專利名稱：一種高效快速的LR-WPAN Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于WPAN (Wireless Personal Area Network,無線個域網(wǎng))Mesh 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址分配技術(shù)，特別涉及低速率無線個域網(wǎng)狀網(wǎng)LR (Low Rate )-ffPAN Mesh的節(jié)點地址分配方法。
背景技術(shù)：
無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Networks, WMNs)是一種具有網(wǎng)狀拓?fù)涞姆植际綗o線移動通信網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)如蜂窩網(wǎng)、無線局域網(wǎng)等不同，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)采用自組織的多跳方式通過節(jié)點間的協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)來傳遞數(shù)據(jù)。由于不依賴固定的基礎(chǔ)設(shè)施、組網(wǎng)靈活便捷、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積較廣等優(yōu)點，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)在無線接入、應(yīng)急通信、數(shù)據(jù)采集、專用組網(wǎng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。為了能夠在無線個域網(wǎng)WPAN的基礎(chǔ)上支持Mesh結(jié)構(gòu)， IEEE工作組于2009年提出了 IEEE 802. 15. 5標(biāo)準(zhǔn)(參見文獻(xiàn)IEEE Recommended Practicefor Information Technology-Part 15.5: Mesh Topology Capability in WirelessPersonal Area Networks (WPANs) [S], 2009);該標(biāo)準(zhǔn)繼承了 802. 15. I 802. 15. 4 標(biāo)準(zhǔn)的一些基本思想(如低功耗、低成本等)，提供了一種結(jié)構(gòu)框架，在不需要ZigBee或IP路由支持的情況下，使WPAN設(shè)備能夠支持互操作的、穩(wěn)定的和可擴展的無線網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。IEEE 802. 15. 5標(biāo)準(zhǔn)由兩部分組成低速率無線個域網(wǎng)狀網(wǎng)LR-WPAN Mesh和高速率無線個域網(wǎng)狀網(wǎng) HR (High Rate) -WPAN Mesh ;其中 LR-WPAN Mesh 的 MAC 層由 IEEE 802. 15. 4 標(biāo)準(zhǔn)定義(參見文獻(xiàn)IEEE Standard for Information Technology-Part 15. 4: WirelessLAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications forLow-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs) [S], 2006),在家庭和工業(yè)自動化控制、環(huán)境檢測、自動儀表和個人健康監(jiān)控方面具有廣泛的應(yīng)用；而HR-WPAN Mesh的MAC層則由IEEE 802. 15. 3/3b定義(參見文獻(xiàn)史曉晨，劉凱明，高錦春，劉元安.無線個域網(wǎng)Mesh網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)-IEEE802. 15. 5[J].計算機應(yīng)用研究，2011，28(1) : 43-246)，可以支持新興的多媒體應(yīng)用，如視頻會議和家庭環(huán)境中的高清晰度電視(HDTV)等。IEEE 802. 15. 5標(biāo)準(zhǔn)為LR-WPAN Mesh中的節(jié)點提供了兩種地址全球唯一的64比特的地址(作為MAC地址)和可重復(fù)使用的16比特的地址(作為網(wǎng)絡(luò)地址)。雖然使用全球唯一的64比特MAC地址可以避免沖突，但由于該類地址偏長，易造成網(wǎng)絡(luò)資源的浪費，因此在網(wǎng)絡(luò)形成后，可以考慮采用16比特的地址進(jìn)行通信。在使用16比特的地址之前，需要對LR-WPAN Mesh中的節(jié)點進(jìn)行地址分配。地址分配的主要目的，是通過分配16比特地址到網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點代替64比特MAC地址用于數(shù)據(jù)通信，減少通信過程中地址域的開銷；同時，在以單播路由方式傳輸數(shù)據(jù)時，用地址尋找下一跳可以無需路由發(fā)現(xiàn)，減少存儲空間占用、能量消耗和通信開銷。為敘述簡便，如無專門說明，下文所述“地址”皆指16比特的短地址。IEEE 802. 15. 5標(biāo)準(zhǔn)中的LR-WPAN部分包括了地址分配功能，其給出的地址分配方法如下
(I)協(xié)調(diào)器節(jié)點(coordinator)初始化后,通過廣播信標(biāo)巾貞通知周圍節(jié)點加入樹。(2)節(jié)點通過主動掃描比較信標(biāo)幀中攜帶的鏈路質(zhì)量和樹的深度信息選擇一個父節(jié)點回復(fù)入網(wǎng)申請消息，完成關(guān)聯(lián)，建立節(jié)點之間的父子關(guān)系。(3)作為路由設(shè)備(Mesh device)的節(jié)點加入樹后通過廣播信標(biāo)幀通知周圍節(jié)點加入。(4)每個節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)后都會設(shè)置一個時間閾值；如果等待時間超過了該閾值，但沒有收到任何其他節(jié)點發(fā)給自己的入網(wǎng)申請消息，則該節(jié)點作為葉節(jié)點發(fā)送地址申請消息到父節(jié)點，消息中包括子節(jié)點個數(shù)(此時為I)和預(yù)留地址個數(shù)字段。(5)非葉節(jié)點的節(jié)點收齊所有子節(jié)點的地址申請消息后，生成I個地址申請消息，計算子節(jié)點個數(shù)和預(yù)留地址個數(shù)之和，將結(jié)果填入地址申請消息的子節(jié)點個數(shù)和預(yù)留地址個數(shù)字段，然后將該地址申請消息發(fā)送到父節(jié)點。 (6)協(xié)調(diào)器收齊所有子節(jié)點的地址申請后，根據(jù)子節(jié)點個數(shù)和預(yù)留地址個數(shù)發(fā)送連續(xù)的地址塊給每個子節(jié)點；地址塊包括起始地址和結(jié)束地址，指示子節(jié)點可分配地址的范圍，起始地址代表該子節(jié)點的地址。未得到短地址的節(jié)點采用MAC地址進(jìn)行通信。目前在IEEE 802. 15系列標(biāo)準(zhǔn)中涉及樹結(jié)構(gòu)地址分配的方案還有IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 ZigBee 地址分配機制 DAAM (Distributed Address Assignment Mechanism)。在DAAM機制中，ZigBee地址分配之前首先要預(yù)設(shè)3個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)父節(jié)點允許接納的子節(jié)點最大個數(shù)Cm ;父節(jié)點允許接納的路由子節(jié)點最大個數(shù)Rm ；網(wǎng)絡(luò)的最大深度Lm。協(xié)調(diào)器節(jié)點初始化后廣播信標(biāo)幀通知周圍節(jié)點加入樹，并接受入網(wǎng)申請；其他節(jié)點通過比較收到的信標(biāo)幀中樹的深度信息選擇一個父節(jié)點回復(fù)入網(wǎng)申請消息；當(dāng)已獲得網(wǎng)絡(luò)地址的路由節(jié)點收到入網(wǎng)申請消息后，由網(wǎng)絡(luò)預(yù)設(shè)參數(shù)Cm、Rm、Lm以及本節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)深度d (協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)深度為0)，通過公式計算出地址偏移量參數(shù)Cskip (d)，再由Cskip (d)和子節(jié)點序號計算出子節(jié)點地址并發(fā)送給該子節(jié)點；路由節(jié)點獲得網(wǎng)絡(luò)地址后，如果計算出的Cskip (d)不為0，則繼續(xù)廣播信標(biāo)幀通知周圍節(jié)點加入樹。與LR-WPAN的地址分配機制相比，DAAM機制需要預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)Cm、Rm, Lm才能計算出為節(jié)點分配的地址；由于在不能完全掌握網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌那闆r下難以準(zhǔn)確預(yù)設(shè)Cm、Rm, Lm的值，因此有可能造成部分節(jié)點無法加入網(wǎng)絡(luò)；而LR-WPAN的地址分配方法在收集節(jié)點的需求信息之后才分配地址，不需要預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，具有更好的可擴展性。Chunhui Zhu 等比較了 ffiEE 802. 15. 5、ZigBee 和 6LoWPAN 三種技術(shù)在 Mesh網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用(參見文獻(xiàn)C.-H. Zhu, J. -L. Zheng, C. Ngo, et al. Low-Rate WPANMesh Network - An Enabling Technology for Ubiquitous Networks[C]. WirelessCommunications and Networking Conference, 2009: 1-6),指出 IEEE 802. 15. 5 標(biāo)準(zhǔn)定義的地址分配機制在地址空間上有更好的可擴展性。Myung J. Lee等研究了葉節(jié)點發(fā)送地址申請的等待時間閾值參數(shù)的設(shè)置(參見文獻(xiàn)M. J. Lee, R. Zhang, J. _L. Zheng,et al. IEEE 802.15.5 WPAN Mesh Standard-Low Rate Part: Meshing the WirelessSensor Networks [J], IEEE, 2010, 28(7) : 973-983.)，設(shè)計了計算時間閾值 T 的公式T=N-i ^timeintwval,其中i為當(dāng)前節(jié)點的深度,N和time—根據(jù)場景的具體情況設(shè)置；該公式表明等待時間閾值隨節(jié)點深度的增加而減小，可使離協(xié)調(diào)器近的路由節(jié)點盡可能加入網(wǎng)絡(luò)，但N和timeintOTval的值需要人為設(shè)置，難以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)情況。Woo Suk Ahn等提出了一種在低速WPAN Mesh網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高效地址管理的節(jié)點加入機制(參見文獻(xiàn):W. S. AhnjD. Y. Hwang, Κ. H. Kim. A joining mechanism for efficient address managementin low-rate WPAN Mesh[C]. International Conference on Advanced CommunicationTechnology, 2011: 67-70)，主要用于解決由于樹的層數(shù)增加過大和樹的拓?fù)洳痪鶆?某些節(jié)點含有過多的子節(jié)點)造成分配的地址不夠用的問題。對于樹的層數(shù)增加過大問題，力口入機制主要是通過參考父節(jié)點的信息，優(yōu)先考慮層數(shù)最低的節(jié)點作為潛在父節(jié)點，如果存在多個最低層數(shù)相等的潛在父節(jié)點，就參考鏈路質(zhì)量信息進(jìn)行選擇；對于樹的拓?fù)洳痪鶆騿栴}，加入機制通過在每個節(jié)點都分配到地址塊后，每個葉節(jié)點周期性地檢測除自身父節(jié)點以外的潛在父節(jié)點，參考樹的深度和鏈路質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整加入新的父節(jié)點，避免因節(jié)點移動帶來的拓?fù)渥兓^大造成過多節(jié)點無法獲得地址；但該加入機制對于如何減少地址分配開銷和降低分配時延未給出有效方案。從上述技術(shù)狀況可以看出在以IEEE 802. 15. 5標(biāo)準(zhǔn)LR-WPAN部分規(guī)定的節(jié)點地址分配方法為基礎(chǔ)的相關(guān)地址分配方法中，終端節(jié)點要發(fā)送專門的地址申請消息，這個地址申請操作是冗余的；父節(jié)點發(fā)送給子節(jié)點的地址分配消息中的結(jié)束地址信息是冗余信 息；部分父節(jié)點發(fā)送給子節(jié)點的地址分配消息中的起始地址信息是冗余信息；協(xié)調(diào)器收齊所有子節(jié)點地址申請消息才能進(jìn)行地址分配，在時延上存在冗余；路由節(jié)點等待子節(jié)點地址申請消息的時間閾值在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時人為預(yù)先設(shè)定，無法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件和運行機制自適應(yīng)設(shè)置，因而在時延上存在冗余。因此根據(jù)IEEE 802. 15. 5標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定LR-WPAN在節(jié)點地址分配的控制開銷和時間方面存在冗余，對地址分配的開銷、時延等性能有不利影響，因此，在本發(fā)明中我們將提出一種高效快速的節(jié)點地址分配方法，對上述問題加以解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對IEEE 802. 15. 5標(biāo)準(zhǔn)LR-WPAN部分規(guī)定的節(jié)點地址分配方法中存在的上述問題,提出一種高效快速的LR-WPAN Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址分配方法，從總體上降低LR-WPAN Mesh網(wǎng)絡(luò)地址分配的通信開銷和時延。本發(fā)明的技術(shù)方案針對地址分配消息和操作中存在的冗余，減少冗余的地址分配消息并精簡冗余的地址分配操作，自適應(yīng)設(shè)置路由節(jié)點等待地址申請消息的時間閾值，解決現(xiàn)有地址分配方法中存在的通信開銷和地址分配時延偏大的問題，提高地址分配方法的效率，加快節(jié)點地址分配過程，節(jié)省無線個域網(wǎng)的帶寬資源并延長網(wǎng)絡(luò)壽命。本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是提出一種適用于802. 15. 5 LR-ffPAN Mesh網(wǎng)絡(luò)的高效快速地址分配方法，去除終端節(jié)點的冗余地址申請操作；去除地址分配消息中的結(jié)束地址字段地址分配消息只包含起始地址字段，結(jié)束地址由子節(jié)點申請的地址個數(shù)與起始地址相加(地址遞增)或相減(地址遞減)得到，即結(jié)束地址=起始地址+地址申請數(shù)(地址遞增)或結(jié)束地址=起始地址-地址申請數(shù)(地址遞減)，從而無需將結(jié)束地址信息裝入地址分配消息。去除部分地址分配消息中的起始地址字段。當(dāng)滿足條件“節(jié)點要分配給子節(jié)點的地址與它自身地址的偏移量小于地址分配消息中“命令幀標(biāo)識”字段(Command FrameIdentifier，一個8位的無符號整數(shù)型字段)的保留值數(shù)量的1/2”時，地址分配消息中的起始地址信息可以由該消息的“命令幀標(biāo)識”字段捎帶，從而可以去除地址分配消息中的起始地址字段。具體為當(dāng)父節(jié)點準(zhǔn)備發(fā)送地址分配消息時，判斷需要分配的地址與本節(jié)點地址的偏移量，如果偏移量小于“命令幀標(biāo)識”字段的保留值數(shù)量的1/2時，則用地址分配消息的命令幀標(biāo)識字段的值表征子節(jié)點地址對父節(jié)點地址的偏移量，去掉地址分配消息的起始地址字段，然后將該地址分配消息發(fā)送給子節(jié)點。子節(jié)點收到地址分配消息后，根據(jù)該消息的“命令幀標(biāo)識”字段的值，自適應(yīng)判斷地址分配消息是否壓縮了地址字段；如果是，則根據(jù)父節(jié)點地址和“命令幀標(biāo)識”字段的值計算分配給自己的地址。協(xié)調(diào)器提前分配地址。當(dāng)協(xié)調(diào)器收到入網(wǎng)申請時，為第一和第二個申請入網(wǎng)的節(jié)點分別分配可分配地址中的最小地址(地址0x0001，“Ox”表示十六進(jìn)制數(shù)，下同)和可分配地址中的最大地址(OxFFFE)；已獲得地址的節(jié)點在收到第一個入網(wǎng)申請時，為發(fā)出該申請的子節(jié)點分配地址，根據(jù)公式(I)計算子節(jié)點地址
子井占財卜_丨本節(jié)點地址+ 1，地址從小到大分配
' =I本節(jié)點地址-1，地址從大到小分配(D不滿足提前分配條件的子節(jié)點發(fā)出地址分配請求時，協(xié)調(diào)器按現(xiàn)有方法規(guī)定的方式記錄該請求并等到地址分配條件滿足后再分配地址。路由節(jié)點自適應(yīng)設(shè)置等待時間閾值。路由節(jié)點根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件和運行機制動態(tài)自適應(yīng)地設(shè)置等待子節(jié)點地址申請消息的時間閾值，既能保證收到所有子節(jié)點的申請又能去除等待時間上的冗余。路由節(jié)點根據(jù)公式T=2maemaxBE MUnitBackoffperiod+τ設(shè)置時間閾值Τ，其中，aUnitBackoffperiod為CSMA/CA算法進(jìn)行退避的單位時間，macMaxBE為退避指數(shù)最大值，τ為入網(wǎng)申請消息的傳輸時延。路由節(jié)點在時間閾值T內(nèi)檢測信道，如果在時間T內(nèi)信道一直空閑，則本路由節(jié)點作為子節(jié)點發(fā)送地址申請消息到父節(jié)點；如果有其他節(jié)點加入路由節(jié)點，收齊子節(jié)點地址申請后發(fā)送地址申請消息到父節(jié)點；在發(fā)送地址申請消息時路由節(jié)點不申請預(yù)留地址，在地址分配時不發(fā)送結(jié)束地址，通過節(jié)點地址申請個數(shù)和地址分配消息中的起始地址計算結(jié)束地址；協(xié)調(diào)器根據(jù)收到的地址申請消息和子節(jié)點信息判斷是否分配地址，如果滿足地址分配條件，協(xié)調(diào)器為子節(jié)點分配地址，直至所有子節(jié)點都分配地址；當(dāng)路由節(jié)點收到單播給自己的消息后，根據(jù)節(jié)點地址增減屬性為子節(jié)點分配地址。協(xié)調(diào)器根據(jù)收到的地址申請消息和子節(jié)點信息判斷是否分配地址。具體為協(xié)調(diào)器收到地址申請消息時，對第一和第二個發(fā)送地址申請消息的節(jié)點分別分配可分配地址中的最小地址0x0001和可分配地址中的最大地址OxFFFE，第三個及以后發(fā)來地址申請消息的節(jié)點暫不分配地址。當(dāng)一個路由節(jié)點收到父節(jié)點發(fā)送給自己的地址分配消息時，判斷自己有無子節(jié)點，如果有子節(jié)點，進(jìn)一步判斷自己是否存儲有地址申請消息，如果沒有存儲地址申請消息，則根據(jù)收到的地址分配消息中的“命令幀標(biāo)識”字段值或自己的地址與父節(jié)點地址的大小關(guān)系，得到本節(jié)點的地址增減屬性。除協(xié)調(diào)器以外的其他節(jié)點分為地址遞增和地址遞減兩類屬性的節(jié)點，地址為0x0001的節(jié)點為地址遞增節(jié)點，地址為OxFFFE的節(jié)點為地址遞減節(jié)點。當(dāng)協(xié)調(diào)器收到申請數(shù)量為η的子節(jié)點發(fā)送的地址申請消息時，如果是由未分配地址的子節(jié)點發(fā)出，協(xié)調(diào)器記錄地址申請；如果是由已分配地址的子節(jié)點發(fā)出，協(xié)調(diào)器根據(jù)該子節(jié)點的地址增或減屬性，為子節(jié)點分配地址，如果是地址遞增節(jié)點，則協(xié)調(diào)器為子節(jié)點分配的地址分別為k+n、k+n+a、k+n+a+b、k+n+a+b+c、…；如果是地址遞減節(jié)點，則協(xié)調(diào)器分配的地址分別為k-n、k-n-a、k-n_a_b、k_n-a-b_c、.··，其中，未分配地址的子節(jié)點個數(shù)分別為a、b、C、…，k為子節(jié)點地址。當(dāng)路由節(jié)點收到申請數(shù)量為η的子節(jié)點發(fā)送的地址申請消息時，如果地址申請是由地址為q的子節(jié)點發(fā)出，根據(jù)節(jié)點的地址增減屬性分配地址，如果本節(jié)點為遞增節(jié)點，分配地址分別為q+n、q+n+a、q+n+a+b、q+n+a+b、…;如果本節(jié)點是遞減節(jié)點，分配地址分別為q-n、q-n-a、q-n-a-b、q-n-a_b、…，其中，發(fā)出請求的未分配地址的子節(jié)點的個數(shù)分別為a、b、C、…。路由節(jié)點利用地址分配消息中的“命令幀標(biāo)識”字段未使用的值(OxlS-OxFF)攜帶分配給子節(jié)點的地址偏移信息，去掉地址分配消息中的“起始地址”字段，具體為當(dāng)?shù)刂窞閗的路由節(jié)點需要將地址
權(quán)利要求
1.一種高效快速的LR-WPAN Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址分配方法，其特征是路由節(jié)點在時間閾值T內(nèi)檢測信道，如果在時間T內(nèi)信道一直空閑，則本路由節(jié)點作為子節(jié)點發(fā)送地址申請消息到協(xié)調(diào)器，如果有其他節(jié)點加入路由節(jié)點，收齊子節(jié)點地址申請后發(fā)送地址申請消息到協(xié)調(diào)器，在發(fā)送地址申請消息時路由節(jié)點不申請預(yù)留地址，在地址分配時不發(fā)送結(jié)束地址，通過節(jié)點地址申請個數(shù)和地址分配消息中的起始地址計算結(jié)束地址；協(xié)調(diào)器根據(jù)收到的地址申請消息和子節(jié)點信息判斷是否分配地址，如果滿足地址分配條件，協(xié)調(diào)器為子節(jié)點分配地址，直至所有子節(jié)點都分配地址；當(dāng)路由節(jié)點收到單播給自己的消息后，根據(jù)節(jié)點地址增減屬性為子節(jié)點分配地址。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地址分配方法，其特征是采用動態(tài)自適應(yīng)的方法設(shè)置時間閾值 T,根據(jù)公式T=2maeMaxBE · aUnitBackoffperiod+ τ 確定 Τ,其中，aUnitBackoffperiod為CSMA/CA算法進(jìn)行退避的單位時間，macMaxBE為退避指數(shù)最大值，τ為入網(wǎng)申請消息的傳輸時延。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地址分配方法，其特征是協(xié)調(diào)器根據(jù)收到的地址申請消息和子節(jié)點信息判斷是否分配地址具體為協(xié)調(diào)器收到地址申請消息時，對第一和第二個發(fā)送地址申請消息的節(jié)點分別分配可分配地址中的最小地址0x0001和可分配地址中的最大地址OxFFFE，第三個及以后發(fā)來地址申請消息的節(jié)點暫不分配地址。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地址分配方法，其特征是當(dāng)一個路由節(jié)點收到父節(jié)點發(fā)送給自己的地址分配消息時，判斷自己有無子節(jié)點；如果有子節(jié)點，則進(jìn)一步判斷自己是否存儲有地址申請消息；如果沒有存儲地址申請消息，則根據(jù)收到的地址分配消息中的“命令幀標(biāo)識”字段值或自己的地址與父節(jié)點地址的大小關(guān)系，得到本節(jié)點的地址增減屬性。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地址分配方法，其特征是除協(xié)調(diào)器以外的其他節(jié)點分為地址遞增和地址遞減兩類屬性的節(jié)點，地址為0x0001的節(jié)點為地址遞增節(jié)點，地址為OxFFFE的節(jié)點為地址遞減節(jié)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地址分配方法，其特征是當(dāng)協(xié)調(diào)器收到申請數(shù)量為η的子節(jié)點發(fā)送的地址申請消息時，如果是由未分配地址的子節(jié)點發(fā)出，協(xié)調(diào)器記錄地址申請；如果是由已分配地址的子節(jié)點發(fā)出，協(xié)調(diào)器根據(jù)該子節(jié)點的地址增或減屬性，為子節(jié)點分配地址，如果是地址遞增節(jié)點，則協(xié)調(diào)器為子節(jié)點分配的地址分別為k+n、k+n+a、k+n+a+b、k+n+a+b+c、…；如果是地址遞減節(jié)點，則協(xié)調(diào)器分配的地址分別為k_n、k_n_a、k-n-a-b、k-n-a-b-c、···,其中，未分配地址的子節(jié)點個數(shù)分別為a、b、c、為子節(jié)點地址。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地址分配方法，其特征是當(dāng)路由節(jié)點收到申請數(shù)量為η的子節(jié)點發(fā)送的地址申請消息時，如果地址申請是由地址為q的子節(jié)點發(fā)出，根據(jù)節(jié)點的地址增減屬性分配地址，如果本節(jié)點為遞增節(jié)點，分配地址分別為q+n、q+n+a、q+n+a+b、q+n+a+b、…;如果本節(jié)點是遞減節(jié)點，分配地址分別為q-n、q-n-a、q-n-a-b、q-n-a_b、…，其中，發(fā)出請求的未分配地址的子節(jié)點的個數(shù)分別為a、b、c、…。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地址分配方法，其特征是路由節(jié)點利用地址分配消息中的“命令幀標(biāo)識”字段未使用的值(OxlS-OxFF)攜帶分配給子節(jié)點的地址偏移信息，去掉地址分配消息中的“起始地址”字段，具體為當(dāng)?shù)刂窞閗的路由節(jié)點需要將地址j分配 I R給子節(jié)點時，如果2 成立，則該路由節(jié)點用“命令幀標(biāo)識”字段的值f攜帶分配給子節(jié)點的地址偏移，且刪除地址分配消息中的“起始地址”字段；根據(jù)公式
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地址分配方法，其特征是當(dāng)一個節(jié)點收到父節(jié)點發(fā)來的地址分配消息且該消息中的“命令幀標(biāo)識”字段的值位于0x18到OxFF之間時，根據(jù)公式
全文摘要
本發(fā)明提出一種高效快速的LR-WPAN Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址分配方法。在地址申請階段去除終端節(jié)點的冗余地址申請，并且路由節(jié)點自適應(yīng)設(shè)置等待時間閾值；在地址分配階段去除地址分配消息中的“結(jié)束地址”字段、去除部分地址分配消息中的“起始地址”字段，并且協(xié)調(diào)器提前分配地址。本發(fā)明通過去除終端節(jié)點的冗余地址申請操作和地址分配消息的冗余字段、使協(xié)調(diào)器無需收齊所有子節(jié)點的地址申請消息便能提前為部分節(jié)點分配地址以及為路由節(jié)點自適應(yīng)設(shè)置等待時間閾值等操作，能夠減少通信開銷，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，減小地址分配時延，加快節(jié)點地址分配進(jìn)程。
文檔編號H04L29/12GK102970392SQ20121055171
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者任智, 劉硯, 陳前斌, 徐中浩, 陳紅, 曹亞楠 申請人:重慶郵電大學(xué)