低功率下的Ad hoc无线网络的按需路由协议研究

摘要

随着物联网技术的迅速风靡，无线Ad hoc网络成为了目前国内外学者研究的热点方向。Zigbee是一种基于Ad hoc网络的低速率、低功耗的无线通信技术，已经广泛的应用到军事、工业控制领域。无线传感器网络都是用电池来供电的，所以能耗问题成了无线Ad hoc网络急需解决的问题。IEEE802.15.4只规定了物理层和MAC层，传统的无线Ad hoc路由算法并不适合Zigbee，所以对网络层路由算法的研究是当前一个重大的课题。
　　本文针对Zigbee网络层的路由算法进行了改进，首先提出了基于实际能量模型的节点配置，并通过NS-2.35对树状拓扑网络模型进行仿真，对比ZBR和AODVjr算法在该网络中的各项参数性能。其次详细分析了两类节能算法，并结合传统无线网络中的节能算法，针对Zigbee网络提出了能量均衡的EA-ZBR路由算法。其中，RN+节点考虑最小节点能量和最小路径消耗，RN-节点采用改进的Cluster-Tree算法避免沿目的节点相反的方向去发送路由请求（RREQ）。最后，结合实际的能量模型节点和EA-ZBR算法，通过 NS-2.35反复试验验证EA-ZBR算法的可行性。通过与传统的ZBR路由算法的仿真结果进行性能对比发现，在保证递交率的前提下，节约能耗方面取得了一定的成果，避免了节点过快死亡，延长了整个网络的寿命。

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第一章 绪论

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究的现状

1.3主要研究工作及论文结构

第二章 Ad hoc网络路由协议的分析

2.1 Ad hoc网络路由协议的概述及分类

2.2表驱动的路由协议

2.3按需路由协议

2.4性能比较

2.5本章小结

第三章 IEEE 802.15.4/Zigbee网络路由协议的分析

3.1 IEEE 802.15.4标准的分析

3.2 Zigbee标准的分析

3.3 Zigbee路由协议的分析

3.4本章小结

第四章 基于节点能量模型的LR-WPAN/Zigbee网络的研究

4.1网络仿真平台NS-2的简介

4.2节点能量模型的分析

4.3基于节点能量模型的仿真分析

4.4本章小结

第五章 基于能量均衡的LR-WPAN/Zigbee路由协议的研究

5.1节能路由算法分析

5.2基于能量均衡的EA-ZBR路由算法的分析

5.3基于能量均衡的EA-ZBR路由算法的仿真分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢