IEEE802154的AdHoc网络快速组网分析

IEEE802.15.4的AdHoc网络快速组网分析可以看出,节点发出连接的目的就是为了让PAN协调器动态地为其分配一个短地址。那么,在需要快速组网的应用中可以对短地址开展实现分配,并使节点的短地址和节点的标识ID相对应。在事先设置了短地址后,节点可以直接使用设置的短地址发送数据请求,而不需要在经过连接请求的过程。IEEE802.15.4将信道分为32个信道页(ChannelPage),每个信道页使用不同的调制方式。的标准使用了3个信道页,其余29个信道页保存。在每个信道页又有不同的逻辑信道,每个逻辑信道都有自己的工作频率。868MHz有1个逻辑信道,915MHz有10个逻辑信道,2450MHz有16个逻辑信道。2组网方案由于IEEE802.15.4支持点对点网络,可以在点对点的根底上搭建Mesh网络,如图1所示。在IEEE802.15.4组网分析中,为了加速网络的形成,取消了PAN协调器建立时的信道扫描,并且网络中其他节点的短地址也不由其分配,因此在本文中的AdHoc网络中并没有标准的IEEE802.15.4网络中的PAN协调器,也就是说网络中的每个节点功能相同。取消掉信道扫描和短地址分配两个过程以后,基于IEEE802.15.4的AdHoc网络的形成过程如图2所示。首先,节点需要初始化IEEE802.15.4协议栈和网络层。初始化完成以后,网络中的每个节点会将自己的PANID、逻辑信道和短地址设置为事先约定好的值。节点之间需要开展通信时,需要建立路由信息。3网络层设计网络层提供两种类型的服务:网络层数据服务和网络层管理服务,这两种服务的实体在网络层中分别被叫做NLDE和NLME.这两个服务实体都为上层提供功能接口,两个实体之间也有网络层内部接口。NLME会调用NLDE提供的内部接口,以完成一些管理功能。节点软件的参考模型如图3所示。在网络层可能需要发送3种帧:上一层需要网络层向某一节点发送数据帧;网络层由于找不到可以利用的路径,需要广播发送RREQ帧启动路由发现过程;网络层接收到RRE0消息时,符合条件需要发送RREP消息给源节点。当网络层要发送数据帧时,首先会在本地路由表中查找到达目的节点的活动路径。如果找到该路径,将数据帧沿着该路径发送出去;如果没有找到路径,会先将要发送的数据帧缓存起来,而后调用路由模块,生成RREQ消息,启动路由发现过程。当网络层接收到一个数据帧时,首先检查该数据帧的目的节点是否为本节点。如果为本节点,网络层将该数据帧的帧头去掉,将数据传送给上一层如果目的节点不为本节点,网络层首先在本地路由表中查找到达目的节点的下一跳地址。如果找到下一跳地址,将该数据帧继续转发到下一跳;如果没有下一跳地址,网络层需要生成RREQ消息,启动路由发现过程。而当网络层接收到一个RREQ消息、RREP消息或者其他命令帧时,会交给路由模块开展处理。4结论文中提出了一种基于IEEE802.15.4协议标准的AdHoc网络方案,设计了MAC层之上的网络层协议,试图建立一种能够开展快速组网的AdHoc网络。首先,分析了基于IEEE802.15.4组建AdHoc网络的有点和可能性。其次,在分析了IEEE802.15.4的组网流程的根底上,省略掉了一些在特定环境下没有必要的组网操作,简化了组网的流程,减少了AdHoc网络的组网时间。由于基于IEEE802.15.4组建AdHoc网络的研究很少,本文只是在这方面开展了一些探索研究。关于如何在IEEE802.15.4根底上组建完全符合实际应用的AdHoc网络,个人认为还有以下许多工作要做。1)安全机制。由于现有的AdHoc网络大都应用于军事上,安全机制是无线网络协议中需要研究的关键点之一。文中,为了简化协议的设计复杂度,没有考虑网络层协议的安全性。在网络层中,需要参加安全机制来确保数据来自本网络中的节点。例如,可以采用数字签名的方法来增加AODV协议的安全性。目前,网络协议中的安全机制很多,需要选择一种适合该网络在战场上使用的安全机制。2)对AODV路由协议的适当改良。AdHoc网络在不同的应用场合对路由协议的要求不尽相同,应该根据实际需求对AODV协议做出适当的改良。另外,尽管AODV协议已经被提出并使用了很多年,但是AODV本身仍然有一些问题需要改良。3)合适的传输协议。使用合适的传输协议为AdHoc网络的可靠传输提供保障。

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