ZigBee无线网络路由协议研究.pdf

单位代码: 10293 密级:





硕士学位论文

论文题目: ZigBee 无线网络路由协议研究



学号 Y001090308
姓名李欢
导师钱学荣
学科专业通信与信息系统
研究方向无线数据与移动计算
申请学位类别工学硕士
论文提交日期二〇一二年三月
南京邮电大学学位论文原创性声明
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研究生签名:____________ 导师签名:____________ 日期:_____________
南京邮电大学
硕士学位论文摘要


学科、专业: 工学通信与信息系统
研究方向: 无线数据与移动计算



作者: 2009 级研究生李欢
指导教师: 钱学荣



题目: ZigBee 无线网络路由协议研究
英文题目: Research on Routing Protocol of ZigBee work




主题词: 无线个人局域网,路由协议,树路由算法,控制开销
Keywords: WPAN, Routing Protocol, Cluster-Tree Algorithm,
Control Overhead
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
ZigBee 是一种新兴的专为低速率无线个域网而设计的低成本、低功耗的短距离无线通
信协议,能够广泛地应用于军事、工业、智能家居等领域,它的广泛应用必将为人们的日常
生活带来极大的方便和快捷。
本文的主要工作有:
本文首先介绍了网络拓扑结构、ZigBee 的协议体系结构(包括物理层、MAC 层、网络层
及应用层)、网络地址分配机制、组网技术等关键技术。
本文然后研究了树路由算法(Cluster-Tree)和 ZigBee 路由算法(ZBR)的算法思想和工作机
制,同时利用 NS 网络仿真平台对 ZBR 算法和 Cluster-Tree 算法的分组递交率、平均端到端
时延、平均跳数和路由控制开销进行了性能上的仿真和结果的分析。仿真结果表明,ZBR 算
法具有较高的分组递交率、较低的时延和跳数,但是 ZBR 算法也具有相比于 Cluster-Tree
算法高很多的路由控制开销,过多的控制开销将加速网络中节点的能量消耗造成网络分割情
况的过早出现。
本文的最后部分针对降低网络中的路由控制开销提出了两种改进 ZBR 算法的思路,思路
一通过设定路由请求分组的最大转发范围来减少一部分的无用分组以降低路由控制开销;思
路二则在思路一的基础上限制了路由请求分组的转发方向,进一步降低控制开销。并对改进
后的 ZBR 算法和原始的 ZBR 算法进行了性能仿真对比,仿真的结果表明了这种改进后的 ZBR
算法有效的降低了网络中大约 25%的路由控制开销,达到了期望的设计要求。最后对本文的
工作进行了总结,并展望未来对 ZigBee 路由算法进一步的研究方向。







关键词:无线个域网,ZigBee,ZigBee 路由算法,树路由,控制开销
I
南京邮电大学硕士研究生学位论文 Abstract
ABSTRACT
ZigBee is designed for low-cost, low-power and short range munication protocol,
an emerging specifically for low-rate wireless personal work,widely used in