IPv6无线传感网的移动感知路由算法研究

作     者：袁兴未 

作者单位：重庆邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姜华;谢昊飞

授予年度：2020年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 12[管理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0810[工学-信息与通信工程] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 080202[工学-机械电子工程] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0802[工学-机械工程] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：IPv6无线传感网 RPL 随机移动 匀速移动 移动感知 

摘      要：在实际生活中,IPv6无线传感网的应用越来越广泛,传统的静态网络已不能完全满足移动作业的应用需求。RPL路由协议的提出在一定程度上解决了在资源受限型设备上实施分组路由的问题,但无法为节点之间提供移动性支持,这会影响网络的整体寿命和可靠性。因此,基于RPL路由协议,本文提出一种能够在节点移动过程中及时发现最优父节点,并且减少能耗的移动感知路由算法。主要工作如下:1.分析当前IPv6无线传感网移动性研究现状,针对节点运动的场景进行分类处理,包括匀速运动和随机移动。介绍RPL路由协议,并对IPv6无线传感网的节点移动性问题进行分析,分别阐述节点移动性所带来的问题、节点移动场景分类、最优父节点的选择、节点移动性检测和链路的切换。2.针对节点匀速移动中丢包率高、能耗高的问题,本文提出一种能够快速转发消息,并且降低网络能耗的移动感知路由算法。算法首先修改ICMPv6控制消息并且根据多度量优化目标函数,然后引入链路指标实现移动性检测,根据移动节点的移动速度和方向来动态调整DIS消息发送时间间隔,最后设计了一种软硬切换结合的链路切换机制。3.针对节点随机移动中高能耗、数据包传输率低的问题,本文提出一种节能的最优父节点选择算法,并提出了一种动态的Trickle算法。最优父节点选择算法根据增加多个路由度量和改进目标函数来为移动节点选择最优父节点。动态的Trickle算法根据邻居节点数量动态调整时间间隔,解决长时间只监听的问题。该路由算法能够提高网络的数据包传输率,减少能耗。4.本文使用Contiki下的Cooja对所提出的两种移动感知路由算法进行了仿真验证。与现有的OR-RPL、E-Trickle、m RPL、ME-RPL等算法进行了对比,仿真结果显示,在匀速移动环境下,平均丢包率降低了25%,平均DIS消息发送的数量减少了27.2%,平均能耗减少了4.3%。在随机移动环境下,降低了端到端的延迟,平均数据包传输率提高了11.7%,减少了能耗。