基于单径的水声网络分层路由协议研究

发布时间：2022-11-03 17:18

　　水声网络（Underwater Acoustic Networks,UANs）在海洋资源勘探、国防军事应用等方面有着广泛的应用前景。水下组网与数据传输是水声网络的关键部分,而路由协议是组网和数据传输的核心内容。水声网络具有误码率高、延时大、能耗严重等特点,设计适用于UANs的路由协议具有重要的研究价值。因此本文将以UANs路由协议作为研究重点,主要研究内容包括:（1）本文首先对传统路由协议和分层路由协议进行了比较分析,得出分层路由不仅具有较高的可靠性,而且能够有效解决“空旷区域”问题,同时降低网络能耗;论文进一步从协议的操作性、性能等方面分析了单径和多径路由协议,得出单径路由协议不仅可以提高传输效率、减少冲突,而且能够降低网络能耗。（2）针对以上分析得出的结论,提出了基于最短跳距的节点分层方案。方案中,节点收到控制报文后,提取发送节点的id、层级等信息,根据发送节点的层级与距离来确定或更新自己的层级信息。利用数学模型和MATLAB对采用最短跳距的分层方案与采用最小跳数的分层方案进行了分析与对比,并基于NS3仿真平台进行仿真试验。理论分析、MATLAB仿真、NS3平台下的仿真实验一致表明... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外水声通信网络发展现状
        1.2.2 国内水声通信网络发展现状
    1.3 本文主要工作及内容安排
第二章 水声网络概述
    2.1 水声网络
    2.2 水声网络的特点
        2.2.1 通信媒介带来的不同
        2.2.2 环境因素带来的不同
    2.3 水声网络分层结构
    2.4 水声网络能耗衰减模型
    2.5 仿真平台
    2.6 本章小结
第三章 水声网络路由协议分析
    3.1 水声网络路由协议概述
    3.2 水声网络路由协议分类
        3.2.1 无层级和分层路由协议
        3.2.2 单径与多径路由协议分析
    3.3 现有的水声网络路由协议分析
        3.3.1 HH-VBF路由协议
        3.3.2 PBF路由协议
        3.3.3 FBR路由协议
        3.3.4 SBR-DLP路由协议
        3.3.5 EEDBR路由协议
    3.4 本章小结
第四章 基于最短跳距的节点分层方案
    4.1 方案设计
    4.2 能耗分析
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 基于距离和能量的分层单径路由协议
    5.1 协议设计
        5.1.1 网络模型
        5.1.2 协议概述
        5.1.3 算法设计
        5.1.4 距离计算
    5.2 协议分析
    5.3 DELR协议性能评估
        5.3.1 仿真环境设置及评估指标
        5.3.2 系数测定
        5.3.3 DELR协议仿真结果分析
        5.3.4 单径路由协议与多径路由协议的对比分析
        5.3.5 单径分层路由协议与多径分层路由协议的对比分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间参与的科研项目及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]Power optimization algorithm for OFDM underwater acoustic communication using adaptive channel estimation[J]. LUO Yasong,HU Shengliang,FENG Chengxu,TONG Jijin.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2019(04)
[2]水声通信技术进展[J]. 朱敏,武岩波.  中国科学院院刊. 2019(03)
[3]水下传感器网络中避免时空不确定性影响的MAC协议[J]. 李雅婧,金志刚,苏毅珊.  南开大学学报(自然科学版). 2017(05)
[4]水下无人系统发展现状及其关键技术[J]. 潘光,宋保维,黄桥高,施瑶.  水下无人系统学报. 2017(02)
[5]水声通信网络路由协议研究综述[J]. 高涌,张宏滔.  声学与电子工程. 2016(04)
[6]基于分层的河流水下传感器网络路由算法[J]. 刘洋,彭舰,刘唐,王彬.  计算机应用. 2016(05)
[7]基于长延时信道的水下传感器网络中继选择及功率分配优化算法[J]. 刘自鑫,金志刚,苏毅珊,李云.  计算机应用. 2014(07)
[8]LB-AGR: level-based adaptive geo-routing for underwater sensor network[J]. DU Xiu-juan,HUANG Ke-jun,LAN Sheng-lin,FENG Zhen-xing,LIU Fan.  The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications. 2014(01)
[9]一种高效的水下传感器网络MAC协议[J]. 汪生泉,孙大军,张友文.  传感器与微系统. 2015(01)
[10]基于分簇的水下传感器网络覆盖保持路由算法[J]. 蒋鹏,阮斌锋.  电子学报. 2013(10)

硕士论文
[1]基于水声传感器网络的定位精度优化技术研究[D]. 邓宇.厦门大学 2018
[2]水声传感器网络分簇路由优化研究[D]. 胡珊.中南民族大学 2018
[3]基于跳数和剩余电量的水声机会路由协议[D]. 马正宇.华南理工大学 2018
[4]基于OPNET的水下传感器网络MAC及路由协议研究[D]. 李俊潞.哈尔滨工程大学 2017
[5]水声传感器网络路由算法研究与改进[D]. 赵启鲁.哈尔滨工程大学 2017
[6]基于地理位置的水声传感网络路由协议研究[D]. 张剑波.重庆邮电大学 2016
[7]水声传感器网络节能路由协议研究[D]. 崔俊涛.大连海事大学 2016



本文编号：3700306