基于水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的AUV通信算法研究.pdf

1、隨著世界各國(guó)海洋開發(fā)和海洋軍事領(lǐng)域的飛速發(fā)展，水下傳感器網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，它主要應(yīng)用于對(duì)水下傳感器網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的區(qū)域進(jìn)行中長(zhǎng)期的水下預(yù)警、目標(biāo)檢測(cè)、海洋水文環(huán)境要素監(jiān)測(cè)等，其廣闊的應(yīng)用前景，引起了學(xué)術(shù)界和軍事界的高度重視。 與無(wú)線電傳輸不同，海洋水聲信道的帶寬非常有限，其傳輸速度要比無(wú)線電信號(hào)低5個(gè)數(shù)量級(jí)，信號(hào)的強(qiáng)度受距離和頻率的影響較大；另外，水下傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)都是由電池供電的，限制了網(wǎng)絡(luò)的生存期。水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的這

2、些特性決定了需要采用短距離多跳的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。但是，多跳方式對(duì)于水下傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)通信問(wèn)題，會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)對(duì)象逃離消息現(xiàn)象，造成消息發(fā)送失敗。因此，如何能使網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)即水下自主探測(cè)器AUV，實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)的正常通信，是本文的研究重點(diǎn)。 本文分析了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)通信機(jī)制，并對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)提出的移動(dòng)通信算法進(jìn)行了比較。針對(duì)動(dòng)態(tài)三維水下傳感器網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)，本文在追蹤法和注冊(cè)法的基礎(chǔ)上，引入代理節(jié)點(diǎn)的思想，提出了基于鏈

3、式代理節(jié)點(diǎn)的消息傳送機(jī)制，AUV每次移動(dòng)到新位置都會(huì)選擇離它最近的基站作為代理節(jié)點(diǎn)，由此形成一條描述AUV移動(dòng)軌跡的代理節(jié)點(diǎn)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。在此算法的基礎(chǔ)上給出了代理節(jié)點(diǎn)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的更新算法以及基于推模式的尋址機(jī)制。此外，本文根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)AUV之間的不同位置關(guān)系，對(duì)移動(dòng)AUV之間的通信問(wèn)題給出了三種解決方案；同時(shí)，利用代理節(jié)點(diǎn)作為信息中繼，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)AUV與地面工作站的多跳通信算法，拓展了地面工作站與水下AUV之間的通信范圍。 本文