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ZigBee网络高稳定路由算法研究

作　者: 蔡迎玲
导　师: 杨春勇
学　校: 中南民族大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: ZigBee ClusterTree+AODVjr 簇(Cluster)算法动态成簇
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 5次
引　用: 0次
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内容摘要

ZigBee技术凭借其在成本、功耗、速率等方面的特点在无线传感器网络领域得到广泛应用。然而，在实际应用中，因ZigBee网络节点移动或网络拓扑变化会导致较为严重的数据传输故障。经典的路由重建算法虽然能够减小因拓扑变化引起的通信质量劣化，但控制开销造成较大的能源消耗，会加剧缩短网络生存期。为了提高ZigBee网络移动鲁棒性，减小网络路由开销，本文综合利用混合路由协议ClusterTree+AODVjr与簇(Cluster)算法分别在能耗和移动管理方面的优势，提出混合动态成簇高稳定度路由算法。主要研究内容包括：1）对比分析Cluster-Tree、 AODVjr以及ClusterTree+AODVjr的性能；2）设计基于ClusterTree+AODVjr协议的混合动态成簇路由算法；3）利用NS2仿真验证ClusterTree+AODVjr协议混合动态成簇路由算法性能。创新之处在于本文所提算法利用自动组簇以及簇重组过程中的自动管理机制，允许簇中节点自动更换传输状态，簇可以根据网络拓扑结构的改变自动拆分与合并。因此，在自动组簇机制的作用下，ZigBee网络节点移动后可以做到及时响应拓扑变化，快速重建网络连接，减少丢包现象，提高网络有效分组递交率；而且，还利用减少路由请求分组RREQ（Route REQuest）的洪泛广播降低能耗。仿真结果表明，与原ClusterTree+AODVjr算法相比，本文研究的改进算法可有效地提高移动场景下的分组递交率，合理地控制网络开销，保证ZigBee网络的移动鲁棒性和网络生存期。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第1章引言  8-13
  1.1 课题背景与意义  8-9
  1.2 课题研究现状  9-11
  1.3 论文主要工作及章节安排  11-13
第2章 ZigBee 网络路由协议  13-26
  2.1 ZigBee 网络配置和网络拓扑  13-14
  2.2 ZigBee 组网技术与地址分配机制  14-16
  2.3 ZigBee 路由协议及路由机制  16-25
    2.3.1 Cluster-Tree 协议  16-17
    2.3.2 AODVjr 协议  17-18
    2.3.3 ClusterTree+AODVjr 混合路由协议  18-22
    2.3.4 ZigBee 路由机制  22-25
  2.4 本章小节  25-26
第3章 ClusterTree+AODVjr 协议的组簇优化  26-35
  3.1 问题分析  26-27
  3.2 自动组簇方案  27-32
    3.2.1 簇结构  27-29
    3.2.2 簇重组  29-32
  3.3 改进后的路由算法  32-33
  3.4 本章小结  33-35
第4章 NS 仿真实验与性能分析  35-44
  4.1 仿真工具的选择  35
  4.2 仿真环境搭建  35-38
  4.3 改进算法的仿真比较  38-42
  4.4 本章小结  42-44
第5章结论及后续工作  44-46
  5.1 本文结论  44
  5.2 后续工作  44-46
参考文献  46-50
致谢  50-51
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  51

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