文档介绍：摘要水声通信网络是一门新兴的网络技术。它是由许多传感器和无人航行器组成的,它们被部署在特定的区域执行合作监视任务。水声通信网络在海洋数据收集、污染监测、灾难预报、辅助导航以及水下军事防御等方面有着广泛的应用。本论文所述的水声通信网络的主要用途是为由水下传感器节点所形成的监测系统矗核麓ǜ衅飨低提供组网通信功能,其主要研究内容是网络通信协议,包括物理层的水下声信道调制、数据链路层的共享信道分配、网络层的路由构建等。由于水下声信道的复杂性,主要是时延大而且易变、严重的多途效应以及严重的多普勒频率偏移等问题,使得许多陆地无线通信网络中开发的技术,不能直接应用于水下。本论文主要研究了水声通信网络的路由协议。以提高网络的能量利用率、延长网络的生存期为出发点,提出了一种适于水下的能量有效路由协议。在研究了地理位置路由协议的基础上,提出了一种位置矢量路由协议。对于有些水下应用实时性的要求,提出了一种实时路由协议。最后,通过仿真验证了这些路由协议的良好性能和可行性。本文所做的工作主要有以下几个方面:岢隽艘恢只谖恢玫男畔⒆7⑿椋诟眯橹薪诘悴恍枰N状态信息,只有少量的节点参与信息包的转发。在转发算法中节点计算信息转发因子,并根据转发因子相应地调整转发策略,从而节省了能量、减少了冲突发生的概率。攵运律诺赖拇涮氐悖岢隽艘恢帜芰坑行У淖7⑿椤8转发算法是基于信道状况、节点剩余能量以及距离的估计,在满足距离要求的节点中,根据信道状况和节点的剩余能量来选择转发节点。该算法能减少信息的盲目转发,提高能量的利用率,均衡网络能量消耗,实现网络能量的平稳降级,有效地延长网络的生存期。攵杂行┧掠τ眯枰J凳贝湫畔⒌奶氐悖岢隽艘恢志哂心芰感知的实时路由协议。该协议通过一个时间感知的反馈控制、空间感知和能量感知的转发算法,在整个网络内维持一个期望的传输速水声通信网络路由协议研究
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率,以保证端到端的传输延时。愫屯绮愕淖允视λ惴ǜ纳屏网络端到端的传输时延,并能对网络拥塞和路出空洞作出及时响应。谕绶抡嫫教∟上实现了这三种协议的仿真,并提出了一个水声信号传输仿真模型。关键词:水声通信网络;能量有效;转发算法;实时路由协议真模型路由协议;数据链路层协议;网络拓扑;基于位置的路由协议;水声信号传输仿哈尔滨工程大学博士学位论文
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作者┳:虹:必哈尔滨工程大学学位论文原创性声明口易年弓月挫:堑型本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者┳:期:日
、开发、利用和保护海洋的新世纪。随着人们对海洋环境的科学研究、商业开发及其沿海地区防御兴趣的日益增加。高精确度、实时性、时间一空间连续的水下环境监视系统在海洋信息收集、海洋运输航道的检测、海洋渔业资源的调查以及海洋矿产资源的勘探和开发等方面都有着十分重要的作用。近卜年来,国外隐身型、安静型潜艇、各类微小型、自治型水下侦察和攻击型机器人等⑺挛奕俗髡狡教ā⒆髡酵苋瞬慷拥燃际醴⒄很快。这些高技术新型武器装备,由于体积小、重量轻,运动噪声低等特点,很容易突破我常规、落后的水下防线而侵入到我国近岸区,实施侦察、乃至攻击行动。布放于海底和水中的水声通信网络,由于具有隐蔽性好,灵敏度高、分布式部署可覆盖面积大等特点,很容易捕捉到进入其监测区的小型机动目标;在海洋资源开发方面,人们需要用多种传感器对海洋环境、海底地质及其变化情况进行长时间、连续、多采样点的信息采集、处理、分析和研究。实际上,这些信息参数的获取对于设计水下的新型武器装备和防卫系统也是非常有用的,从而对保护和开发我国丰富的海洋资源意义重大。总之,设计和实施这样的网络系统,对水下军事防御、海洋环境监测和保护、海洋地质灾害预报、矿产资源勘探等方面都具有重要意义。在海洋的研究历史中,传统的方法通常是布置水下传感器、记录数据,
.律诺赖拇涮匦然后获得数据、再把传感器复位“⋯。这种方法有许多缺点,如:·非实时监视:记录下来的数据不能及时获得。这些数据只有当设备进行恢复时才能获得,此时通常是在监视任务开始几个月之后。这对实时监视,如地震等的环境监测应用来说是很危险的。·不能在线进行系统重新配置:岸上的控制巾心和水下监视设