水下无线传感器网络中的时钟同步、定位与数据传输研究

发布时间：2021-01-09 00:44

　　随着社会的发展,人类对资源的需求也在不断增加,由于陆地上资源的不断消耗,占据了地球表面积的71%的海洋湖泊等水域越发吸引人类的目光。对海洋的认知是对海洋进行开发的前提,虽然在史前人类就已经开始依靠海洋生活,但是目前人类对海洋特别是深海的认知还非常浅薄。由于水下传感器网络能够快速、大范围布放,长时间、全天候对所在区域进行信息采集、传输,具有很强的自治性和智能性,是研究和利用海洋的利器,因此成为了一个新的研究热点。时钟同步、节点定位和数据传输是水下传感器网络中的关键技术和应用。在水下环境中电磁信号衰减严重,水声是水下通信的主要方式。由于水声通信的高延迟、低带宽和多径效应等特性,以及水下节点的移动性,不能直接将陆上无线传感器网络中的相关技术移植到水下无线传感器网络中,因此需要专门设计适用于水下声学通信的时钟同步、节点定位和数据传输方法。本文分析了水下时钟同步、节点定位和数据传输的主要挑战,给出了相应的算法来解决以上问题,并通过大量的数值模拟实验,验证了提出的算法的正确性与性能。本文的主要贡献如下:1.时钟同步设计。通过对现有水下时钟同步的分析与比较,提出了一种基于声学信道状态的时钟同步方案,... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

一个简单的UWSN网络示意图

图 1.2 已公布的水声通信汇总[20]。. 传播速度不均匀。声音在水下的传播速度和压力、温度、盐度等信息有关系，在水下不同深度的压力、温度、盐度等存在很大差别，因此如图 1.4 所示，声音在水下传播速度是变化的。由于在不同深度水声播速度是变化的，如下图 1.3 所示，水声不沿直线传播[21]。

图 1.2 已公布的水声通信汇总[20]。播速度不均匀。声音在水下的传播速度和压力、温度、盐度等信息关系，在水下不同深度的压力、温度、盐度等存在很大差别，因图 1.4 所示，声音在水下传播速度是变化的。由于在不同深度水声速度是变化的，如下图 1.3 所示，水声不沿直线传播[21]。


本文编号：2965632