本文關(guān)鍵詞：基于智能家居平臺(tái)的無線組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：隨著人民生活水平的提升和科技的進(jìn)步,家庭智能化逐漸成為發(fā)展的必然趨勢。其中,低成本、低功耗和低速率的Zigbee技術(shù)無疑是智能家居的最佳選擇。然而,由于無線自組織(ad-hoc)網(wǎng)絡(luò)得到廣泛應(yīng)用,而且普及率不斷提高,提供的服務(wù)類別與服務(wù)面越來越廣泛,同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量也有越來越高的要求,如何根據(jù)實(shí)際應(yīng)用改善和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量是本文的主要研究目的。本文主要對(duì)基于IEEE802.15.4協(xié)議的無線自組織網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行分析,在理論分析與實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上找到改善網(wǎng)絡(luò)性能的方案。首先,本文通過將ZigBee網(wǎng)絡(luò)與經(jīng)典的AODV路由協(xié)議結(jié)合,運(yùn)用NS2仿真平臺(tái),仿真測試了基于不同傳輸半徑下的路由發(fā)現(xiàn)時(shí)延以及端到端的時(shí)延,分析了傳輸半徑對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響,為改善和優(yōu)化ZigBee網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提供了建議。仿真結(jié)果表示,傳輸半徑增大,路由發(fā)現(xiàn)時(shí)延會(huì)提高,而端到端的時(shí)延會(huì)降低。因此可以根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求來改變節(jié)點(diǎn)的傳輸半徑,提高網(wǎng)絡(luò)各方面的性能。此外,網(wǎng)絡(luò)主要由路由及兼具終端等不同的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組合而成,因此借助無線路構(gòu)建自治的臨時(shí)系統(tǒng),就形成了新型的無線網(wǎng)絡(luò)——移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad Hoc Networks,MANET)。因?yàn)槎嗵W(wǎng)絡(luò),所以移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)需要借助于中間節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫時(shí)性保存或者轉(zhuǎn)發(fā)等功能,所以路由協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的第一重要步驟。本文將在AODV的基礎(chǔ)上,加上對(duì)節(jié)點(diǎn)接口緩存隊(duì)列長度的考量,設(shè)計(jì)一個(gè)帶有QoS感知的路由協(xié)議,即基于隊(duì)列長度改進(jìn)AODV的方案——AODV-Queue協(xié)議。仿真結(jié)果表明,在極其輕便的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載背景下,AODV的性能也能夠完全在AODV-Queue協(xié)議中表現(xiàn)出來;即使負(fù)載加重,在這種協(xié)議中也能夠有效降低丟包率,并且具有較好的穩(wěn)定性與持久性,能夠確保網(wǎng)絡(luò)性能的良好體現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：無線自組織網(wǎng)絡(luò) IEEE802.15.4 AODV 傳輸半徑 時(shí)延 移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò) AODV-Queue 丟包
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU855;TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 引言8
• 1.2 選題背景與意義8-13
• 1.2.1 智能家居的概述8-10
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述10-12
• 1.2.3 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)12-13
• 1.3 課題來源與研究意義13-15
• 1.4 研究現(xiàn)狀及主要研究內(nèi)容15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-18
• 第2章 IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的基本問題18-28
• 2.1 引言18-19
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)組成及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)19-20
• 2.3 協(xié)議棧結(jié)構(gòu)20-21
• 2.4 功能概述21-23
• 2.4.1 超幀結(jié)構(gòu)21-22
• 2.4.2 數(shù)據(jù)傳輸模型22
• 2.4.3 數(shù)據(jù)可靠傳輸機(jī)制22-23
• 2.4.4 低功耗策略23
• 2.4.5 數(shù)據(jù)安全策略23
• 2.5 物理層規(guī)范23-25
• 2.5.1 信道分配和調(diào)制方式23-24
• 2.5.2 物理層模型24-25
• 2.6 媒體訪問控制層規(guī)范25-27
• 2.6.1 MAC子層信道訪問方式26
• 2.6.2 CSMA/CA機(jī)制26-27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 第3章 基于AODV路由協(xié)議的Zig Bee網(wǎng)絡(luò)性能研究與分析28-39
• 3.1 引言28-29
• 3.2 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)29-30
• 3.3 AODV路由30-34
• 3.3.1 路徑的發(fā)現(xiàn)31
• 3.3.2 反向路徑設(shè)置31-32
• 3.3.3 轉(zhuǎn)發(fā)路徑的設(shè)置32-34
• 3.4 網(wǎng)絡(luò)性能分析34-36
• 3.4.1 傳輸范圍對(duì)干擾的影響34
• 3.4.2 CSMA/CA模型34-35
• 3.4.3 性能分析35-36
• 3.5 實(shí)驗(yàn)仿真36-38
• 3.5.1 仿真環(huán)境及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)36-37
• 3.5.2 結(jié)果分析37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第4章 基于Queue Length的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計(jì)39-47
• 4.1 引言39-40
• 4.2 系統(tǒng)模型（System Model）40
• 4.3 基于節(jié)點(diǎn)隊(duì)列長度（Queue Length）的路由選擇算法的設(shè)計(jì)40-41
• 4.4 改進(jìn)的AODV協(xié)議在NS2中的實(shí)現(xiàn)41-43
• 4.5 基于Queue Length改進(jìn)的AODV協(xié)議與AODV協(xié)議的仿真比較43-45
• 4.5.1 兩個(gè)協(xié)議采用不同的路徑43-44
• 4.5.2 比較兩個(gè)協(xié)議的平均丟包率44-45
• 4.5.3 比較兩個(gè)協(xié)議的平均分組時(shí)延45
• 4.6 本章小結(jié)45-47
• 第5章 總結(jié)及展望47-49
• 5.1 總結(jié)47
• 5.2 展望47-49
• 參考文獻(xiàn)49-51
• 附錄一 符號(hào)與標(biāo)記51-52
• 附錄二 英文縮略語表52-53
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果53-54
• 致謝54

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