發(fā)布時間：2017-05-23 09:10

  本文關(guān)鍵詞：水下傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著水下設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,智能設(shè)備被部署在水下環(huán)境中,這些設(shè)備構(gòu)成了水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(UWSNs)。水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被用來探索浩瀚的,未被探索的海洋。在水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,數(shù)據(jù)包傳輸數(shù)量少和能量低消耗是最基本的原則。為了達成這個目的,本文提出了信道感知優(yōu)化路由協(xié)議(Enhanced Channel-Aware Routing Protocol,E-CARP)路由協(xié)議。E-CARP路由協(xié)議是對信道感知路由協(xié)議(Channel-Aware Routing Protocol,CARP)的優(yōu)化,CARP由Stefano Basagni提出。E-CARP實現(xiàn)了位置無關(guān)(Location-Free)和貪婪逐跳(Greedy hop-by-hop)的數(shù)據(jù)包傳輸策略,是一個分布式的、跨層的路由協(xié)議。一般情況下,CARP不考慮重用之前收集到的探測數(shù)據(jù)來支持某些特定領(lǐng)域的應(yīng)用程序。然而這些應(yīng)用程序可能對數(shù)據(jù)的精度要求并不高,之前收集到的探測數(shù)據(jù)依然能夠滿足當前應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)的需求。在這種情況下,上傳最新的探測數(shù)據(jù)是不必要的,上傳這些數(shù)據(jù)將會顯著增加了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸總量,造成網(wǎng)絡(luò)能量消耗的增加。除此之外,CARP的最優(yōu)數(shù)據(jù)傳輸中繼節(jié)點選擇策略,即PING-PONG策略,不會根據(jù)環(huán)境的變化而做出相應(yīng)的機制上的變化。這將導致在相對穩(wěn)定的水下環(huán)境時,CARP的最優(yōu)數(shù)據(jù)傳輸匯總及節(jié)點選擇策略依然沿用原機制,產(chǎn)生大量的冗余控制信息包,造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞,降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)男�。本文提出的E-CARP路由協(xié)議解決了CARP中傳輸不必要的數(shù)據(jù)信息包的問題,并優(yōu)化了CARP在相對穩(wěn)定的水下環(huán)境的數(shù)據(jù)傳輸中繼節(jié)點選擇策略。模擬實驗結(jié)果驗證了本文的技術(shù)能夠顯著減少數(shù)據(jù)傳輸消耗,并且在一定程度上提高了整個網(wǎng)絡(luò)的性能。
【關(guān)鍵詞】：高效節(jié)能路由協(xié)議 水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 傳感器網(wǎng)絡(luò)
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 引言9-14
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 主要研究內(nèi)容11-12
• 1.2.1 主要內(nèi)容11
• 1.2.2 核心思想11-12
• 1.3 論文組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 水下傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)14-23
• 2.1 水下傳感器網(wǎng)絡(luò)特性14
• 2.2 水下傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)14-15
• 2.2.1 無線電波通信14-15
• 2.2.2 激光通信15
• 2.2.3 水聲通信15
• 2.3 水下傳感器節(jié)點15-16
• 2.4 水下傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)16-19
• 2.4.1 二維靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)16-17
• 2.4.2 三維靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)17-19
• 2.4.3 三維動態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)19
• 2.5 水下聲學傳播特征19-21
• 2.5.1 高延遲和延遲動態(tài)變化19
• 2.5.2 水聲信號衰減大19-20
• 2.5.3 多途效應(yīng)嚴重20
• 2.5.4 傳輸誤碼率高20-21
• 2.6 水下傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議21-23
• 2.6.1 物理層21
• 2.6.2 數(shù)據(jù)鏈路層21-22
• 2.6.3 網(wǎng)絡(luò)層22-23
• 第三章 水下傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議23-31
• 3.1 普適性水下傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議23-25
• 3.1.1 基于水深路由協(xié)議23-24
• 3.1.2 基于液壓選播路由協(xié)議24
• 3.1.3 其它普適性路由協(xié)議24-25
• 3.2 基于信標的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議25-27
• 3.2.1 基于地址逐跳動態(tài)路由協(xié)議25-26
• 3.2.2 其它基于信標路由協(xié)議26-27
• 3.3 基于地理位置信息的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議27-29
• 3.4 CARP路由協(xié)議29-31
• 第四章E-CARP路由協(xié)議31-43
• 4.1 E-CARP路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)31-32
• 4.2 CARP路由機制32-34
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)初始化和跳數(shù)設(shè)置32
• 4.2.2 數(shù)據(jù)包傳輸32-34
• 4.3 E-CARP路由優(yōu)化策略34-35
• 4.3.1 減少不必要的控制信息包34
• 4.3.2 減少不必要的數(shù)據(jù)信息包34-35
• 4.4 E-CARP網(wǎng)絡(luò)初始化和水面匯聚基站緩存機制35
• 4.5 控制信息包和數(shù)據(jù)信息包的傳輸機制35-38
• 4.6 數(shù)據(jù)傳輸中繼節(jié)點選擇機制38-43
• 第五章 模擬實驗的實現(xiàn)與評估43-53
• 5.1 模擬實驗環(huán)境設(shè)置43-44
• 5.2 模擬實驗程序設(shè)計44-46
• 5.2.1 模擬實驗環(huán)境搭建44-45
• 5.2.2 模擬實驗流程45-46
• 5.3 模擬實驗結(jié)果評估46-53
• 5.3.1 不同載荷大小的能耗對比46-48
• 5.3.2 不同載荷大小的PONG包數(shù)量對比48-49
• 5.3.3 不同穩(wěn)定系數(shù)的能耗對比49
• 5.3.4 不同平滑系數(shù)的PONG包數(shù)量對比49-50
• 5.3.5 不同平滑系數(shù)的能耗對比50-51
• 5.3.6 不同傳輸半徑的能耗對比51-53
• 第六章 總結(jié)與展望53-55
• 6.1 全文總結(jié)53
• 6.2 研究展望53-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-60
• 附錄60

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本文編號：387461