【摘要】：海洋工程已經(jīng)成為當(dāng)今科學(xué)技術(shù)研究的一大熱點,水聲通信是在開發(fā)海洋資源和發(fā)展海洋軍事中的關(guān)鍵技術(shù)之一,研究和開發(fā)水聲通信系統(tǒng)具有非常重要的科研意義和應(yīng)用價值。隨著無線組網(wǎng)技術(shù)等的發(fā)展,水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸成為水聲通信的支撐技術(shù)。近些年,研究人員在水聲信道、水聲調(diào)制解調(diào)器、MAC、路由等諸多方面對水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)展開了研究,取得不小的進(jìn)展。水下的通信環(huán)境非常嚴(yán)苛,水聲信道是一種雙選擇性衰落信道,具有時變、空變、頻變的特點,存在嚴(yán)重的多徑效應(yīng)和多普勒效應(yīng)。水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)往往需要通過多跳路徑將收集到的數(shù)據(jù)傳遞到海面的匯聚節(jié)點。因此如何在多徑干擾嚴(yán)重、背景噪聲大、延時擴(kuò)展大、可用帶寬窄的水聲通信環(huán)境中提供可靠的路由是水聲通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的關(guān)鍵之一。本文以水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)路由層為研究對象,從提高數(shù)據(jù)包投遞率和節(jié)約能量消耗的角度出發(fā)對水聲機(jī)會路由進(jìn)行設(shè)計。在分析了傳感器網(wǎng)絡(luò)特點及現(xiàn)有的路由協(xié)議的基礎(chǔ)上,結(jié)合了無線機(jī)會路由協(xié)議利用中間節(jié)點正確接收數(shù)據(jù)的思想,提出了基于深度的水聲機(jī)會路由協(xié)議(Depth-based Underwater Opportunistic Routing protocol,DUOR)。并通過對路由協(xié)議中普遍存在的空白區(qū)域問題及數(shù)據(jù)傳遞路徑“走偏”問題的分析,對方案進(jìn)行了改進(jìn),來得到更可靠、節(jié)約能耗的數(shù)據(jù)傳輸。最后,為了評估本文提出的路由協(xié)議,利用Opnet對其進(jìn)行了建模仿真,仿真結(jié)果表明,與DBR相比,本文提出的DUOR協(xié)議能夠利用較少的能量消耗的同時,能夠得到較高的數(shù)據(jù)包投遞率,但是需要花費的平均端到端延時較長。
[Abstract]:Ocean engineering has become a hot spot in the research of science and technology nowadays. Underwater acoustic communication is one of the key technologies in the development of marine resources and marine military affairs. The research and development of underwater acoustic communication system has very important scientific research significance and application value. With the development of wireless networking technology, underwater acoustic sensor network has gradually become the supporting technology of underwater acoustic communication. In recent years, researchers have made great progress on underwater acoustic sensor networks in many aspects, such as underwater acoustic channels, underwater acoustic modems, MAC, routing and so on. Underwater communication environment is very harsh, underwater acoustic channel is a kind of dual selective fading channel, with the characteristics of time-varying, spatial variability, frequency change, there are serious multipath effect and Doppler effect. Underwater acoustic sensor networks often need to transfer the collected data to the convergence node of the sea surface through multi-hop paths. Therefore, how to provide reliable routing in underwater acoustic communication environment with wide band is one of the key issues in the design of underwater acoustic communication network. Taking the routing layer of underwater acoustic sensor networks as the research object, this paper designs the underwater acoustic opportunistic routing from the point of view of increasing packet delivery rate and saving energy consumption. Based on the analysis of the characteristics of sensor networks and the existing routing protocols, combined with the idea that wireless opportunistic routing protocols receive data correctly by using intermediate nodes, a profundity based underwater acoustic opportunistic routing protocol (Depth-based Underwater Opportunistic Routing protocol,) is proposed. DUOR). Through the analysis of the blank area problem and the problem of "deviation" of the data transfer path, the scheme is improved to obtain more reliable and energy saving data transmission. Finally, in order to evaluate the routing protocol proposed in this paper, Opnet is used to model and simulate the routing protocol. The simulation results show that compared with DBR, the proposed DUOR protocol can use less energy consumption at the same time. Higher packet delivery rate can be obtained, but the average end-to-end delay is longer.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.3;TP212.9

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本文編號：2383682