基于IPv6传感器网络与Internet无线接入的关键技术研究

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无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是一个集信号采集、信号传输和信号处理于一体的综合智能信息系统,具有广阔的应用前景,成为当前无线网络研究领域的热点和焦点。作为下一代网络协议的IPv6(Internet Protocol Version6),在地址空间、安全性能以及移动性等方面有了很大的改进,可以满足WSN在地址和安全方面的需求,因此将IPv6与传感器网络结合构建IPv6泛在传感器网络符合未来互联网的发展方向。  就传感器网络而言,如果它是一个孤立的网络,而没有与现有的“大网”--Internet互连,那么其它设备就不能通过Internet来远程访问传感器网络。而在很多应用场合,都要求传感器网络具备远程访问的能力,因此,传感器网络需要接入到Internet才更能发挥其价值。不难想象,随着网络技术的发展,传感器网络的Internet接入将成为必然。本文的主要工作即围绕IPv6传感器网络无线接入Internet的关键技术展开。  首先,本文阐述了WSN以及IPv6协议的基本概念,及其体系结构,重点介绍了IPv6协议与WSN的无缝融合;  其次,由于WSN节点资源、处理能力、电源供应能力有限,为了提高数据传输效率,合理有效的利用有限的带宽资源,对 IPv6包头进行压缩是必要的技术手段。本文在RFC4944给出的压缩方案基础上,提出了一种移动IPv6包头压缩算法。算法通过地址分配和加密解密算法,进一步提高了 IPv6的包头压缩率,从而更好地满足WSN的技术要求;  此外,为了在WSN的移动过程中保证通信的连续性,实现WSN与Internet的无线接入,需要研究适合 IPv6传感器网络技术特点的移动切换方案。本文对现有的几种重要切换协议移植到 IPv6传感器网络的可行性进行了分析,并通过仿真验证了它们的各项重要指标;  最后,针对WSN硬件资源有限、网络环境复杂的技术特点,在FHMIPv6的基础上,通过改进转交地址配置和绑定更新的过程提出了一种新颖的切换方案。通过仿真验证,该方案在降低切换延时和丢包率上具有较好的效果,从而更好地保证通信连续性,实现网络移动过程中的无缝切换。
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