基于IEEE802.15.4的Ad Hoc網絡快速組網研究
取消掉信道掃描和短地址分配兩個過程以后,基于IEEE802.15.4的Ad Hoc網絡的形成過程如圖2所示。本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/154577.htm

首先,節點需要初始化IEEE802.15.4協議棧和網絡層。初始化完成以后,網絡中的每個節點會將自己的PAN ID、邏輯信道和短地址設置為事先約定好的值。節點之間需要進行通信時,需要建立路由信息。
3 網絡層設計
網絡層提供兩種類型的服務:網絡層數據服務和網絡層管理服務,這兩種服務的實體在網絡層中分別被叫做NLDE和NLME。這兩個服務實體都為上層提供功能接口,兩個實體之間也有網絡層內部接口。NLME會調用NLDE提供的內部接口,以完成一些管理功能。節點軟件的參考模型如圖3所示。

在網絡層可能需要發送3種幀:上一層需要網絡層向某一節點發送數據幀;網絡層由于找不到可以利用的路徑,需要廣播發送RREQ幀啟動路由發現過程;網絡層接收到RRE0消息時,符合條件需要發送RREP消息給源節點。
當網絡層要發送數據幀時,首先會在本地路由表中查找到達目的節點的活動路徑。如果找到該路徑,將數據幀沿著該路徑發送出去;如果沒有找到路徑,會先將要發送的數據幀緩存起來,而后調用路由模塊,生成RREQ消息,啟動路由發現過程。
當網絡層接收到一個數據幀時,首先檢查該數據幀的目的節點是否為本節點。如果為本節點,網絡層將該數據幀的幀頭去掉,將數據傳送給上一層;如果目的節點不為本節點,網絡層首先在本地路由表中查找到達目的節點的下一跳地址。如果找到下一跳地址,將該數據幀繼續轉發到下一跳;如果沒有下一跳地址,網絡層需要生成RREQ消息,啟動路由發現過程。
而當網絡層接收到一個RREQ消息、RREP消息或者其他命令幀時,會交給路由模塊進行處理。
4 結論
文中提出了一種基于IEEE802.15.4協議標準的Ad Hoc網絡方案,設計了MAC層之上的網絡層協議,試圖建立一種能夠進行快速組網的Ad Hoc網絡。首先,分析了基于IEEE802.15.4組建Ad Hoc網絡的有點和可能性。其次,在分析了IEEE802.15.4的組網流程的基礎上,省略掉了一些在特定環境下沒有必要的組網操作,簡化了組網的流程,減少了Ad Hoc網絡的組網時間。
由于基于IEEE802.15.4組建Ad Hoc網絡的研究很少,本文只是在這方面進行了一些探索研究。關于如何在IEEE802.15.4基礎上組建完全符合實際應用的Ad Hoc網絡,個人認為還有以下許多工作要做。
1)安全機制。由于現有的Ad Hoc網絡大都應用于軍事上,安全機制是無線網絡協議中需要研究的關鍵點之一。文中,為了簡化協議的設計復雜度,沒有考慮網絡層協議的安全性。在網絡層中,需要加入安全機制來確保數據來自本網絡中的節點。例如,可以采用數字簽名的方法來增加AODV協議的安全性。目前,網絡協議中的安全機制很多,需要選擇一種適合該網絡在戰場上使用的安全機制。
2)對AODV路由協議的適當改進。Ad Hoc網絡在不同的應用場合對路由協議的要求不盡相同,應該根據實際需求對AODV協議做出適當的改進。另外,盡管AODV協議已經被提出并使用了很多年,但是AODV本身仍然有一些問題需要改進。
3)合適的傳輸協議。使用合適的傳輸協議為Ad Hoc網絡的可靠傳輸提供保障。







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