ZigBee网络混合路由算法研究

发布时间：2017-07-30 22:08

  本文关键词：ZigBee网络混合路由算法研究

  更多相关文章： ZigBee 路由算法 分簇 节点能量 灰色关联

【摘要】：ZigBee网络节点发射功率受能量因素制约,节点间的通信覆盖范围通常较小。如何寻找中间节点转发数据分组,以实现源节点与目的节点之间的有效通信,变得越来越重要。此外,由于ZigBee技术自身的特性,传统路由算法在ZigBee网络中的适应性较差。如何为ZigBee网络提供一个高效和可靠的路由算法是当前ZigBee网络研究的重点。本文主要对ZigBee网络路由发现过程进行研究,具体工作内容如下:1.针对节点静止场景下,ZBR(ZigBee Routing,ZBR)路由算法在路由发现过程中存在路由开销大和能量消耗不均匀的问题,本文设计了一种基于分簇机制的能量均衡ZigBee网络路由算法。该算法先通过分析无线传感网络中分簇算法的特性,提出适用于ZigBee网络的分簇改进策略。然后在此基础上引出邻簇序列的概念,并利用邻簇序列中包含的节点相对位置关系,来有效限制路由请求过程中RREQ(Route REQuest,RREQ)消息的转发方向和范围。这样既可以减少网络中冗余RREQ消息个数,又能降低网络中分组碰撞的可能性。最后在选择路径时,综合考虑节点剩余能量和路径长度等因素,来选择一条合理有效的路径为下一步数据分组转发做准备。仿真结果表明,与原来的ZBR算法相比,该算法可以在一定程度上减少网络控制开销、提高网络分组投递率和剩余能量比例,并延长节点存活时间。2.针对节点移动场景下ZBR路由算法性能下降的问题,本文设计了一种基于灰色关联的ZigBee网络混合路由算法。该算法通过将网络中节点剩余能量、剩余队列长度(负载情况)以及链路质量(节点间距离大小)等信息添加到路由请求消息RREQ中,来对ZBR路由算法的路由建立过程进行改进。由于灰色关联算法可以在多影响因子情况下选择最优目标,所以基于灰色关联的ZigBee网络混合路由算法可以选择一条综合最优的路径转发数据分组。仿真结果表明,相比于原ZBR路由算法,该算法不仅可以控制网络平均端到端时延,还可以有效提高分组投递率和减少路由发现频率。
【关键词】：ZigBee 路由算法 分簇 节点能量 灰色关联
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-12
• 注释表12-14
• 第1章 绪论14-21
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 Zig Bee网络特征15-16
• 1.3 研究现状与挑战16-19
• 1.3.1 国内外研究现状16-18
• 1.3.2 研究挑战18-19
• 1.4 论文研究内容与组织结构19-21
• 1.4.1 论文主要研究内容19
• 1.4.2 论文组织结构19-21
• 第2章 Zig Bee网络技术与路由算法研究21-33
• 2.1 Zig Bee网络技术21-23
• 2.1.1 Zig Bee网络节点类型21
• 2.1.2 Zig Bee网络拓扑结构21-22
• 2.1.3 Zig Bee组网方式22-23
• 2.2 地址分配方案23-26
• 2.2.1 分布式地址分配方案24-26
• 2.2.2 随机地址分配方案26
• 2.3 Zig Bee网络经典路由算法26-32
• 2.3.1 Cluster-Tree路由算法26-27
• 2.3.2 AODVjr路由算法27-31
• 2.3.3 ZBR路由算法31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章基于分簇机制的能量均衡ZigBee网络路由算法33-55
• 3.1 网络模型33-34
• 3.2 分簇算法概述34-36
• 3.2.1 分簇基本思想34
• 3.2.2 分簇算法的基本内容34-36
• 3.3 CM-EBZBR路由算法设计36-43
• 3.3.1 分簇算法改进策略36-38
• 3.3.2 邻簇序列38-40
• 3.3.3 RREQ转发规则40-42
• 3.3.4 Cluster-Tree算法改进策略42-43
• 3.3.5 路径代价函数43
• 3.4 CM-EBZBR路由算法实现43-46
• 3.5 仿真分析46-53
• 3.5.1 仿真参数设置46-47
• 3.5.2 仿真结果分析47-53
• 3.6 本章小结53-55
• 第4章 基于灰色关联的Zig Bee网络混合路由算法55-73
• 4.1 灰色关联算法55-57
• 4.1.1 灰色关联算法概述55
• 4.1.2 灰色关联算法基本原理55-57
• 4.2 GRA-ZBR路由算法设计57-64
• 4.2.1 影响评估因子选取57-60
• 4.2.2 灰色关联算法改进策略60-62
• 4.2.3 灰色关联算法在路由算法中的应用分析62-64
• 4.3 GRA-ZBR路由算法实现64-66
• 4.4 仿真分析66-72
• 4.4.1 仿真参数设置66-67
• 4.4.2 仿真结果分析67-72
• 4.5 本章小结72-73
• 第5章 总结与展望73-75
• 5.1 论文总结73-74
• 5.2 展望74-75
• 参考文献75-80
• 致谢80-81
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：596250