發(fā)布時間：2018-01-16 17:16

  本文關鍵詞：水聲傳感器網(wǎng)絡分簇協(xié)議的研究　出處：《大連海事大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 水聲傳感器網(wǎng)絡 LEACH 能耗 分簇 媒體介入控制

【摘要】：隨著水聲通信技術的發(fā)展,人們將越來越多的精力投入到對水聲傳感器網(wǎng)絡的研究中。水聲傳感器網(wǎng)絡結合陸地無線傳感器網(wǎng)絡技術與水聲通信技術,在軍用和民用方面都有著廣泛的應用,如水下信息采集、海底資源探測、海水環(huán)境檢測、災難預防、目標定位、入侵檢測、輔助導航等。然而,由于水聲環(huán)境與陸地環(huán)境大不相同,適用于陸地無線傳感器網(wǎng)絡的一些技術或協(xié)議,不能直接應用到水聲傳感器網(wǎng)絡中。另外,水聲環(huán)境的高傳播時延、窄帶寬、多徑傳播等苛刻性特點,給相關技術或協(xié)議的設計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。 在水聲傳感器網(wǎng)絡中,節(jié)點是由電池供電的,能量非常寶貴,而能效型分簇協(xié)議LEACH協(xié)議,既能有效地降低網(wǎng)絡能耗,又能均衡節(jié)點間的能耗,可以有效延長網(wǎng)絡的壽命。然而LEACH協(xié)議是針對陸地無線傳感器網(wǎng)絡提出的,并不適用于水聲傳感器網(wǎng)絡。本文針對LEACH協(xié)議應用到水聲環(huán)境中出現(xiàn)的問題及不足,提出改進方案,最終得到兩個更適用于水聲通信環(huán)境的分簇協(xié)議,S-LEACH協(xié)議和C-LEACH協(xié)議。 本文首先對水聲傳感器網(wǎng)絡的相關知識進行了闡述,包括淺海水聲信道、網(wǎng)絡拓撲、網(wǎng)絡分層及各層相應的關鍵技術等。其次,描述了本文仿真實驗使用的網(wǎng)絡仿真軟件NS2,并在其中搭建了水聲環(huán)境平臺。再次,對能效型分簇協(xié)議LEACH進行了簡單的介紹,對現(xiàn)有的水下LEACH協(xié)議進行了綜述,并分析了現(xiàn)有的水下LEACH存在的問題和不足,針對這些問題和不足,從節(jié)約網(wǎng)絡能耗及延長網(wǎng)絡壽命出發(fā),提出了兩種改進協(xié)議。然后,將LEACH協(xié)議模塊添加到了NS2.28中,并在NS2.28中編寫了S-LEACH、C-LEACH協(xié)議模塊相關的C++和Otcl程序。最后,根據(jù)實驗要求編寫了仿真腳本文件,進行了仿真實驗。實驗結果表明,與LEACH協(xié)議相比,新提出的協(xié)議可以明顯的節(jié)約網(wǎng)絡能耗,延長網(wǎng)絡壽命。
[Abstract]:With the development of underwater acoustic communication technology, people will devote more and more attention to the research of underwater acoustic sensor network, which combines land wireless sensor network technology and underwater acoustic communication technology. It has been widely used in military and civil fields, such as underwater information collection, submarine resource detection, seawater environment detection, disaster prevention, target location, intrusion detection, auxiliary navigation and so on. Due to the difference between underwater acoustic environment and terrestrial environment, some technologies or protocols suitable for terrestrial wireless sensor networks can not be directly applied to underwater acoustic sensor networks. In addition, the high propagation delay in underwater acoustic environment. Narrow bandwidth, multipath propagation and other harsh features bring great challenges to the design of related technologies or protocols. In underwater acoustic sensor networks, the nodes are powered by batteries, and the energy is very valuable. The energy-efficient clustering protocol (LEACH) can not only effectively reduce the network energy consumption, but also balance the energy consumption between nodes. However, LEACH protocol is proposed for terrestrial wireless sensor networks. It is not suitable for underwater acoustic sensor networks. Aiming at the problems and shortcomings of LEACH protocol applied to underwater acoustic environment, an improved scheme is proposed, and finally two clustering protocols which are more suitable for underwater acoustic communication environment are obtained. S-LEACH protocol and C-LEACH protocol. This paper first describes the relevant knowledge of underwater acoustic sensor networks, including shallow water acoustic channels, network topology, network layering and the corresponding key technologies in each layer. This paper describes the network simulation software NS2, which is used in the simulation experiment, and builds the underwater acoustic environment platform. Thirdly, the energy-efficient clustering protocol LEACH is introduced briefly. This paper summarizes the existing underwater LEACH protocols, and analyzes the problems and shortcomings of the existing underwater LEACH. Aiming at these problems and shortcomings, it starts from saving network energy consumption and prolonging the network life. Then, the LEACH protocol module is added to NS2.28, and S-LEACH is written in NS2.28. C-Leach protocol module related C and Otcl programs. Finally, according to the requirements of the experiment, the simulation script file is prepared, and the simulation experiment is carried out. The experimental results show that compared with the LEACH protocol. The proposed protocol can significantly save network energy consumption and prolong network life.
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.3;TP212.9

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本文編號：1434061