文档介绍：TD―ASD调度算法在ZigBee网络中的应用研究
TD―ASD调度算法在ZigBee网络中的应用研究
TD―ASD调度算法在ZigBee网络中的应用研究
TD― ASD调度算法在 ZigBee 网络中的应用研究
摘 要：由于无线信道的广播特性，无线网络中任一节点发送的无线信号都可能被其通信范围内的其它节点接收。因此，当同一地理区域范围内的节点同时传输信号时，会形成相互干扰，从而导致信号无法正确接收。有效协调多
个簇共享无线信道资源， 避免冲突发生是 ZigBee 簇树网络面临的关键问题之一，直接影响无线资源的使用效率、网络吞吐和时延等重要性能。针对这一问题，提出基于时分的自适
应 SD（TD-ASD）调度算法。理论分析和仿真结果证明， TD-ASD 算法可以运用在 ZigBee 网络中，并且在不同输入业务条件下，与传统 ZigBee 算法相比， 该算法提高了系统吞吐量， 降低了网络工作负载和端到端的平均延迟。
关键词：无线网络； TD-ASD； ZigBee 簇树网络； NS2 DOIDOI：
中图分类号： TP393
文献标识码： A 文章编号： 1672-7800（ 2015）007-0172-04
引言
物联网是在无线通信技术基础上发展起来的一种新型
网络架构，其感知层涵盖了多种不同类型的异构网络 [1] ，这
些网络之间大多通过无线通信技术传输信息， ZigBee 网络就
是其中之一。感知设备作为物联网采集感知信息的终端工具，
通过网络接口向核心网传输信息，实现人与人、人与物、物
与物之间的沟通和对话，实现智能化管理和认知。 ZigBee 网
络一直致力于充当这一过程的可靠平台 [2] 。在当前专利和技
术时代，要在物联网标准方面获得成功，必须加快物联网感
知层建设，尤其着重加快 ZigBee 网络的研究和应用。 ZigBee
网络在生产、生活中的作用和地位越来越重要， 对 ZigBee 网
络进行研究，具有重要的理论和实际意义。
1 ZigBee 无线通信技术
ZigBee 简介
ZigBee[3]是近年来兴起的一种网络容量大、 节点体积小、
低功耗、低成本、低数据传输速率的新型双向无线网络通信
技术，是一种介于 BlueTooth 技术和无线标记之间的技术方
案。ZigBee 技术是由 ZigBee 联盟在标准基础上
研发制定的有关组网、应用和安全方面的无线网络通信技术。
ZigBee MAC层协议
ZigBee 的 MAC 协议支持信标使能模式和信标不使能模
式。在信标使能模式下 [4] ，协调器周期性广播信标帧，节点
通过信标帧来同步到协调器上。 BI（ Beacon Interval ，信标间
隔）定义了两个连续的信标帧之间的时间间隔。它包括一个
活动时期和一个非活动时期，活动期称为超帧，并分成 16
个相等的时隙，帧的发送和接收只能在该时间段内进行，非
TD―ASD调度算法在ZigBee网络中的应用研究
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活动期是可选的，节点在此时期会进入休眠模式。超帧结构如图 1 所示。
图 1 超帧结构
BI 和 SD由两个参数决定， BO（ Beacon Order，信标阶数）
和 SO（ Superframe Order ，超帧阶数），其中信标间隔定义如下： BI=aBaseSuperframeDuration*2BOsymbols （ 1）
其中， 0≤ BO≤ 14。超帧活动时间的长度，定义如下：
SD=aBaseSuperframeDuration*2SOsymbols（ 2）
其中， 0≤SO≤ BO≤ 14 ，aBaseSuperframeDuration 表示
超帧的最小长度。它是一个固定值，为 960 个符号数。假设
物理层的调制方式使得一个符号为 4bit ，传输速率为最高速
率 250kbps，那么一个超帧活动长度为则相当于
9604[]250103= 。当物理层调制方式和传输速率确定
后， BI、SD值虽然代表符号数，但与时间长度值可以互相换