本文關鍵詞：基于PowerPC處理器Mesh節(jié)點實驗平臺的設計與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著無線通信技術的快速發(fā)展,一種融合了無線局域網WLAN和Ad-hoc網絡優(yōu)勢的新型無線網絡——無線Mesh網絡應用產生。無線Mesh網絡具有自組織、自愈合、低成本、覆蓋范圍廣等優(yōu)點,在軍用及民用方面都有廣闊的應用前景。而無線Mesh節(jié)點作為無線Mesh網絡系統(tǒng)中重要設備,它的性能的好壞直接影響整個無線通信系統(tǒng)的優(yōu)劣。本文通過對無線Mesh網絡路由協(xié)議、嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)以及對國內外相關技術的研究情況的系統(tǒng)學習和分析,主要設計基于PowerPC處理器的無線Mesh節(jié)點實驗平臺并對一種新型Mesh路由協(xié)議優(yōu)化實現。在硬件層面上,通過不同方案的比較,設計了以P1020處理器為核心的硬件模塊關鍵電路。軟件層面上,定制并移植了包括Bootloader的嵌入式Linux操作系統(tǒng),隨后根據Mesh節(jié)點功能的需求,為實現骨干網與客戶端的相互連接、無線參數管理配置、安全性功能分別設計了無線驅動模塊、網絡管理模塊以及包括ESSID隱藏,MAC地址過濾和WPA2加密的安全模塊。最后,研究分析了一種新型無線Mesh網絡專用路由協(xié)議BATMAN.ADV,提出了一種基于滑動窗口保護的改進方案來降低路由收斂速度,并在系統(tǒng)中組網實現。論文最后對研究設計的無線Mesh節(jié)點搭建了基本的測試環(huán)境,并對改進的BATMAN.ADV路由協(xié)議和整個系統(tǒng)進行功能和性能的相關測試。測試數據表明改進后的BATMAN.ADV路由協(xié)議比改進前在收斂性上提升了2~4秒,無線Mesh節(jié)點的單跳訪問、多跳傳輸以及漫游切換功能正常。在性能上,節(jié)點網絡平均吞吐量達到25.3 Mbps,在實驗室環(huán)境45米范圍內傳輸速度穩(wěn)定,響應時間在0.5s以下。整體系統(tǒng)滿足設計要求,工作穩(wěn)定,運行良好。
【關鍵詞】：無線Mesh節(jié)點 嵌入式Linux P1020處理器 BATMAN.ADV
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5;TP332
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究工作的背景與意義11-13
• 1.2 國內外研究現狀13-16
• 1.2.1 無線Mesh技術的發(fā)展13-14
• 1.2.2 無線Mesh節(jié)點技術14-16
• 1.3 本論文的研究內容16-17
• 1.4 論文的章節(jié)安排17-18
• 第二章 無線MESH網絡基礎18-26
• 2.1 無線Mesh網絡的概念18-20
• 2.2 無線Mesh網絡的結構20-22
• 2.2.1 平面結構20-21
• 2.2.2 多級結構21-22
• 2.2.3 混合結構22
• 2.3 無線Mesh網絡的優(yōu)缺點22-23
• 2.4 無線Mesh路由協(xié)議23-24
• 2.5 本章小結24-26
• 第三章 無線MESH節(jié)點設計與實現26-53
• 3.1 無線Mesh網絡節(jié)點總體設計26-27
• 3.2 基于PowerPC處理器的硬件平臺設計27-36
• 3.2.1 硬件實現平臺方案設計27-30
• 3.2.2 基于P1020的關鍵模塊電路設計30-36
• 3.2.2.1 時鐘發(fā)生模塊設計30-31
• 3.2.2.2 存儲模塊電路設計31-33
• 3.2.2.3 千兆以太網電路設計33-35
• 3.2.2.4 射頻前端與PCIE功能模塊35-36
• 3.3 嵌入式軟件平臺的設計與實現36-45
• 3.3.1 引導程序BootLoader的構建38-42
• 3.3.1.1 U-Boot在P1020啟動流程分析38-39
• 3.3.1.2 無線Mesh節(jié)點平臺U-Boot的移植與修改39-42
• 3.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)的定制與移植42-45
• 3.3.2.1 設備樹文件的制作42-43
• 3.3.2.2 Linux內核的移植43-44
• 3.3.2.3 根文件系統(tǒng)的制作44-45
• 3.4 無線Mesh節(jié)點功能模塊設計與實現45-52
• 3.4.1 無線Mesh節(jié)點無線驅動模塊設計45-46
• 3.4.2 無線Mesh節(jié)點網絡管理模塊設計46-48
• 3.4.2.1 Hostapd守護進程46-47
• 3.4.2.2 DHCP服務技術47-48
• 3.4.3 無線Mesh節(jié)點安全模塊設計48-52
• 3.4.3.1 SSID隱藏技術48-49
• 3.4.3.2 MAC地址過濾技術49-50
• 3.4.3.3 WPA2加密認證技術50-52
• 3.5 本章小結52-53
• 第四章 無線MESH路由協(xié)議的研究與實現53-64
• 4.1 BATMAN.ADV路由協(xié)議概述53-54
• 4.2 BATMAN.ADV路由協(xié)議分析54-57
• 4.2.1 數據包格式54-56
• 4.2.2 源節(jié)點列表信息56
• 4.2.3 鏈路傳輸質量56-57
• 4.3 BATMAN.ADV協(xié)議的優(yōu)化與實現57-63
• 4.3.1 協(xié)議實現方案57-60
• 4.3.2 優(yōu)化滑動窗.保護60-61
• 4.3.3 BATMAN.ADV協(xié)議的運行61-63
• 4.4 本章小結63-64
• 第五章 無線MESH節(jié)點的測試與分析64-76
• 5.1 路由協(xié)議優(yōu)化的測試64-65
• 5.2 無線Mesh節(jié)點功能測試與分析65-70
• 5.2.1 單跳訪問測試66-67
• 5.2.2 多跳路由測試67-69
• 5.2.3 漫游切換測試69-70
• 5.3 無線Mesh節(jié)點性能測試與分析70-75
• 5.3.1 吞吐量測試70-73
• 5.3.2 距離對傳輸性能影響測試73
• 5.3.3 響應時間測試73-75
• 5.4 本章小結75-76
• 第六章 全文總結與展望76-78
• 6.1 全文總結76
• 6.2 后續(xù)工作展望76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-82

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 張勇,朱祥華;寬帶無線接入技術系列講座之四——無線Mesh網絡技術[J];當代通信;2005年18期

  本文關鍵詞：基于PowerPC處理器Mesh節(jié)點實驗平臺的設計與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：326960