本文關(guān)鍵詞：802.15.4e中DSME協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： DSME Contiki IEEE802.15.4e 協(xié)議實(shí)現(xiàn) 動(dòng)態(tài)時(shí)間資源分配

【摘要】：應(yīng)用需求推動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究愈發(fā)深入,作為標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.15.4協(xié)議研究趨于成熟。近年來(lái),多樣性網(wǎng)絡(luò)的提出使得具有統(tǒng)一屬性和功能的標(biāo)準(zhǔn)不能適應(yīng)特定需要的網(wǎng)絡(luò)和場(chǎng)景。因此,國(guó)際電工電子工程學(xué)會(huì)(IEEE)發(fā)布IEEE802.15.4eTM-2012協(xié)議修訂,并提出了五種不同模式來(lái)適用不同的工業(yè)場(chǎng)景,本文研究的DSME協(xié)議是其中的一種。本文是校企合作項(xiàng)目后續(xù)問(wèn)題的繼續(xù)研究。DSME協(xié)議適用于固定延時(shí)的工業(yè)場(chǎng)景,靈活可擴(kuò)展,具有多種新的機(jī)制。論文首先對(duì)DSME協(xié)議和實(shí)現(xiàn)涉及的平臺(tái)Contiki作了具體介紹。然后,根據(jù)DSME協(xié)議的規(guī)定和平臺(tái)機(jī)制,將協(xié)議實(shí)現(xiàn)分為關(guān)鍵模塊和輔助模塊兩部分來(lái)闡述。關(guān)鍵模塊主要完成網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建與啟動(dòng),網(wǎng)絡(luò)掃描,節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián),多超幀結(jié)構(gòu)通信,時(shí)隙查詢與協(xié)商,報(bào)文幀封裝與解析等功能。輔助模塊主要用于保障DSME協(xié)議可靠運(yùn)行,具體實(shí)現(xiàn)的功能包括緩存區(qū)維護(hù)與管理機(jī)制,協(xié)議報(bào)文收發(fā)確認(rèn)等。論文使用Cooja仿真工具,對(duì)Contiki系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)的DSME協(xié)議進(jìn)行功能性測(cè)試,驗(yàn)證DSME實(shí)現(xiàn)的正確性。同時(shí)在200個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下,進(jìn)行性能仿真,與信標(biāo)使能下的802.15.4協(xié)議進(jìn)行對(duì)比分析。仿真的結(jié)果表明DSME協(xié)議能有效提高應(yīng)用層報(bào)文成功遞交率,同時(shí)DSME協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)平均時(shí)延較為固定,DSME的時(shí)延對(duì)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載變化不敏感。標(biāo)準(zhǔn)中,DSME協(xié)議所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行期間,默認(rèn)多超幀通信中超幀CAP與CFP時(shí)間占比維持不變,這使得通信所需的時(shí)間資源無(wú)法根據(jù)CAP與CFP階段通信狀況的變化進(jìn)行合理地分配。為了適應(yīng)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景,應(yīng)對(duì)多變的業(yè)務(wù)報(bào)文流,論文設(shè)計(jì)了一種基于CAP和CFP階段通信狀態(tài)和緩存壓力動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)間資源的算法。該算法的主要思想是當(dāng)CAP階段通信壓力高于CFP階段時(shí),通過(guò)一定的機(jī)制縮減CFP階段時(shí)隙數(shù)目從而擴(kuò)展CAP階段時(shí)間資源,減輕CAP階段通信壓力;反之,當(dāng)CFP階段通信壓力大時(shí),適當(dāng)縮減CAP長(zhǎng)度,擴(kuò)充CFP時(shí)隙數(shù)目,降低CFP階段通信壓力。
【關(guān)鍵詞】：DSME Contiki IEEE802.15.4e 協(xié)議實(shí)現(xiàn) 動(dòng)態(tài)時(shí)間資源分配
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN915.04
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 無(wú)線傳感網(wǎng)概述13-15
• 1.2 802.15.4e標(biāo)準(zhǔn)15-16
• 1.3 論文研究的內(nèi)容16-17
• 1.4 論文章節(jié)安排17-18
• 第二章 DSME協(xié)議18-40
• 2.1 DSME協(xié)議概述18
• 2.2 DSME幀格式18-24
• 2.2.1 多超幀通信結(jié)構(gòu)18-20
• 2.2.2 協(xié)議幀格式20-22
• 2.2.3 信息元素22-24
• 2.3 DSME管理操作24-33
• 2.3.1 網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)25-28
• 2.3.2 DSME補(bǔ)充機(jī)制28-33
• 2.3.3 時(shí)隙對(duì)齊33
• 2.4 DSME通信機(jī)制33-39
• 2.4.1 信標(biāo)沖突的優(yōu)化33-34
• 2.4.2 CFP階段的通信34-37
• 2.4.3 CAP階段的通信37-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第三章 DSME協(xié)議關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)40-66
• 3.1 系統(tǒng)平臺(tái)與仿真40-44
• 3.1.1 開(kāi)發(fā)平臺(tái)40-43
• 3.1.2 仿真器43-44
• 3.2 協(xié)議�？蚣芘c主流程44-49
• 3.2.1 平臺(tái)協(xié)議棧的總體規(guī)劃44-46
• 3.2.2 協(xié)議實(shí)現(xiàn)的主流程設(shè)計(jì)46-49
• 3.3 協(xié)議的掃描模塊設(shè)計(jì)49-51
• 3.4 協(xié)議的關(guān)聯(lián)模塊設(shè)計(jì)51-56
• 3.5 協(xié)議的通信模塊設(shè)計(jì)56-62
• 3.5.1 信標(biāo)時(shí)隙通信實(shí)現(xiàn)56-58
• 3.5.2 CAP通信實(shí)現(xiàn)58-60
• 3.5.3 CFP通信實(shí)現(xiàn)60-62
• 3.6 協(xié)議的GTS模塊設(shè)計(jì)62-63
• 3.7 幀的封裝與解析模塊63-65
• 3.8 本章小結(jié)65-66
• 第四章 DSME協(xié)議輔助模塊設(shè)計(jì)66-75
• 4.1 輔助模塊設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)與思路66-67
• 4.2 協(xié)議全局關(guān)鍵參數(shù)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)67-68
• 4.3 緩存區(qū)維護(hù)與管理機(jī)制實(shí)現(xiàn)68-70
• 4.4 協(xié)議報(bào)文收發(fā)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)70-74
• 4.4.1 CSMA/CA機(jī)制的補(bǔ)充處理71-72
• 4.4.2 協(xié)議報(bào)文的收發(fā)機(jī)制流程72-74
• 4.5 本章小結(jié)74-75
• 第五章 協(xié)議仿真與多超幀結(jié)構(gòu)時(shí)間資源的動(dòng)態(tài)分配75-89
• 5.1 DSME協(xié)議功能測(cè)試75-78
• 5.1.1 仿真場(chǎng)景與參數(shù)設(shè)計(jì)75-76
• 5.1.2 仿真數(shù)據(jù)與結(jié)果分析76-78
• 5.2 DSME協(xié)議性能測(cè)試與分析78-82
• 5.2.1 仿真場(chǎng)景與參數(shù)設(shè)計(jì)78-80
• 5.2.2 仿真數(shù)據(jù)與結(jié)果分析80-82
• 5.3 問(wèn)題的提出與分析82-83
• 5.4 多超幀時(shí)間資源的動(dòng)態(tài)分配算法83-88
• 5.4.1 算法的應(yīng)用場(chǎng)景和前提83-84
• 5.4.2 算法的具體介紹84-85
• 5.4.3 動(dòng)態(tài)調(diào)整的數(shù)學(xué)模型85-88
• 5.5 本章小結(jié)88-89
• 第六章 全文總結(jié)與展望89-91
• 6.1 論文工作總結(jié)89-90
• 6.2 未來(lái)工作展望90-91
• 致謝91-92
• 參考文獻(xiàn)92-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果95-96

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 許飛;許曉鳴;孫海榮;;高速網(wǎng)的傳輸協(xié)議的研究與進(jìn)展[J];計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò);1998年05期

2 ;協(xié)議[J];電子科技文摘;2002年08期

3 ;協(xié)議[J];電子科技文摘;2006年04期

4 王惠斌;馬明山;常青美;祝躍飛;;一種新的安全協(xié)議設(shè)計(jì)方法[J];河南科學(xué);2008年03期

5 王芷玲;張玉清;楊波;;公平交換協(xié)議設(shè)計(jì)原則[J];中國(guó)科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào);2006年04期

6 秦靜;李麗;李寶;;高效率的非交互OT_n~k協(xié)議及其應(yīng)用[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

7 顧翔;張臻;邱建林;;無(wú)線安全協(xié)議設(shè)計(jì)方法研究[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2011年09期

8 蘇曉萍,宋玉蓉;鄰機(jī)發(fā)現(xiàn)協(xié)議的原理與應(yīng)用[J];青海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年05期

9 劉政,趙保華,屈玉貴;一種描述安全協(xié)議的形式化規(guī)范語(yǔ)言[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2004年07期

10 王娜;王亞弟;汪斌強(qiáng);;一種模塊化的安全協(xié)議設(shè)計(jì)方法[J];計(jì)算機(jī)工程;2006年14期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 鄒建國(guó);修威;;空間無(wú)線鏈路的TCP協(xié)議加速和優(yōu)化研究[A];2007'儀表，，自動(dòng)化及先進(jìn)集成技術(shù)大會(huì)論文集（二）[C];2007年

2 吳中賢;周江;王文鼐;;P2P-SIP協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)2009年年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2009年

3 陳偉;;煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)傳輸協(xié)議的實(shí)現(xiàn)[A];第18屆全國(guó)煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

4 王仲文;;網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療通信協(xié)議設(shè)計(jì)[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第二次醫(yī)學(xué)影像設(shè)備應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2001年

5 路興;易真真;;適合WLAN網(wǎng)絡(luò)的新協(xié)作MAC協(xié)議[A];2009年研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)論文集[C];2009年

6 張?bào)?李穎;;Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的MAC協(xié)議綜述[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 網(wǎng)捷網(wǎng)絡(luò)公司 沈之千;802.17和城域環(huán)網(wǎng)協(xié)議[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2002年

2 四川 楊葉珍;常用紅外遙控信號(hào)傳輸協(xié)議詳解（一）[N];電子報(bào);2006年

3 肖北庚;動(dòng)態(tài)演進(jìn) 協(xié)議適用范圍持續(xù)擴(kuò)展[N];政府采購(gòu)信息報(bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 江先亮;面向網(wǎng)絡(luò)加速的傳輸控制優(yōu)化若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 陳志德;不經(jīng)意傳輸協(xié)議[D];復(fù)旦大學(xué);2005年

3 李騏;下一代無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架下的傳輸協(xié)議研究[D];山東大學(xué);2007年

4 何進(jìn);基于FLUTE協(xié)議的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高效傳輸問(wèn)題的研究[D];吉林大學(xué);2012年

5 謝海波;無(wú)線分組網(wǎng)絡(luò)中MAC層協(xié)議的分析與設(shè)計(jì)[D];北京郵電大學(xué);2006年

6 宋振峰;基于協(xié)作的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議研究[D];北京郵電大學(xué);2010年

7 陳德富;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)MAC協(xié)議研究[D];上海交通大學(xué);2012年

8 單杭冠;無(wú)線協(xié)作傳輸系統(tǒng)的資源分配與協(xié)議設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

9 張建輝;節(jié)點(diǎn)勢(shì)能導(dǎo)向多下一跳路由協(xié)議研究與性能評(píng)價(jià)[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

10 劉雪峰;隱私安全協(xié)議研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉善樸;瘦終端協(xié)議HSVD的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

2 李超;基于CRDA協(xié)議的野戰(zhàn)局域網(wǎng)設(shè)計(jì)與仿真[D];電子科技大學(xué);2014年

3 董磊;基于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的MAC層協(xié)議的設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

4 孫文;HINOC2.0 MAC協(xié)議仿真平臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)及性能研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 楊柳;RFID通信安全協(xié)議的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

6 蔡偉;基于TDMA的自組織網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究[D];電子科技大學(xué);2016年

7 許光政;802.15.4e中DSME協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2016年

8 王桂娟;無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中新型MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)[D];曲阜師范大學(xué);2016年

9 周相偉;濟(jì)寧網(wǎng)通IPv6協(xié)議過(guò)渡方案的研究[D];北京郵電大學(xué);2007年

10 羅鬧;用于統(tǒng)一通信的XMPP協(xié)議擴(kuò)展研究[D];華中科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：581433