本文關鍵詞：ZigBee網(wǎng)絡混合路由算法研究

  更多相關文章： ZigBee 路由算法 分簇 節(jié)點能量 灰色關聯(lián)

【摘要】：ZigBee網(wǎng)絡節(jié)點發(fā)射功率受能量因素制約,節(jié)點間的通信覆蓋范圍通常較小。如何尋找中間節(jié)點轉發(fā)數(shù)據(jù)分組,以實現(xiàn)源節(jié)點與目的節(jié)點之間的有效通信,變得越來越重要。此外,由于ZigBee技術自身的特性,傳統(tǒng)路由算法在ZigBee網(wǎng)絡中的適應性較差。如何為ZigBee網(wǎng)絡提供一個高效和可靠的路由算法是當前ZigBee網(wǎng)絡研究的重點。本文主要對ZigBee網(wǎng)絡路由發(fā)現(xiàn)過程進行研究,具體工作內(nèi)容如下:1.針對節(jié)點靜止場景下,ZBR(ZigBee Routing,ZBR)路由算法在路由發(fā)現(xiàn)過程中存在路由開銷大和能量消耗不均勻的問題,本文設計了一種基于分簇機制的能量均衡ZigBee網(wǎng)絡路由算法。該算法先通過分析無線傳感網(wǎng)絡中分簇算法的特性,提出適用于ZigBee網(wǎng)絡的分簇改進策略。然后在此基礎上引出鄰簇序列的概念,并利用鄰簇序列中包含的節(jié)點相對位置關系,來有效限制路由請求過程中RREQ(Route REQuest,RREQ)消息的轉發(fā)方向和范圍。這樣既可以減少網(wǎng)絡中冗余RREQ消息個數(shù),又能降低網(wǎng)絡中分組碰撞的可能性。最后在選擇路徑時,綜合考慮節(jié)點剩余能量和路徑長度等因素,來選擇一條合理有效的路徑為下一步數(shù)據(jù)分組轉發(fā)做準備。仿真結果表明,與原來的ZBR算法相比,該算法可以在一定程度上減少網(wǎng)絡控制開銷、提高網(wǎng)絡分組投遞率和剩余能量比例,并延長節(jié)點存活時間。2.針對節(jié)點移動場景下ZBR路由算法性能下降的問題,本文設計了一種基于灰色關聯(lián)的ZigBee網(wǎng)絡混合路由算法。該算法通過將網(wǎng)絡中節(jié)點剩余能量、剩余隊列長度(負載情況)以及鏈路質量(節(jié)點間距離大小)等信息添加到路由請求消息RREQ中,來對ZBR路由算法的路由建立過程進行改進。由于灰色關聯(lián)算法可以在多影響因子情況下選擇最優(yōu)目標,所以基于灰色關聯(lián)的ZigBee網(wǎng)絡混合路由算法可以選擇一條綜合最優(yōu)的路徑轉發(fā)數(shù)據(jù)分組。仿真結果表明,相比于原ZBR路由算法,該算法不僅可以控制網(wǎng)絡平均端到端時延,還可以有效提高分組投遞率和減少路由發(fā)現(xiàn)頻率。
【關鍵詞】：ZigBee 路由算法 分簇 節(jié)點能量 灰色關聯(lián)
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-12
• 注釋表12-14
• 第1章 緒論14-21
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 Zig Bee網(wǎng)絡特征15-16
• 1.3 研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)16-19
• 1.3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.2 研究挑戰(zhàn)18-19
• 1.4 論文研究內(nèi)容與組織結構19-21
• 1.4.1 論文主要研究內(nèi)容19
• 1.4.2 論文組織結構19-21
• 第2章 Zig Bee網(wǎng)絡技術與路由算法研究21-33
• 2.1 Zig Bee網(wǎng)絡技術21-23
• 2.1.1 Zig Bee網(wǎng)絡節(jié)點類型21
• 2.1.2 Zig Bee網(wǎng)絡拓撲結構21-22
• 2.1.3 Zig Bee組網(wǎng)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 隨機地址分配方案26
• 2.3 Zig Bee網(wǎng)絡經(jīng)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 本章小結32-33
• 第3章基于分簇機制的能量均衡ZigBee網(wǎng)絡路由算法33-55
• 3.1 網(wǎng)絡模型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 分簇算法的基本內(nèi)容34-36
• 3.3 CM-EBZBR路由算法設計36-43
• 3.3.1 分簇算法改進策略36-38
• 3.3.2 鄰簇序列38-40
• 3.3.3 RREQ轉發(fā)規(guī)則40-42
• 3.3.4 Cluster-Tree算法改進策略42-43
• 3.3.5 路徑代價函數(shù)43
• 3.4 CM-EBZBR路由算法實現(xiàn)43-46
• 3.5 仿真分析46-53
• 3.5.1 仿真參數(shù)設置46-47
• 3.5.2 仿真結果分析47-53
• 3.6 本章小結53-55
• 第4章 基于灰色關聯(lián)的Zig Bee網(wǎng)絡混合路由算法55-73
• 4.1 灰色關聯(lián)算法55-57
• 4.1.1 灰色關聯(lián)算法概述55
• 4.1.2 灰色關聯(lián)算法基本原理55-57
• 4.2 GRA-ZBR路由算法設計57-64
• 4.2.1 影響評估因子選取57-60
• 4.2.2 灰色關聯(lián)算法改進策略60-62
• 4.2.3 灰色關聯(lián)算法在路由算法中的應用分析62-64
• 4.3 GRA-ZBR路由算法實現(xiàn)64-66
• 4.4 仿真分析66-72
• 4.4.1 仿真參數(shù)設置66-67
• 4.4.2 仿真結果分析67-72
• 4.5 本章小結72-73
• 第5章 總結與展望73-75
• 5.1 論文總結73-74
• 5.2 展望74-75
• 參考文獻75-80
• 致謝80-81
• 攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果81

【參考文獻】

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本文編號：596250