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)成為一個新的研究熱點，它主要應(yīng)用于對水下傳感器網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的區(qū)域進行中長期的水下預(yù)警、目標(biāo)檢測、海洋水文環(huán)境要素監(jiān)測等，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，其傳輸速度要比無線電信號低5個數(shù)量級，信號的強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行數(shù)據(jù)傳輸。但是，多跳方式對于水下傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動通信問題，會產(chǎn)生移動對象逃離消息現(xiàn)象，造成消息發(fā)送失敗。因此，如何能使網(wǎng)絡(luò)中的移動節(jié)點即水下自主探測器AUV，實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點的正常通信，是本文的研究重點。 本文分析了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的移動通信機制，并對當(dāng)前國內(nèi)外已經(jīng)提出的移動通信算法進行了比較。針對動態(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法的基礎(chǔ)上，引入代理節(jié)點的思想，提出了基于鏈

3、式代理節(jié)點的消息傳送機制，AUV每次移動到新位置都會選擇離它最近的基站作為代理節(jié)點，由此形成一條描述AUV移動軌跡的代理節(jié)點的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。在此算法的基礎(chǔ)上給出了代理節(jié)點鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的更新算法以及基于推模式的尋址機制。此外，本文根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中移動AUV之間的不同位置關(guān)系，對移動AUV之間的通信問題給出了三種解決方案；同時，利用代理節(jié)點作為信息中繼，實現(xiàn)了移動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