基于IEEE802.11s的无线Mesh网络路由协议研究(二)

最新更新时间:2014-01-19来源: 21IC关键字:IEEE802.11s  Mesh  网络路由协议 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

2.4 HWMP协议的树型路由

HWMP 协议将按需路由与先验式路由相结合,树型结构将一个MP(通常是MPP)配置为根节点,其他的MP均先验式地维护到根节点的路径,生成并维护一个距离矢量树。HWMP中树型路由有两种实现方式:

(1)先验式树型路由

通过PREQ 消息与PREP 消息的交互实现,即HWMP注册标志位RE未注册,如图9所示。首先,根节点广播PREQ 消息,收到PREQ 消息的MP 进行逐级路由查找并建立路由,从而将根节点到所有MP的路由建立起来,由此先验式树型路由建立成功。在该实现方式中,MP可以先验用PREQ消息和PREP消息进行路由建立,并先验式维护到根节点的路径。

(2)按需树型路由

该方式通过RANN消息实现,即HWMP注册标志位已注册,如图9所示。在拓扑形成过程中,首先根节点广播RANN消息,RANN消息中包含了到根MP的路由met-ric.在Mesh中的收到RANN消息的每个MP记录根节点的信息,同时,向根MP发送一个单播的PREQ 消息,根MP会发送一个PREP消息响应接收到的PREQ消息,从而由根节点建立树型路由。

无论是先验式树型路由还是按需树型路由,被选为根节点的MP要周期性地发送PREQ或RANN以维护和更新树。一旦MP选择了到根节点路径的父MP,它将周期的向父MP发送维护PREQ 并接收返回的PREP来维护这条路径。只要当前父节点不能提供最优路径,MP将根据在根节点上配置的策略切换到另一个父节点。

如果当前父路径丢失,MP 立刻广播拓扑PREQ 并沿着这个拓扑发送PRER,使任何包含这条链路按需路由的节点能够从路由表中删除这个表项。如果在一个时间间隔内没有找到另一个有到根节点的有效路径的父MP,向所有子MP发送PERR.

 

 

2.5 ATC度量机制

空中传播时间链路判据(Airtime Link Metric)是IEEE 802.11s设备互操作默认的RA(Radio-aware)路径度量机制,影响特定链路上发送一帧所消耗的信道资源,含空时度量总和最小的路径为最优路径。

链路的空时损耗ATC(Airtime Cost)Ca 为:

 

 

其中,一帧的信道接入开销Oca、MAC协议开销Op、比特数Bt 三者均为常数,其值取决于IEEE 802.11 传输技术。传输比特率r Mb/s 是在当前的条件下,Mesh 节点传输大小为Bt 的帧,差错率为efr 时的速率。

2.6 ATCn改进机制

ALM 是一种近似的测量方法,其主要目的是为了降低具体实现和交互的难度。该度量机制考虑的是传输速率与信道质量。但是,链路质量好坏直接影响着路径的选择,其也是路由判据中需要考虑的重要因素。在无线Mesh网络的ALM判据基础上,增加链路质量作为路由判据,可得到式(2)。

链路的空时损耗ATCn(Airtime Cost)Cap 为:

 

 

3 HWMP 仿真场景及实验结果

本文采用NS 仿真软件构建无线Mesh 网络的仿真平台,对基于ATC度量机制的HWMP协议和ATCn度量机制的HWMP协议进行对比分析验证。

实验环境:在1 000 m×1 000 m范围内,产生5个固定节点、30个节点的随机拓扑。以Random Waypoint模型仿真移动节点的固定速率随机移动。节点配置single-radio单接口,传输协议采用UDP.

仿真参数的设置见表1.

 

 

端到端平均时延,是指所有成功传递的分组的接收时间和发送时间差的平均值。如图10所示,与ATC 相比,ATCn机制的平均端到端时延较小。基于链路质量的路由判据减少了平均端到端时延。

 

 

吞吐量是指目的节点接收的数据包个数/仿真时间。如图11所示,基于ATCn机制的HWMP协议的吞吐量高于基于ATC机制的HWMP协议。该机制进行链路质量选择,减少了包的冲突数量,且丢包数量降低,从而吞吐量得到了提高。

 

 

4 结语

HWMP 协议将按需路由与先验式路由结合,具有先验式路由协议的灵活性,亦具有按需路由协议的有效性。对该协议度量机制做出的改进,与ALM 机制下的HWMP 协议相比,在端到端时延和吞吐量等性能方面都有一定程度的提升。但其也有不足之处,主要表现在:(1)由于树状拓扑流量汇聚,靠近根部的链路容易形成网络流量的瓶颈;(2)混合路由机制在开始时有较长的时延,特别当消息从Mesh外经网关节点向Mesh内节点传输过程;(3)与传统的按需路由机制相比,混合路由机制只有确定目的节点在Mesh内的情况下才使用泛洪路径发现;数据的组播和广播不再需要泛洪,通过树型拓扑进行数据的组播和广播更加有效。

无线Mesh网络作为一种新型的机动宽带网络,组网能力强、灵活且易部署,具有自适应性、可靠性和可扩充性等优点,路由等关键技术在无线Mesh网络中起着重要的作用,相信在不久的将来,灵活方便的无线Mesh网络将大大提高宽带无线接入能力,并在应急通信等特殊应用领域中发挥其重要作用。

关键字:IEEE802.11s  Mesh  网络路由协议 编辑:探路者 引用地址:基于IEEE802.11s的无线Mesh网络路由协议研究(二)

上一篇:基于IEEE802.11s的无线Mesh网络路由协议研究(一)
下一篇:基于姿态传感器温度补偿方法的研究

推荐阅读最新更新时间:2023-10-12 22:34

瞄准智能家庭商机 阿里/联发科携手推动蓝牙mesh
阿里巴巴人工智能实验室(A.I. Labs)与联发科日前在2018国际消费电子展(CES)上签署策略合作协议,针对智能家居控制协议、客制化物联网芯片、AI智能装置等领域展开长期密切合作,助力加速智能物联网(IoT)的发展。 双方将连手打造首款支持蓝牙mesh技术的Smartmesh无线连接方案,将基于IoTConnect智联网开放连接协议,推进蓝牙mesh技术在智能家居的商用落地。 此次发布的Smartmesh无线连接方案基于阿里巴巴人工智能实验室开发的IoTConnect智联网开放连接协议。 该协议是阿里巴巴A.I. Labs基于蓝牙mesh技术,面向智能硬件、智能家居及家电厂商发布的公开连接协议。 通过协议,智能设备可以便捷进
[半导体设计/制造]
无线传感器网络路由协议研究
摘要:对无线传感器网络经典的LEACH路由算法作了分析,提出了一种改进型算法。通过仿真,改进后的LEACH算法提高了传感器网络的能效,延长了系统的工作寿命。 关键词:无线传感器;路由协议;LEACH 0 引言 传感器网络通常由覆盖一个地区的若干传感器节点组成。每个传感器节点独立进行数据收集及处理,并将得到的数据通过无线连接传送到网关节点,再由网关节点向互联网发送。对于传感器网络,路由协议设计是很具挑战性的。首先,节点没有全球唯一的标识符,传统的互联网路由协议无法应用在传感器网络中;第二,传感器网络中的所有节点都是源节点,向唯一的目的节点Sink发送数据;第三,由于在被测对象内部或附近部署了大量的节点,它们采集到的数据是相同
[工业控制]
无线传感器<font color='red'>网络</font><font color='red'>路由协议</font>研究
一种新的WLAN无线Mesh网络测试床的设计与实现
无线局域网(WLAN)技术的发展和大规模应用在给人们生活带来便利的同时,也带来了很多其它问题,如WLAN并不是真正意义上的“无线”;可靠性低;覆盖能力有限;多数WLAN网络在其有效距离内具有“盲区”等等。而无线Mesh网络技术的出现,则很好地解决了上述问题。它彻底摆脱了线缆的束缚,能够实现非视距传输,可靠性高,结构灵活,鲁棒性强,因而越来越受到人们的重视,对无线Mesh网络的研究也逐渐增多。目前对无线Mesh网络的研究,比较典型的有2种方法:a)采用仿真方法开展研究工作,例如,基于NS-2和OPNET的仿真软件,建立无线Mesh网络(Wireless Mesh Network,WMN)协议模型和业务传输模型,进行协议的设计和性能
[测试测量]
一种新的WLAN无线<font color='red'>Mesh</font><font color='red'>网络</font>测试床的设计与实现
业内首款认证蓝牙®Mesh产品采用赛普拉斯方案
加利福尼亚州圣何塞 ,2018年1月29日—— 赛普拉斯半导体公司(纳斯达克代码:CY)今日宣布其物联网(IoT)单芯片解决方案为消费级产品提供蓝牙技术联盟(SIG)认证的蓝牙® mesh 连接,领先全球。LEDVANCE最近宣布推出基于赛普拉斯蓝牙mesh技术的、市场上首款通过认证的蓝牙mesh LED照明产品。 赛普拉斯的三款无线组合( combo)芯片以及最新的嵌入式设备无线互联网连接(WICED®)软件开发套件(SDK)均为最先进的蓝牙mesh网络连接功能提供支持。赛普拉斯解决方案通过简单、安全和无处不在的蓝牙连接实现低成本、低功耗的设备mesh网络连接,使设备能够彼此互联以及与智能手机、平板电脑和语音控制家庭辅
[网络通信]
业内首款认证蓝牙®<font color='red'>Mesh</font>产品采用赛普拉斯方案
科技巨头加入蓝牙技术联盟,推动mesh网络技术
随着越来越多的市场领导者针对智能家居解决方案的战略通信协议,“蓝牙mesh网络”在智能家居解决方案领域日益普及。为此, 蓝牙技术联盟 ( Bluetooth Special Interest Group, 简称SIG)今日正式宣布成立全新智能家居专项组(Smart Home Subgroup),以回应市场趋势。 全新的智能家居专项组旨在面向智能家居及相关应用创建更多蓝牙mesh模型规格。mesh模型构成了蓝牙mesh网络的应用层,并定义了连接至蓝牙mesh网络的设备行为。例如,以蓝牙mesh开关控制蓝牙mesh照明灯的行为即由mesh模型所定义。如同所有蓝牙技术规格,智能家居专项组所开发的mesh模型将可供所有成员公司结合蓝牙
[物联网]
无线传感器网络路由协议与改进
1 引言 无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)是传感器、通信和计算机3种技术相结合的产物,南于无线传感器网络将逻辑信息世界与客观物理世界融合在一起,改变了人类与自然界的交互方式,因而具有广泛的应用前景。无线传感器网络具有很多不同于传统网络的特点,如能量严重受限、拓扑结构频繁变化等。因此,WSN网络协议的设计同现有各种网络协议的设计大不同,因而面临着各种新的挑战。在协议栈的众多协议中,网络层路由协议算法作为一项关键技术已成为目前研究的热点。 2 无线传感器网络的路由协议 由于WSN路由协议分类标准有很多,因此路由协议的分类方法也多种多样。根据路由协议不同的工作原理将路由协议划分为两种类
[工业控制]
无线传感器<font color='red'>网络</font><font color='red'>路由协议</font>与改进
基于节能的无线传感器网络路由协议研究
摘 要:路由协议是无线传感器网络的重要组成部分,节能是无线传感器网络路由协议设计所要解决的首要问题。重点深入分析了低功耗路由协议LEACH和PEGASIS,总结了它们各自的优缺点,同时简单介绍了其他几种典型的路由协议,并对所述路由协议进行了综合对比,最后,总结了路由协议能量优化的方法。 关键词:无线传感器网络;路由协议;LEACH协议;PEGASIS协议 0 引 言 传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络扩展了人们的信息获取能力,将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起,在下一代互联网中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。无线传感器网络
[工业控制]
基于节能的无线传感器<font color='red'>网络</font><font color='red'>路由协议</font>研究
意法发布Bluetooth Mesh网状网络软件套件
意法半导体(ST)发布新的蓝牙软件开发工具套件,让开发人员能够利用最新的 Bluetooth无线联网技术开发智能对象,并推动下一代手机控制式产品的创新。 意法模拟组件、MEMS和传感器产品部总裁 Benedetto Vigna表示,Bluetooth 5将成为物联网市场上一个强大力量,该公司投入大量资源研发网状网络等重要新功能的解决方案,在ST BlueNRG产品组合中导入BlueNRG-MESH技术,代表着智能家电、照明开关等智能产品时代的来临,让用户能够透过功能丰富、设计时尚的智能型手机应用软件用户接口,安全且便利地控制物联网设备。 蓝牙技术联盟(SIG)近期取得巨大进展,刚发布的Bluetooth 5蓝牙标准收录了无线网状网
[半导体设计/制造]
小广播
最新电源管理文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved