發(fā)布時(shí)間：2020-10-16 17:22

　　 水聲信道低帶寬、高誤碼率、長(zhǎng)傳播時(shí)延的特點(diǎn)給水聲網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。本文從組網(wǎng)的協(xié)議體系架構(gòu)出發(fā),研究數(shù)據(jù)鏈路層的媒介碰撞避免、網(wǎng)絡(luò)層的可靠多跳路由轉(zhuǎn)發(fā)、以及端到端的可靠傳輸控制,實(shí)現(xiàn)鏈路級(jí)和路徑級(jí)的可靠組網(wǎng)和傳輸。主要研究?jī)?nèi)容與貢獻(xiàn)包括:1)時(shí)空耦合的水聲媒介接入控制:該研究工作深入分析水聲網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拿浇榕鲎矙C(jī)理,指出長(zhǎng)傳播時(shí)延導(dǎo)致的時(shí)間與空間因素耦合,是水聲網(wǎng)絡(luò)媒介接入的重要特點(diǎn)和挑戰(zhàn)。同時(shí),推導(dǎo)MAC無(wú)傳輸碰撞的時(shí)空條件和無(wú)碰撞概率,指出水聲MAC具有環(huán)形的并行傳輸碰撞區(qū)域。進(jìn)一步研究容量最大化的無(wú)調(diào)度幀間傳輸沖突的MAC調(diào)度,將其建模為一個(gè)混合整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題�；诠�(jié)點(diǎn)的最優(yōu)調(diào)度策略分析,設(shè)計(jì)啟發(fā)式的調(diào)度算法。仿真結(jié)果表明,所提算法可以達(dá)到星型網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)MAC調(diào)度,在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)下也比現(xiàn)有算法具有更好的調(diào)度性能。2)基于距離向量的水聲機(jī)會(huì)路由協(xié)議:該研究工作針對(duì)水聲網(wǎng)絡(luò)基于深度路由存在空洞區(qū)域和長(zhǎng)距離繞行轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題,提出了一種基于距離向量的機(jī)會(huì)路由協(xié)議(DVOR)。DVOR利用查詢(xún)機(jī)制建立距離向量,不需要復(fù)雜的信令交換來(lái)選擇中繼候選和協(xié)調(diào)潛在中繼的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā),是一種輕量級(jí)的路由協(xié)議。DVOR有效避免進(jìn)入通信空洞區(qū)域以及長(zhǎng)距離繞行轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,實(shí)現(xiàn)水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會(huì)可靠轉(zhuǎn)發(fā)。仿真結(jié)果表明,DVOR協(xié)議在數(shù)據(jù)包投遞率、平均跳數(shù)和端到端延遲等方面優(yōu)于現(xiàn)有的DBR和DUOR協(xié)議。3)端到端跨層可靠機(jī)會(huì)傳輸控制:該研究工作為了實(shí)現(xiàn)可靠傳輸,提出一種跨層前向糾錯(cuò)機(jī)制,即基于分組的FEC采用噴泉編碼,以及基于比特的FEC采用信道編碼,實(shí)現(xiàn)機(jī)會(huì)傳輸,無(wú)需每個(gè)數(shù)據(jù)包反饋確認(rèn)信息,克服水聲信道的易錯(cuò)特性。還提出一種基于離散隨機(jī)逼近的在線(xiàn)吞吐量?jī)?yōu)化算法,克服水聲信道的長(zhǎng)傳播時(shí)延特性,進(jìn)一步優(yōu)化跨層前向糾錯(cuò)機(jī)制。仿真結(jié)果表明CL-FEC提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐掏铝俊?br> 【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TN929.3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
英文縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究問(wèn)題
    1.3 水聲可靠組網(wǎng)和傳輸?shù)奶魬?zhàn)
    1.4 論文的研究?jī)?nèi)容及貢獻(xiàn)
第二章 水聲可靠組網(wǎng)與傳輸研究現(xiàn)狀
    2.1 網(wǎng)絡(luò)可靠性研究現(xiàn)狀
        2.1.1 可靠水聲通信鏈路技術(shù)
        2.1.2 網(wǎng)絡(luò)可靠性理論
        2.1.3 網(wǎng)絡(luò)可靠性研究現(xiàn)狀小結(jié)
    2.2 水聲網(wǎng)絡(luò)MAC研究現(xiàn)狀
        2.2.1 傳播時(shí)延動(dòng)態(tài)變化對(duì)MAC的影響
        2.2.2 水聲媒介接入控制分類(lèi)分析
        2.2.3 水聲媒介接入控制研究現(xiàn)狀小結(jié)
    2.3 水聲網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究現(xiàn)狀
        2.3.1 現(xiàn)有路由協(xié)議分析
        2.3.2 水聲路由研究現(xiàn)狀小結(jié)
    2.4 水聲網(wǎng)絡(luò)可靠傳輸研究現(xiàn)狀
        2.4.1 差錯(cuò)控制機(jī)制
        2.4.2 可靠傳輸研究現(xiàn)狀小結(jié)
第三章 空時(shí)耦合的水聲網(wǎng)絡(luò)媒介接入控制
    3.1 引言
    3.2 水聲網(wǎng)絡(luò)的MAC碰撞分析
        3.2.1 無(wú)碰撞傳輸?shù)臅r(shí)空條件
        3.2.2 碰撞分析
    3.3 時(shí)空耦合下的MAC調(diào)度
        3.3.1 容量最優(yōu)的MAC調(diào)度
        3.3.2 啟發(fā)式算法
    3.4 仿真結(jié)果分析
        3.4.1 仿真參數(shù)設(shè)定
        3.4.2 仿真結(jié)果及分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于距離向量的水聲機(jī)會(huì)路由協(xié)議
    4.1 引言
    4.2 網(wǎng)絡(luò)模型以及DVOR系統(tǒng)描述
        4.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型
        4.2.2 DVOR原理概述
    4.3 DVOR協(xié)議設(shè)計(jì)
        4.3.1 距離向量的建立
        4.3.2 源節(jié)點(diǎn)的路由和發(fā)送
        4.3.3 中間節(jié)點(diǎn)的機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)
        4.3.4 擴(kuò)展到多匯聚節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)景
    4.4 仿真結(jié)果與分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 水聲網(wǎng)絡(luò)的端到端跨層可靠機(jī)會(huì)傳輸
    5.1 引言
    5.2 跨層前向糾錯(cuò)機(jī)制實(shí)現(xiàn)機(jī)會(huì)可靠傳輸
        5.2.1 水聲可靠傳輸面臨的挑戰(zhàn)
        5.2.2 跨層前向糾錯(cuò)機(jī)制
        5.2.3 CL-FEC機(jī)會(huì)傳輸特點(diǎn)
    5.3 基于隨機(jī)優(yōu)化逼近的端到端吞吐量?jī)?yōu)化
        5.3.1 端到端吞吐量?jī)?yōu)化問(wèn)題描述
        5.3.2 基于離散隨機(jī)逼近的算法設(shè)計(jì)
    5.4 仿真結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件

【參考文獻(xiàn)】

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1 馮濤;李洪濤;袁占亭;馬建峰;;伯努利節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模型的拓?fù)漪敯粜苑治龇椒╗J];電子學(xué)報(bào);2011年07期

本文編號(hào)：2843548