清华大学博士生开题报告.pdf

文档介绍：清华大学博士生开题报告
水下传感网协作通信关键问题研究
博士生:王萍
导师:李安国教授
指导老师:张林副教授
日期:2010年10月16日
第一部分·选题背景
海洋——“蓝色聚宝盆”
„ 海洋覆盖地球表面70%以上
„ 海底资源极其丰富
„ 水下传感网
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第一部分·选题背景
应用前景
水文环境数据收集航海导航
生态信息监测
海底灾难预警
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第一部分·选题背景
相关研究及项目
„ 国际上„ 国内
‹ AOSN(1993) ‹ 我国在“八五”期间开始水声
‹ SeaWeb (1998) 通信的研究
‹ NEPTUE (1998) ‹ “分布式海洋水声通信技术研
究”等
‹ APENA(2003日本)
‹ (2004欧洲) ‹“深海光纤水声传感网络
‹ PLUSN (2005) 技术研究”(清华大学自主
‹ MaRS(2007~2013 ) 科研计划课题项目)
‹ VENUS(2008~ 加拿大)
‹ OOI(2010 新一代海洋观测
计划)
„ Workshop
‹ ACM (2006)
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第一部分·选题背景
水下通信方式
„ 声波是当前水下无线通信的主要手段
‹ 电磁波:衰减快
‹ 光波:散射严重
„ 水下声波传播速度约为1500m/s
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第一部分·选题背景
水声通信的特殊挑战:环境差
衰减快
d
A,()d f = d kα f ()
传输损耗
10logA(df ,)=+ k 10log d
d ⋅ 10logα()f
吸收损耗
[] , and
, "Underwater works,"
IEEE Journal of Oceanic Engineering, ,
, January 2000, -83.
6
第一部分·选题背景
水声通信的特殊挑战:环境差
高噪声[1]
10logNf ( )= 50− 18log( f )
‹ 生物噪声
‹ 行船噪声
‹ 风吹海面噪声
‹ 热噪声
[1], “On the Relationship Between Capacity and Distance in an Underwater Acoustic
Communication Channel," ACM SIGMOBILE puting munications Review
(MC2R), , Issue 4, October 2007, -43. 7
第一部分·选题背景
水声通信的特殊挑战:环境差
多径强烈
水声信道近似为
瑞利衰落信道[1]
[1] and , ``Underwater munication Channels:
Propagation Models and Statistical Characterization," munications Magazine,
January 2009, -89
8
第一部分·选题背景
水下通信的特殊挑战:代价高
‹设备昂贵,服役期不易更换‹通信开销大
UWM200能耗

******@
2

1
能耗(W)

0
发送能耗接收能耗睡眠能耗
水下声学换能器 UWM 2000 @ LinkQuest 9
第一部分·选题背景
误码率 BER ≤η
„ 增大发射功率
−3
if Pe ≤=10 then γ 0 24 dB
载波频率:10kHz;
可用带宽为:5kHz
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