6LoWPAN节能机制的研究与实现

【摘要】： 基于IEEE802.15.4的低速无线个域网是一种结构简单、成本低廉、配置灵活、功能多样的无线通信网络,将IPv6与低速无线个域网结合,构建6LoWPAN成为无线个域网技术领域研究的重点之一,具有重要的学术意义和应用价值。6LoWPAN中的节点一般采用电池供电,长期工作在无人关注的状态下,因此,有效的节能机制是6LoWPAN必不可少的研究内容。 本论文是国家自然科学基金项目“可信传感器网络路由交换理论与关键技术”的重要组成部分。 论文首先阐述了6LoWPAN的研究背景和国内外研究现状,在深入分析6LoWPAN系统的基础上,重点研究了6LoWPAN的能量控制技术。针对6LoWPAN节能机制的需求,充分考虑了网络大规模、低功耗、低速率等特点,对软件协议栈进行了节能系统的整体设计,提出了包括网络接口层、适配层、路由层和网络层在内的跨层节能策略,并根据不同节点在网络中的作用,设计了跨层节能系统的具体执行流程。 考虑到休眠机制是减少能量消耗的重要手段,论文重点分析了IEEE802.15.4在信标使能模式下提供的超帧结构,通过对超帧结构进行改进,提出并设计适用于分簇网络的MAC层分级式休眠方案,针对不同节点在网络中的角色,设计不同的超帧结构,并通过网络协调者完成整体的休眠调度。通过具体编码实现、运行、测试,并对测试数据进行分析与评估,验证了方案的可行性和有效性。最后,对论文所做工作进行总结,并对下一步工作提出展望。 【关键词】：IPv6 IEEE802.15.4 IPv6低功耗无线个域网 节能机制
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TN925
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 选题意义11-12
• 1.4 主要工作及论文结构12-14
• 2 6LOWPAN 技术研究14-26
• 2.1 IEEE802.15.4 原理分析14-19
• 2.1.1 基本描述14-15
• 2.1.2 物理层标准15-17
• 2.1.3 MAC 层标准17-19
• 2.2 6LOWPAN 技术分析19-25
• 2.2.1 基本描述19-20
• 2.2.2 技术优势20-21
• 2.2.3 关键技术分析21-25
• 2.3 本章小结25-26
• 3 6LOWPAN 节能机制研究与设计26-36
• 3.1 模块化能耗分析26-27
• 3.2 整体化节能方法分析27-29
• 3.3 6LOWPAN 节能系统设计29-35
• 3.3.1 设计思想29
• 3.3.2 设计方案29-33
• 3.3.3 执行流程33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 MAC 层节能机制设计与实现36-55
• 4.1 MAC 层节能机制研究36-39
• 4.1.1 无线传感器网络节能MAC 研究36-38
• 4.1.2 IEEE802.15.4 信标使能模式研究38-39
• 4.2 MAC 层节能机制设计39-46
• 4.2.1 设计思想39-41
• 4.2.2 设计方案41-46
• 4.3 MAC 层节能机制实现46-53
• 4.3.1 信标帧数据结构46-48
• 4.3.2 信标处理流程48-52
• 4.3.3 延时处理数据结构52
• 4.3.4 延时处理流程52-53
• 4.4 本章小结53-55
• 5 实验与性能分析55-64
• 5.1 调试与运行55-57
• 5.1.1 编译及调试方法55
• 5.1.2 运行结果演示55-57
• 5.2 测试及结果分析57-63
• 5.2.1 测试方式57
• 5.2.2 数据分析57-63
• 5.2.3 性能评估63
• 5.3 本章小结63-64
• 6 结论64-66
• 参考文献66-68
• 作者简历68-69

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