本文關(guān)鍵詞：低功耗自組網(wǎng)路由協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 片上系統(tǒng) 軟件系統(tǒng) 按需路由協(xié)議 路由控制開銷

【摘要】：無線自組織網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)靈活、無基站支持、支持節(jié)點移動,能夠快速為軍事和民事應(yīng)用搭建網(wǎng)絡(luò)平臺。在一些應(yīng)用環(huán)境中,自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用電池供電,為了確保網(wǎng)絡(luò)節(jié)點長時間處于工作狀態(tài),如何有效降低節(jié)點的整體功耗是影響網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵問題。SOPC(System-on-a-Programmable-Chip)不僅運行速度快,占用資源少,而且體積小、整體功耗低,非常適合于功耗敏感的自組網(wǎng)設(shè)備。因此,本文設(shè)計的自組網(wǎng)平臺采用Xilinx的Spartan6芯片。同時,所設(shè)計的節(jié)點平臺不加載操作系統(tǒng),因此不需要加載片外RAM,可降低額外的功耗。路由協(xié)議方面,DSR按需路由協(xié)議的路由控制開銷最小,但是DSR路由協(xié)議會洪泛路由請求包到所有節(jié)點,論文針對DSR的洪泛機制進行優(yōu)化,提出了改進協(xié)議DSR-SNF(Selected Node Forwarding)。DSR-SNF協(xié)議算法使用RREQ(路由請求包)和RREP(路由回復(fù)包)來獲取任一節(jié)點的兩跳范圍內(nèi)節(jié)點信息,RREP包中會攜帶發(fā)送節(jié)點的鄰節(jié)點表。經(jīng)過兩次洪泛路由控制包,網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點會知道自己兩跳范圍內(nèi)節(jié)點信息。使用已知信息生成一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點集合(SNF集合),該集合由發(fā)送節(jié)點的一跳節(jié)點組成,發(fā)送節(jié)點通過SNF集合可以到達所有的兩跳節(jié)點,集合中一跳節(jié)點的個數(shù)小于或者等于發(fā)送節(jié)點的一跳節(jié)點總個數(shù)。只有集合中的節(jié)點才會轉(zhuǎn)發(fā)路由請求包,這樣做顯著減少了網(wǎng)絡(luò)中廣播的控制分組的數(shù)量,降低了網(wǎng)絡(luò)的開銷,進而降低了功耗。另外,在廣播數(shù)據(jù)時采用SNF集合,數(shù)據(jù)可以經(jīng)過最少的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)覆蓋整個網(wǎng)絡(luò),減少了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時消耗的功率,進一步降低了整個系統(tǒng)的功耗。最后,本文使用一個模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境仿真軟件,模擬了幾種不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的場景。然后,將DSR-SNF路由協(xié)議與傳統(tǒng)DSR路由協(xié)議對比,驗證DSR-SNF協(xié)議算法在路由控制開銷方面性能要優(yōu)于DSR路由協(xié)議,得出的結(jié)論是它消耗的功率更少,更適合本文設(shè)計的自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點平臺。
【關(guān)鍵詞】：片上系統(tǒng) 軟件系統(tǒng) 按需路由協(xié)議 路由控制開銷
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN915.04;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-11
• 縮略語對照表11-14
• 第一章 緒論14-18
• 1.1 無線自組網(wǎng)介紹14-16
• 1.2 本文背景和目的16-17
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容安排17-18
• 第二章 自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點系統(tǒng)整體框架設(shè)計18-44
• 2.1 無線自組網(wǎng)路由協(xié)議介紹18-26
• 2.1.1 路由協(xié)議分類18-24
• 2.1.2 路由協(xié)議的性能參數(shù)24-25
• 2.1.3 路由協(xié)議比較25
• 2.1.4 低功耗路由協(xié)議研究現(xiàn)狀25-26
• 2.2 系統(tǒng)硬件平臺簡述26-28
• 2.2.1 系統(tǒng)平臺及Microblaze軟核介紹26-28
• 2.3 系統(tǒng)硬件框架設(shè)計介紹28-29
• 2.4 系統(tǒng)軟件框架的設(shè)計29-42
• 2.4.1 軟件系統(tǒng)開發(fā)流程介紹29-30
• 2.4.2 程序功能需求30-31
• 2.4.3 程序工作流程31-32
• 2.4.4 軟件部分各個模塊的設(shè)計與實現(xiàn)32-42
• 2.5 本章小結(jié)42-44
• 第三章 DSR-SNF路由協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)44-56
• 3.1 基于DSR改進的DSR-SNF路由協(xié)議44-49
• 3.1.1 路由算法描述44-46
• 3.1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表設(shè)計46-48
• 3.1.3 路由協(xié)議控制分組設(shè)計48-49
• 3.2 路由建立過程49-53
• 3.2.1 路由請求包的產(chǎn)生50-51
• 3.2.2 路由請求包的處理51-52
• 3.2.3 路由回復(fù)包的處理52-53
• 3.3 路由維護過程53-55
• 3.3.1 路由錯誤包的產(chǎn)生53-54
• 3.3.2 路由錯誤包的處理54-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 DSR-SNF路由協(xié)議的驗證56-66
• 4.1 驗證軟件介紹56-58
• 4.2 測試方法和場景設(shè)置58-59
• 4.3 性能驗證59-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-74
• 作者簡介74-75

【參考文獻】

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本文編號：598372