基于ZigBee簇樹網(wǎng)絡(luò)的MAC時(shí)間調(diào)度算法研究.pdf

1、由于無線信道的廣播特性，無線網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線信號(hào)都可能被其通信范圍內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)接收。因此，當(dāng)位于同一地理區(qū)域范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸信號(hào)時(shí)，會(huì)形成相互干擾，從而導(dǎo)致無法正確接收。特別是在帶信標(biāo)的ZigBee簇樹網(wǎng)絡(luò)中，父節(jié)點(diǎn)周期性的發(fā)送信標(biāo)來同步簇內(nèi)子節(jié)點(diǎn)，如果信標(biāo)發(fā)生沖突，子節(jié)點(diǎn)無法收到信標(biāo)，就無法和父節(jié)點(diǎn)通信，后果是很嚴(yán)重的。有效協(xié)調(diào)多個(gè)簇共享無線信道資源，避免沖突發(fā)生是ZigBee簇樹網(wǎng)絡(luò)面臨的關(guān)鍵問題之一，直接影響著無線資源

2、的使用效率、網(wǎng)絡(luò)吞吐和時(shí)延等重要性能。帶信標(biāo)的ZigBee簇樹大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，信標(biāo)幀之間、信標(biāo)幀與數(shù)據(jù)幀之間的沖突非常明顯，而且缺乏調(diào)度，本文就是要解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì)改進(jìn)的簇間MAC協(xié)議。
　　 首先，本文介紹了ZigBee無線通信技術(shù)，重點(diǎn)分析了MAC層超幀結(jié)構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)和ZigBee簇樹網(wǎng)絡(luò)的形成過程。
　　 其次，主要針對(duì)ZigBee簇樹網(wǎng)絡(luò)存在的問題進(jìn)行了分析，對(duì)解決問題的方案進(jìn)行對(duì)比歸納，選擇基于時(shí)分的方案作為本文

3、的方案。對(duì)基于時(shí)分的簇間調(diào)度機(jī)制進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并提出TD-ASD算法的設(shè)計(jì)方案，其基本思想是:根據(jù)簇內(nèi)網(wǎng)絡(luò)流量的大小，自適應(yīng)調(diào)整SD值，提高帶寬利用率，而后，根據(jù)輪盤模型將各個(gè)SD有規(guī)律的在時(shí)間軸上鋪開，達(dá)到避免沖突的效果。從理論上講，運(yùn)行算法后，可以完全避免簇間沖突，也可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)變化。然后為了提高TD-ASD算法的性能，并利用圖論中的著色算法對(duì)父節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組，使得滿足條件的父節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)送信標(biāo)幀，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的容量。<