基于能量均衡和链路稳定的水下网络路由协议研究

发布时间：2023-04-05 11:52

　　随着水声通信技术的快速发展,关于水下组网的研究正在逐渐兴起。水下传感器网络是无线传感器网络技术在水下场景的应用,是由大量具备计算能力和声通信能力的传感器节点构成的网络系统,广泛应用在水下资源勘探、污染监测、灾难预警以及辅助导航等多个领域。然而,由于水下环境复杂且研究的时间太短,目前水下传感器网络的相关技术还不完善,仍有很多关键的问题需要解决。水下网络跟陆地网络的通信环境截然不同,现有的路由协议无法满足水下网络的需求。本文经过对水下通信环境和水下传感器网络拓扑结构的研究后发现,水下传感器网络具有多跳式、高延时、低带宽、衰减大、能量有限和鲁棒性差等特点。针对这些特点本文选择Ad Hoc网络中经典的AODV路由协议进行改进,主要目标是在有限能量的前提下提高能量的利用效率,降低链路断裂的风险。主要研究内容如下:首先,建立了水下传感器网络的能耗模型并对目前主流的路由协议进行了研究,重点研究了AODV协议的路由发现、路由修复以及路由维护过程。接下来对AODV协议的路由发现过程进行改进,引入加权的思想综合考虑了节点的能量状态和链路稳定因素,只有节点当前的状态满足条件才有资格成为建立路由的下一跳节点。...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
    1.3 相关技术国内外研究现状
        1.3.1 水下传感器网络研究现状
        1.3.2 传感器网络路由协议研究现状
    1.4 论文章节安排
第二章 水下传感器网络及路由协议概述
    2.1 Ad Hoc网络介绍
        2.1.1 Ad Hoc网络结构体系
        2.1.2 Ad Hoc网络特点
    2.2 水下传感器网络拓扑结构
        2.2.1 二维静态水下传感器网络
        2.2.2 三维静态水下传感器网络
        2.2.3 三维动态水下传感器网络
    2.3 水声信道分析
        2.3.1 水声信道影响因素
        2.3.2 水下传感器网络能耗模型
    2.4 水下传感器网络路由协议
        2.4.1 平面路由协议
        2.4.2 分层路由协议
        2.4.3 基于地理位置信息的路由协议
    2.5 本章小结
第三章 基于能量均衡和链路稳定的AODV协议
    3.1 AODV路由协议概述
        3.1.1 AODV路由协议基本原理
        3.1.2 AODV的消息格式
        3.1.3 AODV的发现过程
        3.1.4 AODV发现算法仿真
    3.2 跨层设计思想
    3.3 AODV的路由发现过程改进
        3.3.1 基于能量均衡的节点选择策略
        3.3.2 基于链路稳定的节点选择策略
        3.3.3 链路质量评估
        3.3.4 综合考虑能量均衡和链路稳定的AODV改进策略
    3.4 本章小结
第四章 AODV协议路由修复机制改进策略
    4.1 AODV协议的路由修复研究
    4.2 AODV协议路由修复存在的问题
    4.3 AODV协议路由修复改进策略
    4.4 动态路由维护过程
    4.5 序列号的维护
    4.6 本章小结
第五章 仿真结果及分析
    5.1 AODV改进协议的实现
        5.1.1 路由表及报文设计
        5.1.2 AODV改进协议的路由发现流程
    5.2 仿真参数设置
    5.3 仿真结果及分析
        5.3.1 基于能量均衡改进的AODV协议仿真
        5.3.2 权重因子的影响
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
研究生阶段取得的成果
致谢



本文编号：3783364