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ZigBee技术在语音通信中的路由协议研究与实现

作　者: 侯振新
导　师: 吴蒙
学　校: 南京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: ZigBee 路由协议 语音通信 Cluster-Tree AODVjr
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


ZigBee技术是一种新兴的专为低速率无线个域网(LR-WPAN)而设计的低成本、低功耗的短距离无线通信技术。为了解决其它无线通信技术无法满足某些专用领域的语音通信问题,本文根据ZigBee技术低成本、高可靠性、通信设施便于部署等其它无线通信技术所不具有的特点,提出了使用ZigBee技术实现语音通信的解决方案。本文首先介绍了ZigBee技术的基本特点,详细阐述了ZigBee技术的协议栈结构以及协议栈的核心网络层的相关关键技术,如ZigBee网络拓扑结构、网络层地址分配机制等。为了更清晰的阐述AODVjr协议的自身特点和两种基本路由协议的优缺点和适用场合,本文对AODV协议与AODVjr协议、Cluster-Tree协议与AODVjr协议的相关性能分别作了网络仿真。其次,为了弥补使用ZigBee技术进行语音通信时在网络路由协议方面的不足,本文对Cluster-Tree协议的网络接入和传输路径进行改进,提出了引入邻居表的CTNT协议,对AODVjr协议的RREQ分组的传输范围和转发方向进行改进,提出了降低路由开销的LRO-AODVjr协议,通过给出的网络仿真结果表明了改进方案的可行性和有效性。最后,本文提出一种使用ZigBee技术实现语音传输的解决方案,设计了用于音频信号采集与数模转换的辅助采集板,并搭配现有的ZigBee核心开发板完成了一个简单的端到端ZigBee语音通信系统,为ZigBee技术在语音通信领域的应用提供了一种设计思路。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-11
  1.1 研究背景与意义  8-9
  1.2 课题研究现状  9-10
  1.3 本文主要工作及章节安排  10-11
第二章 ZigBee 技术与协议栈结构  11-19
  2.1 ZigBee 技术  11-12
  2.2 ZigBee 协议栈结构  12-17
    2.2.1 物理层  13-14
    2.2.2 MAC 层  14-15
    2.2.3 网络层  15-16
    2.2.4 应用层  16-17
  2.3 本章小结  17-19
第三章 ZigBee 路由协议分析与性能比较  19-33
  3.1 ZigBee 网络结构与地址分配  19-21
    3.1.1 网络配置  19-20
    3.1.2 网络拓扑结构  20
    3.1.3 网络地址分配机制  20-21
  3.2 ZigBee 路由建立过程与实例分析  21-23
    3.2.1 路由建立过程  22
    3.2.2 实例分析  22-23
  3.3 ZigBee 路由协议分析  23-32
    3.3.1 Cluster-Tree 协议分析  24
    3.3.2 AODVjr 协议分析  24-28
    3.3.3 Cluster-Tree 协议与AODVjr 协议的性能比较  28-32
  3.4 本章小结  32-33
第四章 ZigBee 在语音通信中的路由协议改进  33-48
  4.1 Cluster-Tree 协议改进方案  33-39
    4.1.1 Cluster-Tree 协议在语言通信中的缺陷分析  33
    4.1.2 ZigBee 网络接入的新策略  33-36
    4.1.3 引入邻居表的Cluster-Tree 协议(CTNT)  36-39
  4.2 AODVjr 协议改进方案  39-47
    4.2.1 AODVjr 协议在语音通信中的缺陷分析  39
    4.2.2 低路由开销AODVjr 协议(LRO-AODVjr)  39-44
    4.2.3 LRO-AODVjr 协议与AODVjr 协议的性能比较  44-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章 ZigBee 语音通信系统的实现  48-58
  5.1 设计思路  48
  5.2 总体架构  48-50
  5.3 音频信号的采集与数模转换模块  50-55
    5.3.1 模块设计目的与芯片选择  50-51
    5.3.2 模块设计方案  51-55
    5.3.3 PCB 板图设计方案  55
  5.4 无线数据处理与传输模块  55-56
  5.5 系统搭建与测试  56-57
  5.6 本章小结  57-58
第六章 总结与展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
攻读硕士学位期间发表的论文  65

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信
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