基于负载均衡的zigbee网络多径路由算法研究

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1、分类号：TN92单位代码：10183研究生学号：2013522005密级：公开吉林大学吉林大学硕士学位论文(学术学位)基于负载均衡的ZigBee网络多径路由算法研究ResearchonMultipathRoutingAlgorithminZigBeeNetwork者L基姓作于BasedonLoadBalancing名研作者姓名：冯冬专业：通信与信息系统研究方向：短距离无线通信指导教师：钱志鸿教授培养单位：通信工程学院2016年6月基于负载均衡的ＺｉＢｅｅ网络多径路由算法研究ｇ．Ｒｅｓｅａｒｃ

2、ｈｏｎＭｕｌｔｉｐａｔｈＲｏｕｔｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎＺｉｇＢｅｅＮｅｔｗｏｒｋＢａｓｅｄｏｎＬｏａｄＢａｌａｎｃｉｎｇ作者姓名；冯冬专业名称：通信与信息系统指导教师；钱志鸿教授学位类别；工学硕±答辩日期；心《年（月ｙ日未经本论文化者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否

3、则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博或硕学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下。，独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。＾易參学位论文作者签名：１日期：《年ｙ月７日摘要基于负载均衡的ZigBee网络多径路由算法研究ZigBee作为无线传感器网络中关键的

4、短距离无线通信技术，凭借着其低成本、低功耗和高安全性等优势，被广泛应用于自动控制和远程监控等领域。网络层是ZigBee协议中最关键的一层，而网络层中的路由协议对整个网络数据传输的质量以及网络的性能有很大的影响。路由协议的改进和优化可以在很大程度上改善网络的整体性能。随着物联网的快速发展，ZigBee技术应用的领域也越来越多，只有不断的提升ZigBee网络的性能才能满足物联网不断增长的需求。本文在对ZigBee协议网络层路由机制进行深入研究的基础上，对ZigBee网络中现有的路由协议进行了总结和分析

5、，并重点研究了ZigBee网络中的多径树路由协议。针对现有多径路由协议中存在的路径间干扰和流量分配不均衡问题，通过对Z-MHTR路由算法进行改进和优化，提出一种基于负载均衡的ZigBee多径路由算法—Z-LBMR，以达到减少路径间干扰和网络负载均衡的目的：(1)为减少路径间干扰，提出了一种新的多径树路由建立机制。首先，在每个节点维护的邻居表中添加干扰标志位，当主路径建立完毕之后，主路径周围的节点将会被标记为干扰节点。然后，当子路径建立时可以很好的避开这些节点，这样在各路径之上数据的传输彼此不受影响

6、，从而极大的减少数据碰撞和丢包情况，不仅提高了数据传输的可靠性，而且增加了数据传输的带宽。(2)负载的合理分配可以保护主路径避免因为过度的使用而过早失效，使网络资源得到更高效的利用。本文提出一种有效的负载分配算法，在对源节点进行流量负载分配时不只是考虑路径的跳数，而是综合考虑每条路径的链路质量、时延、剩余能量等信息。通过获得的各路径性能指标的相关信息，然后根据这些信息计算在各条路径上进行数据转发的比率，完成负载分配。(3)在NS2仿真环境下对树路由、Z-MHTR和Z-LBMR路由算法进行仿真对比，

7、并对仿真结果进行了详细的分析。仿真结果表明，Z-LBMR算法相对同类型的路由算法在分组投递率、平均端到端时延和网络生存周期方面都有明显改善。关键字：ZigBee，多径路由，径间干扰，负载均衡IABSTRACTResearchonMultipathRoutingAlgorithminZigBeeNetworkBasedonLoadBalancingAsakeyshortdistancewirelesstechnologyinwirelesssensornetwork(WSN),ZigBeehasth

8、eadvantagesoflowcost,lowpowerconsumptionandhighsecurity.Itiswidelyusedinautomaticcontrolandremotemonitoring,etc.NetworklayerisoneofthemostcruciallayersofZigBeeprotocol,andtheroutingprotocolinnetworklayerhasgreatinfluenceonthedatatransmissionqu