基于IPv6的无线传感器网络的移动性管理技术研究

摘要

目前无线传感器网络(WSN)作为物联网领域一个热点的研究分支，引起了学术界和工业界的高度重视。随着网络的不断发展，IP网络与WSN的互联成为人们研究的重点。2004年11月IETF工作组提出的6LoWPAN便致力于实现IPv6与 WSN的融合，IPv6巨大的地址空间，内建的移动性，安全机制，邻居发现等优势将极大地推动WSN的快速发展。
　　近年来人们对移动传感器网络的需求日益增加，使得基于IPv6的WSN的移动性管理研究具有重大的理论和现实意义，其需要解决的关键问题是如何提高无线传感器网络中传感器设备节点的连通性，在移动性条件下如何降低传感器设备节点的能耗，以及减少网络数据延时等。本文围绕这一主题展开了研究，侧重点是在6LoWPAN移动性管理中的移动切换、网络拓扑和路由技术。论文所作的主要研究工作包括:
　　(1)对现有的基于IPv6的WSN技术及移动性管理机制进行深入地研究和探讨，客观评价了各技术的优点和局限性；
　　(2)提出基于代理的6LoWPAN移动性管理方案。本文针对基于网络的高能效6LoWPAN移动性管理方案中传感器节点存在的能耗、网络时延及信令开销等问题，提出一种新的基于代理的移动性管理方案。首先设计了一种分层等级模型，并为该模型提出具体的网络拓扑算法，然后在该移动性管理模型中设计了一种移动切换机制和路由优化机制；
　　(3)最后本文通过OMNeT++仿真软件分别对该基于代理的移动性管理方案和基于网络的高能效6LoWPAN移动性管理方案进行了实验仿真，通过理论分析与仿真结果，证明了该方案在保证网络连通性的同时在端到端时延、丢包率和信令开销方面具有较优的性能。

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缩略词

第 1 章 引言

1.1 研究背景与意义

1.2 6LoWPAN—基于 IPv6 的无线传感器网络

1.3 研究内容

1.4 论文架构

第 2 章 基于 IPv6 的 WSN 的移动性相关问题研究

2.1 节点移动模型

2.2 基于 6LoWPAN 移动性管理方案的设计需求

2.3 基于 IPv6 的 WSN 移动性管理方案的研究现状

2.4 节点定位技术相关研究

2.5 本章小结

第 3 章 基于 IPv6 的 WSN 的移动性管理方案

3.1 基于 IPv6 的 WSN 的网络模型

3.2 拓扑算法

3.3 WSN 微移动的移动切换

3.4 移动节点通信的路由优化

3.5 报文格式

3.6 本章小结

第 4 章 实验仿真

4.1 OMNeT++仿真工具

4.2 仿真场景

4.3 仿真结果与性能分析

4.4 本章小结

第 5 章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果