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(kāi)銷(xiāo)、低速率、低成本的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)檫@些特點(diǎn)它成為了大家研究的熱點(diǎn)，但ZigBee網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)的分布式地址分配機(jī)制(DAAM)存在孤節(jié)點(diǎn)問(wèn)題（部分節(jié)點(diǎn)無(wú)法分配到地址的問(wèn)題）、拓?fù)鋬?yōu)化等問(wèn)題?，F(xiàn)有改進(jìn)算法，如借地址算法、地址重分配算法等可改善孤節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，但會(huì)破壞拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，增加通信開(kāi)銷(xiāo)和地址分配耗時(shí)。
　　 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(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法進(jìn)行分析

2、與比較，然后對(duì)DAAM和現(xiàn)有算法的不足，提出下述三種改進(jìn)算法。改進(jìn)算法一是針對(duì)DAAM拓?fù)鋬?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(guò)為節(jié)點(diǎn)分配兩跳通信范圍內(nèi)的空閑地址優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑥亩岣吖?jié)點(diǎn)獲得地址的成功率，并對(duì)Cluster-tree路由算法改進(jìn)，使其適用于通過(guò)借地址機(jī)制分配的地址。利用OPNET仿真軟件對(duì)DBAA-2、DAAM和SLAR(Single Level Address Reor

3、ganization)進(jìn)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(kāi)銷(xiāo)、耗時(shí)等性能得到整體提升。改進(jìn)算法二是針對(duì)借地址算法破壞網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、增加通信開(kāi)銷(xiāo)和地址分配耗時(shí)的問(wèn)題提出的一種基于拓?fù)渚S護(hù)的高效地址分配算法（A2BTM），優(yōu)先為路由孤節(jié)點(diǎn)向同枝子孫節(jié)點(diǎn)借地址并分布式即時(shí)回復(fù)借地址請(qǐng)求，維護(hù)原有樹(shù)狀拓?fù)?，分配終端孤節(jié)點(diǎn)DAAM未使用的地址，減少借地址的控制開(kāi)銷(xiāo)和耗時(shí)。同時(shí)改進(jìn)現(xiàn)有樹(shù)路由算法，兼容借地址機(jī)制。利

4、用OPNET仿真軟件對(duì)A2BTM、DAAM、HAC(HybridAddress Configuration)和SLA進(jìn)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(kāi)銷(xiāo)、耗時(shí)、數(shù)據(jù)包傳輸方面的性能得到整體提升。改進(jìn)算法三是針對(duì)孤節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，提出的一種基于分段的按需可擴(kuò)展地址分配算法(SOSAA)，對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址的16位地址空間進(jìn)行分段，父節(jié)點(diǎn)在地址分配過(guò)程中根據(jù)自身負(fù)載情況對(duì)分段后的地址空間進(jìn)行按需的擴(kuò)展使用，從