本文關(guān)鍵詞：基于負載均衡的ZigBee網(wǎng)絡(luò)多徑路由算法研究

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【摘要】：Zig Bee作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵的短距離無線通信技術(shù),憑借著其低成本、低功耗和高安全性等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于自動控制和遠程監(jiān)控等領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)層是Zig Bee協(xié)議中最關(guān)鍵的一層,而網(wǎng)絡(luò)層中的路由協(xié)議對整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量以及網(wǎng)絡(luò)的性能有很大的影響。路由協(xié)議的改進和優(yōu)化可以在很大程度上改善網(wǎng)絡(luò)的整體性能。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,Zig Bee技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越多,只有不斷的提升Zig Bee網(wǎng)絡(luò)的性能才能滿足物聯(lián)網(wǎng)不斷增長的需求。本文在對Zig Bee協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層路由機制進行深入研究的基礎(chǔ)上,對Zig Bee網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的路由協(xié)議進行了總結(jié)和分析,并重點研究了Zig Bee網(wǎng)絡(luò)中的多徑樹路由協(xié)議。針對現(xiàn)有多徑路由協(xié)議中存在的路徑間干擾和流量分配不均衡問題,通過對Z-MHTR路由算法進行改進和優(yōu)化,提出一種基于負載均衡的Zig Bee多徑路由算法—Z-LBMR,以達到減少路徑間干擾和網(wǎng)絡(luò)負載均衡的目的:(1)為減少路徑間干擾,提出了一種新的多徑樹路由建立機制。首先,在每個節(jié)點維護的鄰居表中添加干擾標志位,當(dāng)主路徑建立完畢之后,主路徑周圍的節(jié)點將會被標記為干擾節(jié)點。然后,當(dāng)子路徑建立時可以很好的避開這些節(jié)點,這樣在各路徑之上數(shù)據(jù)的傳輸彼此不受影響,從而極大的減少數(shù)據(jù)碰撞和丟包情況,不僅提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?而且增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挕?2)負載的合理分配可以保護主路徑避免因為過度的使用而過早失效,使網(wǎng)絡(luò)資源得到更高效的利用。本文提出一種有效的負載分配算法,在對源節(jié)點進行流量負載分配時不只是考慮路徑的跳數(shù),而是綜合考慮每條路徑的鏈路質(zhì)量、時延、剩余能量等信息。通過獲得的各路徑性能指標的相關(guān)信息,然后根據(jù)這些信息計算在各條路徑上進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的比率,完成負載分配。(3)在NS2仿真環(huán)境下對樹路由、Z-MHTR和Z-LBMR路由算法進行仿真對比,并對仿真結(jié)果進行了詳細的分析。仿真結(jié)果表明,Z-LBMR算法相對同類型的路由算法在分組投遞率、平均端到端時延和網(wǎng)絡(luò)生存周期方面都有明顯改善。
【關(guān)鍵詞】：Zig Bee 多徑路由 徑間干擾 負載均衡
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 Zig Bee技術(shù)的研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 ZigBee技術(shù)概述及優(yōu)缺點分析10-11
• 1.2.2 ZigBee技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題11-13
• 1.3 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)層路由算法研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容15-18
• 第2章 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的研究與分析18-29
• 2.1 引言18-19
• 2.2 IEEE 802.15.4 標準19-23
• 2.2.1 IEEE 802.15.4 物理層(PHY)規(guī)范19-21
• 2.2.2 IEEE 802.15.4 媒體訪問控制層(MAC)規(guī)范21-23
• 2.3 Zig Bee協(xié)議規(guī)范23-26
• 2.3.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)層(NWK)規(guī)范23-24
• 2.3.2 ZigBee應(yīng)用層(APL)規(guī)范24-26
• 2.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)特性26-28
• 2.4.1 ZigBee組網(wǎng)26-27
• 2.4.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于負載均衡的ZigBee網(wǎng)絡(luò)多徑路由算法29-44
• 3.1 引言29
• 3.2 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)路由算法研究29-37
• 3.2.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)單徑路由算法研究30-35
• 3.2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)多徑樹路由算法研究35-37
• 3.3 基于負載均衡的ZigBee網(wǎng)絡(luò)多徑路由算法37-43
• 3.3.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)及能量模型37-39
• 3.3.2 路徑建立過程39-42
• 3.3.3 負載分配及數(shù)據(jù)傳輸42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章Z-LBMR路由算法在NS2下的動態(tài)仿真與分析44-56
• 4.1 引言44
• 4.2 NS2仿真軟件的架構(gòu)和原理分析44-49
• 4.2.1 NS2網(wǎng)絡(luò)模擬過程44-46
• 4.2.2 NS2的主要組件及路由模擬機制46-49
• 4.3 Z-LBMR路由算法仿真實現(xiàn)49-52
• 4.3.1 仿真環(huán)境參數(shù)49
• 4.3.2 tcl腳本和仿真實現(xiàn)49-52
• 4.4 Z-LBMR路由算法性能分析52-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 全文總結(jié)與展望56-58
• 5.1 全文工作總結(jié)56-57
• 5.2 未來工作展望57-58
• 參考文獻58-63
• 作者簡介63
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果63-64
• 致謝64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：542886