ZigBee網(wǎng)絡(luò )Cluster－Tree優(yōu)化路由算法研究

作者：時(shí)間：2013-02-21 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對面交流
  海量資料庫查詢(xún)

鑒于以上問(wèn)題，本文提出一種基于C+A算法的優(yōu)化路由算法，用以解決Cluster-Tree路由的低效率和AODVjr路由的泛洪嚴重及能量消耗問(wèn)題。

2．2 優(yōu)化路由算法思想

在一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò )中，傳感節點(diǎn)只能和與它相鄰的，并且在它的射頻傳輸范圍之內的節點(diǎn)直接通信。樹(shù)型網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)節點(diǎn)的鄰居表中都包含有其射頻覆蓋范圍內各個(gè)鄰居節點(diǎn)的相關(guān)信息。在優(yōu)化路由算法中利用鄰居表中記錄的有效信息，可以使源節點(diǎn)發(fā)送給目的節點(diǎn)的數據幀經(jīng)過(guò)一跳到達。

在A(yíng)ODVjr路由發(fā)現過(guò)程中，為了避免RREQ分組無(wú)選擇性的大量泛洪，在優(yōu)化路由算法中依據不同的情況，添加對RREQ分組廣播跳數的限制條件，使大于限制條件的多余路由不能啟用。這樣能有效地減少RREQ分組泛洪次數，縮小RREQ廣播范圍，限制RREQ分組傳播方向，從而降低網(wǎng)絡(luò )的能量消耗。

2．3 優(yōu)化路由算法設計

優(yōu)化路由算法的具體步驟如下：

①對樹(shù)型網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行分區，并設定輔助變量number的初始值為1(number值代表分區次數)。分區原則如下：以協(xié)調器為根節點(diǎn)，將根節點(diǎn)的每一個(gè)子樹(shù)看作一個(gè)區域，并為其編號。記錄每一個(gè)區域中的最大地址Amax和最小地址Amin。由樹(shù)地址分配機制可以得出，在同一區域中的節點(diǎn)地址An均滿(mǎn)足Amin≤An≤Amax，即此區域的地址范圍是[Amin，Amax]，并且每一個(gè)區域的地址范圍之間是不相交關(guān)系，即一個(gè)確定的地址在且僅在一個(gè)區域內。

②判斷源節點(diǎn)的類(lèi)型。若為RFD則直接將數據幀轉發(fā)給其父節點(diǎn)；若為FFD則判斷目的節點(diǎn)是否為源節點(diǎn)的子節點(diǎn)。若是，則向下啟動(dòng)AODVjr路由轉發(fā)數據幀，并將RREQ分組的最大廣播跳數限制為|Dd-Ds|(Ds為源節點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )深度，Dd為目的節點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )深度)，超出范圍則丟棄；若不是，則進(jìn)行第下一步。

③源節點(diǎn)向鄰居節點(diǎn)發(fā)送RREQ分組，鄰居節點(diǎn)判斷自身地址是否與目的地址相等。如果相等，則向上層傳遞，由其上層對數據幀進(jìn)行解析，并將RREQ分組的最大廣播跳數限制為1，超出范圍則丟棄。如果不等，則進(jìn)行第④步。

④判斷目的地址在哪個(gè)區域中。若目的節點(diǎn)和源節點(diǎn)在同一區域中，進(jìn)行第⑥步；若不在同一區域中，則進(jìn)行第⑤步。

⑤判斷源節點(diǎn)的鄰居節點(diǎn)中是否有和目的節點(diǎn)在同一區域的節點(diǎn)。如果有，將數據幀轉發(fā)給該節點(diǎn)，并進(jìn)行第⑥步；如果沒(méi)有，則進(jìn)行第⑦步。

⑥number值加1。將目的節點(diǎn)所在區域看作一個(gè)樹(shù)型網(wǎng)絡(luò )，將其最小地址節點(diǎn)看作該樹(shù)的根節點(diǎn)，并按照第①步的分區原則將其進(jìn)行分區。判斷目的節點(diǎn)和當前節點(diǎn)是否在同一區域中。若是，重復第⑥步；若不是，則進(jìn)行第⑦步。

⑦將數據幀經(jīng)由樹(shù)路由轉發(fā)到第number次分組的根節點(diǎn)，然后啟動(dòng)AODVjr路由，由此根節點(diǎn)將RREQ分組廣播至目的節點(diǎn)的相應分組內，尋找目的節點(diǎn)，并將RREQ分組的最大廣播跳數限制為|Dd-number+1|，超出范圍則丟棄。

目的節點(diǎn)接收到RREQ分組后，將向尋找路由的源節點(diǎn)回復一個(gè)RREP分組，其傳送路徑為路由建立過(guò)程的反向路由。所有接收到RREP分組的節點(diǎn)將此路由信息替換并且記錄，正向路由從源節點(diǎn)到目標節點(diǎn)建立成功。優(yōu)化路由算法的流程圖如圖1所示。

具體實(shí)現過(guò)程舉例如下：假設一樹(shù)型網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )參數Cm=4，Lm=4，Rm=3，依據前面的網(wǎng)絡(luò )地址分配方式給網(wǎng)絡(luò )中各節點(diǎn)分配相應地址，選定源節點(diǎn)為37，在其射頻覆蓋范圍內的鄰居節點(diǎn)是25、36和90。具體網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)分布圖如圖2所示。

上一頁(yè) 1 2 3 下一頁(yè)

新聞中心

ZigBee網(wǎng)絡(luò )Cluster－Tree優(yōu)化路由算法研究

評論

相關(guān)推薦

技術(shù)專(zhuān)區