低功耗自组网路由协议的设计与实现

《低功耗自组网路由协议的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、TheDesignandImplementofRoutingProtocolinLow-PowerAdHocNetworksAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationEngineeringByLiuYuanSupervisor:ShiYanAssociateProfessorZhouYuanSeniorEngineerNovember2015西安电子科技大学学位论文独创

2、性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作

3、的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要无线自组织网络组网灵活、无基站支持、支持节点移动，能够快速为军事和民事应用搭建网络平台。在一些应用环境中，自组织网络节点采用电池供电，为了确保网络节点长时间处于工作状态，如何有效降低节点的整体功耗是影响网络性能的关键问题。SOPC（System

4、-on-a-Programmable-Chip）不仅运行速度快，占用资源少，而且体积小、整体功耗低，非常适合于功耗敏感的自组网设备。因此，本文设计的自组网平台采用Xilinx的Spartan6芯片。同时，所设计的节点平台不加载操作系统，因此不需要加载片外RAM，可降低额外的功耗。路由协议方面，DSR按需路由协议的路由控制开销最小，但是DSR路由协议会洪泛路由请求包到所有节点，论文针对DSR的洪泛机制进行优化，提出了改进协议DSR-SNF（SelectedNodeForwarding）。DSR-SNF协议算法使用RREQ（路由请求包）和RREP（路由回复包）来获取任

5、一节点的两跳范围内节点信息，RREP包中会携带发送节点的邻节点表。经过两次洪泛路由控制包，网络中每个节点会知道自己两跳范围内节点信息。使用已知信息生成一个转发节点集合（SNF集合），该集合由发送节点的一跳节点组成，发送节点通过SNF集合可以到达所有的两跳节点，集合中一跳节点的个数小于或者等于发送节点的一跳节点总个数。只有集合中的节点才会转发路由请求包，这样做显著减少了网络中广播的控制分组的数量，降低了网络的开销，进而降低了功耗。另外，在广播数据时采用SNF集合，数据可以经过最少的转发次数覆盖整个网络，减少了数据包转发时消耗的功率，进一步降低了整个系统的功耗。最后，

6、本文使用一个模拟网络环境仿真软件，模拟了几种不同网络规模的场景。然后，将DSR-SNF路由协议与传统DSR路由协议对比，验证DSR-SNF协议算法在路由控制开销方面性能要优于DSR路由协议，得出的结论是它消耗的功率更少，更适合本文设计的自组织网络节点平台。关键词：片上系统，软件系统，按需路由协议，路由控制开销I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTAnAdHocNetworkisakindofwirelessnetworkthatdoesnotneedfixedinfrastructureandfeaturesflexibility,no

7、demobility.Therefore,itisabletobuildanetworkplatformformilitaryandcivilapplicationsquickly.Insomeapplications,nodesinAdHocNetworksusebatteryforthepurposeofportability.Underthiscondition,itisthekeyfactoraffectingthenetworkperformancethattheoverallpowerconsumptionofanetworknodeisreduced

8、effec