基于zigbee技术的无线网络路由算法研究

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4、｜铭名：ｎ則：＾０／長．备人巧參怒西南科技大学硕士研究生学位论文第II页摘要ZigBee技术是一项面向短距离、可靠传输的无线通信技术，它因具有低功耗、低成本、自组网等优点，而被广泛应用到军事、环境监测、工业医疗等领域。目前随着物联网、智慧城市等的快速推广和发展，对ZigBee技术的研究也不断深入。但因硬件系统的复杂性，致使许多研究人员将改善网络性能的重点放在了作为网络层核心的路由技术上，对路由算法的改进研究已然成为近年来研究的一个热点。本文主要针对于簇树拓扑中常用的两种路由协议ZBR(ZigBeeRouting)和Clus

5、ter-Tree进行研究和改进。其中，ZBR是Cluster-Tree和AODVjr的组合，因而可以进行动态路由，适用于节点数目较多、结构较复杂的网络；而Cluster-Tree算法因仅依靠父子关系通信，无需存储路由表，因而响应较快，适用于节点数目相对较少、结构简单的网络。首先对ZBR算法中RN+节点进行路由发现时，会带来大量无用的控制开销，这不仅会造成网络能耗，而且增加数据包碰撞几率以及节点处理造成延时等问题。因此，本文通过结合簇树拓扑的特点，首先提出根据源节点和目的节点的，深度最大的公共父节点的深度值，对RREQ包的最大传输跳数

6、进行限制；其次利用节点间的父子关系，限制RREQ包的传输方向，降低网络的控制开销。其次对Cluster-Tree算法中节点的传输路径单一，网络中负载较重的链路不能及时传递信息，而造成网络拥塞、丢包和吞吐量低等问题；同时单一的传输路径也往往会加速承担较大业务量的公共节点的能耗，这容易导致网络的分割。因此本文提出Z-DMHCTR(ZigBee-DisjoinMulti-pathCluster-TreeRouting)算法，该算法针对发生拥塞的节点，除了按照原等级树算法路由之外，还可以结合引入的邻居列表信息，寻找额外的，与原路径不相交的路

7、径同时进行信息传输。以此降低再次发生拥塞的可能性，提高网络带宽利用率，并达到提升网络的吞吐量的目的。本文通过在Linux+ns-2.35平台下，分别对对改前进后的ZBR算法和Cluster-Tree算法进行仿真实验对比分析，其结果表明改进算法的有效性，达到了设计的目的。关键词：ZigBee技术ZBR协议Cluster-Tree算法拥塞控制NS2仿真平台西南科技大学硕士研究生学位论文第III页AbstractZigBeeisawirelesscommunicationtechnologywhichisfacedtoshortdista

8、nce,andithastheadvantageofreliabletransmission,lowpower,lowcost,adhocnetworks,etc,soitiswidelyusedinmilitary,environm