本文關(guān)鍵詞：AUV群體協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工程大學(xué)》 2013年

AUV群體協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

丁明惠  

【摘要】：在21世紀(jì)，海洋無論是在資源方面還是在國(guó)際戰(zhàn)略等方面都扮演著非常重要的角色。海洋是個(gè)十分龐大而且復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，目前人類對(duì)海洋深處的探索非常有限，并且對(duì)海洋的勘探以及作業(yè)方式也是比較昂貴的。自主水下航行器AUV作為海洋勘探開發(fā)的高技術(shù)平臺(tái)，有極其廣闊的應(yīng)用前景，越來越受到眾多國(guó)家和地區(qū)的重視。隨著應(yīng)用需求的不斷復(fù)雜化和多樣化，單臺(tái)AUV的功能逐漸顯示出一定的局限性，于是由多臺(tái)AUV組成的協(xié)作系統(tǒng)逐漸成為研究熱點(diǎn)。高效可靠地通信網(wǎng)絡(luò)是多自主水下航行器進(jìn)行協(xié)同作業(yè)的基本前提。但是水聲通信存在著低信道帶寬、高傳播延時(shí)、低信道穩(wěn)定性、節(jié)點(diǎn)能量受限等諸多困難,因此設(shè)計(jì)一個(gè)高效的AUV群體協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)于多AUV協(xié)同系統(tǒng)而言具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本文針對(duì)AUV群體協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)開展了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、AUV群體協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖膳c路由搜索以及AUV協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)構(gòu)建等方法研究，并以TrackLink通信定位系統(tǒng)為實(shí)物傳輸介質(zhì)完成了水聲通信的通信周期與丟包率的測(cè)試試驗(yàn)。 首先，研究了網(wǎng)絡(luò)層拓?fù)涞姆诸悾治隽四芰繐p耗與網(wǎng)絡(luò)通信的中繼次數(shù)的關(guān)系，設(shè)計(jì)了一種結(jié)合了能量損耗因素和通信延遲因素的拓?fù)渖伤惴�，并與普通算法進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了該算法的有效性了。通過能耗與時(shí)延權(quán)衡算法得到的拓?fù)鋱D簡(jiǎn)單明了，，并且考慮了能量損耗和通信時(shí)延的因素，既大大縮小了后續(xù)路由搜索的范圍，又可以在能量損耗以及通信時(shí)延兩方面加以權(quán)重。同時(shí)制定了相應(yīng)的路由搜索及路由維護(hù)的方法。 其次，研究了數(shù)據(jù)鏈路層中的幀結(jié)構(gòu)、差錯(cuò)校驗(yàn)、邏輯鏈路控制和媒介訪問控制的協(xié)議，結(jié)合AUV聲學(xué)通信傳輸特性，設(shè)計(jì)了適合于AUV群體協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層通信協(xié)議，并對(duì)比分析了普通訪問模式和MACAW訪問模式的MAC層協(xié)議，分別在網(wǎng)絡(luò)吞吐量、誤碼率以及平均時(shí)延三個(gè)方面進(jìn)行了對(duì)比，分析了仿真結(jié)果的原因，然后提出了一種結(jié)合普通訪問模式和MACAW訪問模式的MAC層協(xié)議。 最后，以TrackLink1500A通信定位系統(tǒng)為實(shí)物傳輸介質(zhì)構(gòu)建了水聲通信試驗(yàn)平臺(tái)，通過Transceiver與Transponder之間的定位訪問實(shí)現(xiàn)水聲通信，完成了通信鏈路的有效性測(cè)試，并測(cè)試了TrackLink系統(tǒng)的通信周期和丟包率，完成了試驗(yàn)結(jié)果分析，提出了應(yīng)用TrackLink系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水聲通信時(shí)減少丟包率的解決方案。在每個(gè)訪問周期內(nèi)，控制所發(fā)送的數(shù)據(jù)包的幀長(zhǎng)不大于80字節(jié)，從而保證系統(tǒng)不會(huì)因負(fù)載過高而導(dǎo)致不必要的丟包現(xiàn)象。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TN929.3
【目錄】：

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周琳;深遠(yuǎn)海環(huán)境監(jiān)測(cè)水聲通信仿真方法與信道估計(jì)研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2011年

2 薛田良;深水水文自動(dòng)采樣方法與控制系統(tǒng)研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

3 叢艷平;多模式自適應(yīng)水下無線通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2011年

4 陳韻;分?jǐn)?shù)階Fourier變換在水聲通信中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 曾憲武;水聲綜合通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2008年

6 夏夢(mèng)璐;淺水起伏環(huán)境中模型—數(shù)據(jù)結(jié)合水聲信道均衡技術(shù)[D];浙江大學(xué);2012年

7 李玉祥;LDPC碼在水聲通信中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

8 李霞;水聲通信中的自適應(yīng)均衡與空間分集技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2004年

9 姜麗梅;弱通信條件下多AUV編隊(duì)控制及協(xié)作機(jī)制研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

10 程恩;水聲電子郵件傳輸研究[D];廈門大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 丁明惠;AUV群體協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

2 劉潔;水聲通信網(wǎng)絡(luò)通信及顯控軟件研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

3 郭華偉;OFDM技術(shù)在水聲通信中的應(yīng)用研究[D];廈門大學(xué);2002年

4 許婷婷;基于OFDM的水聲通信關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];燕山大學(xué);2010年

5 呂妍妍;Chirp FSK可靠性水聲通信技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

6 謝濤;基于VC++.NET的水聲通信軟件開發(fā)及同步技術(shù)研究[D];云南大學(xué);2010年

7 溫娜;水聲信道中高速傳輸技術(shù)的研究[D];燕山大學(xué);2004年

8 馬雪利;高速水下聲通信技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2004年

9 曾立;RAKE接收技術(shù)在水聲通信中的應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

10 王利平;基于SC-FDE的水聲通信技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：AUV群體協(xié)調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：91424