ご返答ありがとうございます。

ノードが密集していない場合、例えば単純にノード数を8個（間隔は150m）に減らして行った場合は、正常に終了します。

当初のノード数で行った場合、ある既にPANに参加しているノードがビーコンの受信に連続で失敗し、他のコーディネータにアソシエイトするときに、そのコーディネータが自分の子のビーコンを受信して、そこにアソシエイトリクエストを送信してしまうことから、ループが発生してしまうようです。

やはりノード間の干渉が少ないように、ノードの配置を考える必要があるのでしょうか。