IEEE802．15．4的Ad Hoc网络快速组网分析

1、【Word版本下载可任意编辑】 IEEE802154的Ad Hoc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（Channel Page），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。868 MHz有1个逻辑信道，9

2、15 MHz有10个逻辑信道，2 450 MHz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Ad Hoc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Ad Hoc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

3、络层。初始化完成以后，网络中的每个节点会将自己的PAN ID、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

4、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

5、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Ad Hoc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Ad Hoc网络。首先，分析了基于IEEE802.15.4组建Ad Hoc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Ad Hoc网络的组网时间。 由于基于IEEE802.15.4组建Ad Hoc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Ad Hoc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Ad Hoc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。Ad Hoc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