本文關(guān)鍵詞：ZigBee地址分配算法及路由策略研究與改進

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【摘要】：ZigBee是一種速率低、節(jié)能、成本低的面向可用產(chǎn)品及應(yīng)用的無線個人局域網(wǎng)的全球標(biāo)準(zhǔn),與藍(lán)牙、Wi-Fi等其他無線個人局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)不同,ZigBee提供了低功率的無線樹狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò),可以支持成千個設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中。雖然ZigBee技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟,但它的默認(rèn)地址分配算法以及樹路由算法仍存在改進的空間。為了下文介紹對ZigBee所做的改進做鋪墊,本文先簡單地介紹了ZigBee技術(shù)的框架和層次,ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渑c設(shè)備的種類,并介紹了當(dāng)前的應(yīng)用范圍和與其他通信方式的比較,能夠?qū)igBee有一個初步的了解和認(rèn)識。接著對它默認(rèn)的地址分配機制和路由算法進行了研究,并說明了ZigBee的組網(wǎng)過程和產(chǎn)生孤立節(jié)點的原因以及它的樹路由和AODVjr路由算法的優(yōu)點和缺點。為解決前文提出的ZigBee的不足,論文提出了基于代理節(jié)點的ABAAM算法和基于鄰居表的最短路徑算法STR。ZigBee的分布式地址分配算法存在網(wǎng)絡(luò)孤立點問題,當(dāng)這種現(xiàn)象發(fā)生后而沒有進一步的措施,論文針對這個問題提出了一種基于代理節(jié)點的地址分配機制ABAAM,在保持與原有協(xié)議兼容的基礎(chǔ)上增加了一些格式和命令,使得當(dāng)節(jié)點由于無法與鄰居表中的潛在父節(jié)點關(guān)聯(lián)時則選取其中一個作為代理節(jié)點,代理節(jié)點將分配網(wǎng)絡(luò)空閑地址進行入網(wǎng),因此降低了網(wǎng)絡(luò)孤點。為改進路由效率,本文還提出一種與ABAAM兼容的基于鄰居表的最短路徑路由算法STR,通過遍歷計算鄰居表中到目的節(jié)點的路由跳數(shù)最少的鄰居節(jié)點作為下一跳地址。理論分析得出STR可以減少ZTR的跳數(shù)。在NS2中的對ZTR、STR和AODV算法的仿真對比表明此算法是一種簡單而且網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)異的路由算法。
【關(guān)鍵詞】：ZigBee 地址分配 路由算法 孤立點 鄰居表
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（沈陽計算技術(shù)研究所）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 引言9-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要工作14
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第二章 ZigBee技術(shù)簡介16-22
• 2.1 協(xié)議�？蚣芙榻B16-17
• 2.2 設(shè)備類型與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>17-18
• 2.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用18-20
• 2.4 ZigBee與其他無線通信的比較20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第三章 ZigBee地址分配與路由算法研究22-30
• 3.1 地址分配機制22-24
• 3.1.1 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)22
• 3.1.2 分布式分配機制DAAM22-24
• 3.1.3 隨機地址分配方式24
• 3.2 無線網(wǎng)絡(luò)的常見路由算法24-26
• 3.2.1 路由算法的分類24-25
• 3.2.2 無線自組網(wǎng)絡(luò)的路由算法25-26
• 3.2.3 無線傳感器網(wǎng)路的路由算法26
• 3.3 ZigBee路由算法26-29
• 3.3.1 ZTR樹路由算法26-28
• 3.3.2 AODVjr算法28-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第四章 基于代理節(jié)點的地址分配算法設(shè)計與實現(xiàn)30-50
• 4.1 ZigBee三種數(shù)據(jù)表與網(wǎng)絡(luò)幀格式30-34
• 4.1.1 三種數(shù)據(jù)表30-31
• 4.1.2 幀格式31-34
• 4.2 ZigBee節(jié)點的組網(wǎng)過程34-35
• 4.3 網(wǎng)絡(luò)孤立點產(chǎn)生原因35-36
• 4.4 空閑地址空間的公式推導(dǎo)36-37
• 4.5 基于代理節(jié)點的地址分配算法ABAAM37-41
• 4.5.1 ABAAM算法的設(shè)計思路37-38
• 4.5.2 ABAAM所需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)38-39
• 4.5.3 ABAAM算法的基本過程39-41
• 4.5.4 代理地址轉(zhuǎn)換過程41
• 4.6 ABAAM算法的實現(xiàn)41-46
• 4.6.1 ZBOSS簡介41-42
• 4.6.2 代碼的修改42-46
• 4.7 節(jié)點通信實驗46-48
• 4.7.1 實驗環(huán)境設(shè)置46-48
• 4.7.2 結(jié)果及分析48
• 4.8 仿真及結(jié)果分析48-49
• 4.9 本章小結(jié)49-50
• 第五章 基于鄰居表的最短路徑算法設(shè)計與仿真50-61
• 5.1 ZigBee基本路由策略50
• 5.2 基于鄰居表的最短路徑算法思想50-52
• 5.3 STR算法的偽代碼52-54
• 5.3.1 計算每層公共父節(jié)點52-53
• 5.3.2 計算下一跳地址53-54
• 5.4 基于鄰居表的最短路徑算法的理論分析54-55
• 5.5 STR算法與ABAAM的兼容性分析55
• 5.6 仿真結(jié)果及分析55-60
• 5.6.1 仿真參數(shù)設(shè)置56
• 5.6.2 結(jié)果與分析56-60
• 5.7 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)束語61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 發(fā)表文章67-68
• 致謝68

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