水下傳感器網(wǎng)絡(luò)被動(dòng)定位算法錨節(jié)點(diǎn)遴選策略的研究.pdf

1、水下傳感器網(wǎng)絡(luò)研究越來越受到人們重視，其擁有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如監(jiān)測(cè)海底環(huán)境、海洋數(shù)據(jù)采集、海岸線保護(hù)以及災(zāi)難預(yù)防等。在海水中聲波比無線電和光波更能抗衰減，所以聲波通信技術(shù)是水下傳感網(wǎng)采用的典型通信技術(shù)，即水聲傳感網(wǎng)絡(luò)（UASNs）。然而，傳感器網(wǎng)的主動(dòng)定位技術(shù)在水聲網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用會(huì)使網(wǎng)絡(luò)通信量增大、節(jié)點(diǎn)能耗高，同時(shí)水聲信道具有路徑損耗嚴(yán)重、多路徑傳播、多普勒頻移、傳播時(shí)延長(zhǎng)等特點(diǎn)，結(jié)合傳感器節(jié)點(diǎn)隨洋流漂移的特點(diǎn)，使得水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)相比于陸上

2、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有許多不同的特征，如移動(dòng)性高、可靠性低、定位精度低、空位維度為3等，這些特點(diǎn)決定了現(xiàn)有的陸上無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)不能直接應(yīng)用到水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)中。這對(duì)水下網(wǎng)絡(luò)壽命提出了極大挑戰(zhàn)。
　　與主動(dòng)定位相似，被動(dòng)定位在UASNs中也扮演了重要的角色，尤其在網(wǎng)絡(luò)能耗、通信量方面優(yōu)于主動(dòng)定位技術(shù)。當(dāng)前，對(duì)于UASNs中定位技術(shù)的理論分析研究多關(guān)注于主動(dòng)定位。但是被動(dòng)定位更能體現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用目的。因此，本文將就被動(dòng)定位中錨節(jié)點(diǎn)

3、的遴選策略進(jìn)行優(yōu)化研究。
　　本文的具體內(nèi)容研究如下：首先，對(duì)傳統(tǒng)的水下被動(dòng)定位網(wǎng)絡(luò)分別從信道模型、能量模型、感知模型三方面進(jìn)行了分析，并對(duì)原有的定位方案提出了改進(jìn)措施。其次，對(duì)于原有的基于單一最大交集的低能量自愈算法，本文提出了一種基于備選錨節(jié)點(diǎn)的遴選方案，在網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)完成遴選冗余錨節(jié)點(diǎn)的過程，并在有錨節(jié)點(diǎn)發(fā)生低能量時(shí)感知節(jié)點(diǎn)選擇出替換節(jié)點(diǎn)，完成低能量自愈。通過分析與仿真數(shù)據(jù)表明，該算法可以降低網(wǎng)絡(luò)通信量，降低網(wǎng)絡(luò)消耗。最后，