ZigBee網(wǎng)絡(luò)分布式地址分配算法研究.pdf

1、ZigBee網(wǎng)絡(luò)是一種低開銷、低速率、低成本的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，因為這些特點它成為了大家研究的熱點，但ZigBee網(wǎng)絡(luò)默認的分布式地址分配機制(DAAM)存在孤節(jié)點問題（部分節(jié)點無法分配到地址的問題）、拓撲優(yōu)化等問題。現(xiàn)有改進算法，如借地址算法、地址重分配算法等可改善孤節(jié)點問題，但會破壞拓撲結(jié)構(gòu)，增加通信開銷和地址分配耗時。
　　 本研究先從總體上介紹ZigBee網(wǎng)絡(luò)概況，根據(jù)算法原理的不同，對ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法進行分析

2、與比較，然后對DAAM和現(xiàn)有算法的不足，提出下述三種改進算法。改進算法一是針對DAAM拓撲優(yōu)化方面存在的不足，提出的一種基于兩跳鄰居的分布式借地址分配算法(DBAA-2)，通過為節(jié)點分配兩跳通信范圍內(nèi)的空閑地址優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓撲，從而提高節(jié)點獲得地址的成功率，并對Cluster-tree路由算法改進，使其適用于通過借地址機制分配的地址。利用OPNET仿真軟件對DBAA-2、DAAM和SLAR(Single Level Address Reor

3、ganization)進行仿真和比較。性能分析結(jié)果表明，DBAA-2算法在地址分配成功率、組網(wǎng)開銷、耗時等性能得到整體提升。改進算法二是針對借地址算法破壞網(wǎng)絡(luò)拓撲、增加通信開銷和地址分配耗時的問題提出的一種基于拓撲維護的高效地址分配算法（A2BTM），優(yōu)先為路由孤節(jié)點向同枝子孫節(jié)點借地址并分布式即時回復(fù)借地址請求，維護原有樹狀拓撲，分配終端孤節(jié)點DAAM未使用的地址，減少借地址的控制開銷和耗時。同時改進現(xiàn)有樹路由算法，兼容借地址機制。利

4、用OPNET仿真軟件對A2BTM、DAAM、HAC(HybridAddress Configuration)和SLA進行仿真和比較。性能分析結(jié)果表明，A2BTM在地址分配成功率、組網(wǎng)開銷、耗時、數(shù)據(jù)包傳輸方面的性能得到整體提升。改進算法三是針對孤節(jié)點問題，提出的一種基于分段的按需可擴展地址分配算法(SOSAA)，對ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址的16位地址空間進行分段，父節(jié)點在地址分配過程中根據(jù)自身負載情況對分段后的地址空間進行按需的擴展使用，從