水声传感器网络路由协议DBR的改进研究
本文关键词: 水声传感器网络 路由协议 DBR 跨层 出处:《天津大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:由于水下环境条件有限,在水声传感器网络(UASN)中提出有效的和可扩展的路由协议有着许多的挑战。UASN中的通信是通过声音完成的,呈现为低速、高误码率、带宽小、传输高延迟等特点。同时,在UASN中提高能源效率是最重要的问题之一,因为更换或者给节点的电池充电的成本都很高。此外,针对UASN提出的多种路由协议,基本上都要利用节点的全部位置信息,而获取这些信息在这些网络中也是一个根本性的挑战。本文提出了一种新的协议,在协议的路由过程中仅仅用到了这些节点的深度信息。该基于深度的路由协议不需要传感器节点全面的位置信息,它只需要节点的深度信息,而该值可以通过在每个水下传感器节点上安装便宜的深度传感器获得。本协议的一个关键优势是它可以不借助定位设备的帮助而有效的处理网络动态。本协议通过平衡整体能量消耗来延长网络寿命。本协议在路由计算过程中也考虑到了节点的剩余能量。同时为了提高该协议的性能,本文使用了表面多汇网络架构来为节点建立最佳的位置。该网络架构不仅可以达到高吞吐量,还能有效使用能量。另外,本文中的路由协议采用了一种跨层的方法,即通过使用一种自适应的基于OFDMA的MAC协议,而该MAC协议的节能运行模式能够提供更高的能源利用率。该MAC协议利用衰减声音通道的多径效应来将其转换成并行的声音子通道。节点之间的网络通信即通过这些子通道来完成。
[Abstract]:Due to the limited underwater environment, the proposed effective and scalable routing protocol in underwater acoustic sensor networks (UASN) has many challenges. The communication in UASN is accomplished by sound, which presents low speed, high bit error rate and low bandwidth. At the same time, improving energy efficiency is one of the most important problems in UASN, because the cost of replacing or charging the batteries of nodes is very high. In addition, a variety of routing protocols are proposed for UASN. It is basically necessary to make use of all the location information of the nodes, and obtaining this information is also a fundamental challenge in these networks. This paper proposes a new protocol. Only the depth information of these nodes is used in the routing process of the protocol. The depth based routing protocol does not require the full location information of the sensor nodes, it only needs the depth information of the nodes. This value can be obtained by installing cheap depth sensors on each underwater sensor node. One of the key advantages of this protocol is that it can deal with network dynamics effectively without the help of positioning devices. This protocol also takes into account the residual energy of nodes in routing computation. In order to improve the performance of the protocol, In this paper, the surface multi-sink network architecture is used to establish the best location for nodes. The network architecture can not only achieve high throughput, but also efficiently use energy. In addition, the routing protocol in this paper adopts a cross-layer approach. By using an adaptive MAC protocol based on OFDMA, The energy-saving operation mode of the MAC protocol can provide higher energy efficiency. The MAC protocol uses the multipath effect of the attenuated sound channel to convert it into a parallel sound sub-channel. Subchannels to complete.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TP212.9;TN929.3
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