策略，以避免或緩解孤兒節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，并研究節(jié)能路由算法。主要工作如下：
　　1.提出基于兩跳鄰居的地址借用策略，通過(guò)改進(jìn)Hello幀結(jié)構(gòu)，加入節(jié)點(diǎn)可以向其兩跳范圍內(nèi)的鄰居借用地址，以此緩解孤兒節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，該策略可以提高節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)成功率和網(wǎng)絡(luò)的地址利用率，也可以降低地址借用過(guò)程的能耗。
　　2.基于本文提出地址借用