ZigBee網(wǎng)絡(luò)混合高效路由算法研究.pdf

1、ZigBee網(wǎng)絡(luò)是一種根據(jù)ZigBee標(biāo)準(zhǔn)組建的短距離、低功耗、低成本、低速率的無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，主要用于通信距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及低反應(yīng)時(shí)間、周期/間歇性數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合。ZigBee標(biāo)準(zhǔn)提出了TR(Tree Routing)和AODVjr(Ad hoc On-demand Distance Vector junior)兩種路由算法。兩種算法各有優(yōu)缺點(diǎn)，近年來(lái)結(jié)合TR和AODVjr的混合路由算法成

2、為研究熱點(diǎn)。隨著無(wú)線通信技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線多媒體傳感網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，ZigBee技術(shù)在無(wú)線多媒體傳感網(wǎng)中的應(yīng)用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬有較高的要求。多路徑路由算法能夠有效地提高ZigBee網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬，滿足無(wú)線多媒體傳感網(wǎng)中視頻、音頻等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高速傳輸要求。
　　 本文主要對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的混合路由算法進(jìn)行深入研究，主要內(nèi)容包含以下兩個(gè)方面:
　　 (1)針對(duì)現(xiàn)有的ZigBee網(wǎng)絡(luò)表驅(qū)動(dòng)-按需混合路由算法用泛洪方式

3、尋找最優(yōu)路徑使開(kāi)銷偏大、選路時(shí)未考慮節(jié)點(diǎn)深度而導(dǎo)致能耗不均的問(wèn)題，提出一種無(wú)需泛洪便能尋獲最優(yōu)路徑、選路時(shí)綜合考慮節(jié)點(diǎn)深度和剩余能量的高效混合路由算法一EHRF(Efficient Hybrid Routing without Flooding):借助橫向鄰居節(jié)點(diǎn)，采用單、組播方式建立源、目的節(jié)點(diǎn)間的最優(yōu)路徑，避免泛洪帶來(lái)的額外開(kāi)銷;并且，設(shè)計(jì)同時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)深度和剩余能量的路由度量新標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)先使用深度大、剩余能量多的節(jié)點(diǎn)參與路由，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)

4、能耗均衡，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。理論分析和仿真結(jié)果表明，與現(xiàn)有的混合路由算法LF-ZAODV(Limited Flooding ZigBee Ad-hoc On-demand DistanceVector)和TR算法相比，EHRF算法在節(jié)點(diǎn)能耗均衡、路由開(kāi)銷和網(wǎng)絡(luò)壽命等方面的性能整體更優(yōu)。
　　 (2)針對(duì)現(xiàn)有的ZigBee網(wǎng)絡(luò)基于樹(shù)路由的多路徑路由算法Z-MHTR中網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷過(guò)大，路徑建立機(jī)制不夠優(yōu)化等問(wèn)題，提出一種基于樹(shù)路由的ZigB

5、ee網(wǎng)絡(luò)高效低時(shí)延多徑路由算法ELDMR(Efficient and Low Delay Multipath Routing):在地址分配階段，節(jié)點(diǎn)通過(guò)MAC層監(jiān)聽(tīng)鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送分配地址控制分組的個(gè)數(shù)，選擇深度較小、子節(jié)點(diǎn)較少的鄰居節(jié)點(diǎn)作為父節(jié)點(diǎn)，減少數(shù)據(jù)傳輸階段的擁塞;通過(guò)減少尋路數(shù)據(jù)分組的發(fā)送次數(shù)，降低多路徑建立的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷;節(jié)點(diǎn)使用長(zhǎng)度較短的路徑傳輸數(shù)據(jù)，優(yōu)化路徑選擇。理論分析和仿真結(jié)果表明，與Z-MHTR算法相比，ELDMR算法在網(wǎng)