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          6LoWPAN在物聯(lián)網(wǎng)中的應用仿真

          作者: 時間:2013-02-02 來源:網(wǎng)絡 收藏

          1.2 Delivery字段的改進
          基于IEEE802.15.4可以構建星形、樹狀和狀網(wǎng)絡拓撲結構。星型拓撲的無線網(wǎng)絡結構簡單,覆蓋范圍小,鏈路冗余度差,可靠性低,拓撲擴展不便;樹狀拓撲結構適合于節(jié)點靜止或者移動少的場合,其路由屬于靜態(tài)路由,不需要存儲路由表,它對傳輸數(shù)據(jù)包的響應較快,缺點是所選擇的路由并非是最佳的路由;而狀的網(wǎng)絡則適合節(jié)點移動頻繁和節(jié)點數(shù)目多的場景,因而更適合于實際的應用。
          從適配層分片報文格式可知,除了第一片外,后續(xù)分片的Mesh Delivery字段都要添加適應層源地址和適應層最終目的地址,這樣就無形中大大增加了網(wǎng)絡的負載。為了減少負載,可以對后續(xù)分片進行修改。由于后續(xù)分片和第一片的適應層源地址和適應層最終目的地址完全相同,因而可以取消后續(xù)片的地址字段。為了不改變原來的選路功能,可用datagram_tag字段取代地址字段,把原來較長的Mesh Delivery地址字段改成僅需9 b的datagram_tag字段,這樣就減少了后續(xù)分片所增加的負載,提高了網(wǎng)絡的利用率。在進行選路時,可通過讀取datagram_ tag字段獲取地址,由于后續(xù)片的datagram_tag字段值和第一片相同,所以,就可通過該字段獲取第一片的地址,這樣就能實現(xiàn)選路功能。修改后的Mesh Delivery字段格式如圖4所示。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/175896.htm

          d.JPG


          另外,由于選路時讀取的是9 b的datagram_tag字段值,要比讀取源地址和最終目的地址快得多,每個分片都會節(jié)省大量時間,這樣,總的時延也就減少了很多,從而大大降低了傳輸時延。
          1.3 感知節(jié)點與IPv6節(jié)點的通信過程
          感知節(jié)點與IPv6節(jié)點進行通信時,首先由IPv6節(jié)點向目的感知節(jié)點發(fā)送一個獲取采集數(shù)據(jù)的請求數(shù)據(jù)包,此數(shù)據(jù)包到達時,將IPv6請求數(shù)據(jù)包進行精簡(即壓縮),然后根據(jù)IPv6報文是否需要分片的要求分別用相應的適配層頭部封裝精簡過的IPv6數(shù)據(jù)包,最后將其封裝成IEEE802.15.4幀在鏈路層進行傳輸,然后到達目的感知節(jié)點;目的感知節(jié)點接收到所有的分片后,對分片進行重組,然后處理IPv6報文中的應用層數(shù)據(jù)(即服務請求消息),處理完成后,再用精簡的IPv6報文頭部按分片的要求對響應數(shù)據(jù)進行封裝,以將其封裝成IEEE802. 15.4幀進行傳輸;之后,即可根據(jù)適配層頭部信息對返回的IPv6報文進行重組,并對精簡IPv6報頭進行還原操作;最后,再將完整的IPv6報文封裝到IPv6網(wǎng)絡所使用的鏈路層幀中,并將其發(fā)送到IPv6網(wǎng)絡上,IPv6網(wǎng)絡按照IPv6路由方式將此幀路由到源節(jié)點,以結束傳輸過程。

          2 仿真結果分析
          改進結束后,即可在仿真環(huán)境下比較改進后的6LoWPAN與原的性能??稍诜抡鎱^(qū)域內布置1個節(jié)點與150個感知節(jié)點,為了取得明顯的效果,選擇的數(shù)據(jù)包部應是大于1 500 B的數(shù)據(jù)包,通過實驗可對改進后的6LoWPAN與原協(xié)議的平均傳輸成功率、平均延遲時間性能進行分析。其中,平均延遲時間是指發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)包時刻到接收方接收到數(shù)據(jù)包時刻之間的平均時間間隔,其分析結果如圖5所示。

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          由圖5所示的仿真結果可見,改進后的6LoWPAN協(xié)議,不但沒有對選路產(chǎn)生影響,反而還在一定程度上提高了數(shù)據(jù)包的接收率。另外,改進后的協(xié)議在減少開銷的同時,選路時也減少了延遲時間,其原因是對于分片的報文,只讀取了9 b的datagram_tag字段,從而要比讀取較長地址字段大大節(jié)省時間。

          3 結語
          本文提出了一種基于6LoWPAN的應用方案,并在原有6LoWPAN協(xié)議的基礎上對Mesh路由字段進行了改進。最后,在網(wǎng)絡仿真環(huán)境下對本協(xié)議的數(shù)據(jù)包接收率、平均延遲時間等性能參數(shù)進行了比較分析。實驗數(shù)據(jù)表明,經(jīng)過改進的6LoWPAN協(xié)議具有更好的性能。

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