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文档介绍

文档介绍:1
ZigBee技术网络层路由算法
,其中的路由算法是研发工作的重点。。
DSR(dynamicsourcerouting)协议是最早接受按需路由思想的路由协议,包括路由发觉和维护两个过程。它的主要特点是使用
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了源路由机制进行数据包转发。
AODV(ad-hocon-demanddistancevector)协议在DSDV协议的逐跳路由、序列号、定期广播机制基础上,加入了DSR的按需路由发觉和维护机制。
AODV在每个中间节点隐式保存了路由请求和应答的结果,并利用扩展环搜寻(expandingringresearch)的方法限制搜寻发觉目的节点的范围。AODV支持组播功能,支持QoS,而且AODV使用IP地址,便于同Internet连接。但AODV基于双向信道的假设,路由应答数据包直接沿着路由请求的反方向回溯到源节点,因而不支持单向信道。与DSDV保存完整的路由表不同的是,AODV通过建立按需路由来削减路由广播的次数,这是AODV对DSDV的重要改进。与DSR相比,AODV的好处在于源路由并不需要包括在每一个数据包中,这样会降低路由协议的开销。AODV是一个纯粹的按需路由协议,那些不在路径内的节点不保存路由信息,也不参与路由表的交换。
-AODV能量平衡路由
在ZigBee路由规范中没有过多的考虑能量把握,但是对于adhoc无线网络来说,能量把握特殊重要。因此提出了能量把握策略来改进ZigBee路由。它将使节点避开用完全部能量以至于过早的失去作用。当节点想要选择路径时,它将考虑路径上的节点的剩余能量。
Z-AODV算法是针对AODV(Adhoc按需距离矢量路由协议)算法的改进,AODV是基于序列号的路由,它总是选择最新的路由。Z-AODV是基于路径的能量消耗的路由,考虑到节能、应用便利性等因素,简化了AODV的一些特点,但仍保持AODV的原始功能。
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在路由选择和路由维护时,ZigBee的路由算法使用了路由成本的度量方法来比较路由的好坏。假定一个长度为L的路由P,则它的路由成本为:为:其中,表示从节点Di到节点Di+1的链路成本。对于链路l,链路成本可依据下面的表达式计算:其中,pl为链路l中发送数据包的概率。
在ZigBee规范中没有涉及到pl的具体计算方法。pl可通过实际计算收到的信标和数据帧来进行估量,即通过观看帧的响应序列号来检测丢失的帧,这就通常被认为最精确地测量接收概率的方法。但是,对于全部的方法来说,。即使使用其他方法,最初的成本估量值也是基于平均的LQI值。可以依据驱动函数表来映射平均LQI值与C﹛l﹜值的关系(见表1)。表1LQI值与链路成本的关系能量平衡运算要考虑许多因素来选择路由。这些因素包括接近节点的能量、节点自身的能量和链路质量。剩余能量Elocal可以在每一个ZigBee帧中的保留域发送,这样每个节点都能得到它的邻居节点最新的能量支配﹛E1,E2…En﹜。
(Tree)路由
树型路由机制包括配置树型地址和树型地址的路由。当协调器建立一个新的网络,它将给自己支配网络地址0,网络深度Depth0=0。假如节点(i)想要加入网络,并且与节点(k)连接,那么节点(k)将称为节点(i)的父节点。依据自身的地址Ak和网络深度Depthk,节点(k)将为节点(i)支配网
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络地址Ai和网络深度Depthi=Depthk+1。网络深度表示仅仅接受父子关系的网络中,一个传送帧传送到ZigBee协调器所传递的最小跳数。ZigBee协调器自身深度为0,而它的子设备深度为1。
图3为ZigBee树型结构。参数nwkMaxChildren(Cm)表示路由器或协调器在网络中允许拥有子设备数量的最大值。参数nwkMaxRouters(Rm)表示子节点中路由器的最大个数,而剩下的设备数为终端设备数。图3ZigBee树型结构一个新的RFD节点(i),它没有路由力气,它与协调器连接作为协调器的第n个子节点。依据它的深度d,父节点(k)将为子节点(i)支配网络地址:
Ai=Ak+Cskip(d)·Rm+n其中1≤n≤(Cm-Rm)
假如是新的子节点FFD,它有路由力气,父节点(k)将给它支配网络地址:
Ai=Ak+1+Cskip(d)·(n-1)
其中