基于LQI的ZigBee树型路由主动维护机制.pdf

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1、2012年第31卷第12期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)27基于LQI的ZigBee树型路由主动维护机制牟荣增，王宏飞，阎跃鹏(中国科学院微电子研究所。北京100029)摘要：ZigBee树型路由中作为下一跳的父节点和子节点的信息储存在邻居表中，而目前邻居表的被动维护机制造成网络中父子关系对于变化剧烈的无线链路敏感性差，造成父子关系的维护不准确，增大网络中的丢包率。提出了一种基于链路质量指示值(LQI)的ZigBee树型路由主动维护(LQI—TRAM)机制，并且引入电路中施密特触发器的思想增强链路质量判断的稳定性。在

2、此机制下，节点主动检测与父子节点间的链路质量，在二者不适合做路由时主动断开连接，从而降低了丢包率。关键词：链路质量指示；ZigBee；树型路由；父子关系；施密特触发器中图分类号：TP393．02文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)12--0027-04LQI-basedtreeroutingactivemaintenancemechanismforZigBeeMURong—zeng，WANGHong—fei，YANYue—peng(InstituteofMicroelectronicsofChineseAcademyofSciences，Beijing100

3、029，China)Abstract：AsthenexthopinZigBeetreerouting，parentandchildnodesarestoredinneighbortable．Duetothepassivemaintenancemechanismofneighborrelationshiptable，parent—childrelationshipsareinsensitivetothechangeablewirelesslinkwhichcauseinaccuratemaintenanceofparent—childrelationshipandpacketl

4、ossrateisincreased．Alinkqualityindicator(LQI)一basedtreeroutingactivemaintenance(LQI—TRAM)mechanismforZigBeeisproposedandSchmittt6ggerideaisintroducedtothecircuittoenhancestablity．Anodecandetectthequalityoflinksbetweenitselfandfather—sonnodes，andbreakthelinkswhicharenotfitforroutingtoavoidpa

5、cketlossrate．Keywords：LQI；ZigBee；treerouting；parent—childrelationship；Schmitttrigger0引言中，邻居表依靠节点之间相互广播的链路状态信息(1inkZigBee标准中树型路由“单纯依赖存储在邻居表中statusmessage)来维护，当一段时间内收不到链路状态信息的父子关系进行路由选择。这种路由方式结构简单，对节就会认为该邻居节点已断开连接，在维护的过程中并没有点硬件资源的要求较小；而且，完全没有路由发现过程，减考虑到连接的链路质量。而无线网络的一个最大问题就是小了通信链路上的开销。这些优点使树型

6、路由更加适链路质量的不稳定性，容易受到环境的影响，并且较差的链用于无线传感器网络中数据汇聚型的应用场景。树型路由路质量会导致丢包率的增大。邻居表的被动维护机制近年来被广泛研究，其性能也得到了一些改进：邻居节点可由于其对链路质量较低的敏感性会降低树型路由的通信质以作为路由以减少路由跳数；节点重新加入网络的机量，进而影响整个网络的吞吐量、延迟以及能量的消耗。制也得到了改善_6’，节省了能量。但路由关系现有维护针对树型路由这种被动维护机制的缺点，本文提出了机制存在的缺点却没有得到重视。一种基于链路质量指示值(1inkqualityindicator，LQI)的树树型路由中下一跳为节

7、点的父节点或子节点，这些信型路由主动维护(LQI—basedtreeroutingactivemaintenance，息存储在邻居表中。ZigBee中现有的邻居表维护机制属LQI—TRAM)机制，节点主动检测其与父子节点间的链路质于被动型的维护机制：当节点在发现网络的过程中收到某量，并在二者不适合做路由时主动断开连接。同时引入电个节点的信标(Beacon)帧时就会将该节点添加进邻居表路中施密特触发器的思想对此机制进行优化，使父子关系收稿日期：2012-04—13}基金项目：国家“863”计划资助项目(S