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《哈尔滨工程大学》 2006年
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水声通信网络路由协议研究

孙桂芝  
【摘要】:水声通信网络是一门新兴的网络技术。它是由许多传感器和无人航行器组成的,它们被部署在特定的区域执行合作监视任务。水声通信网络在海洋数据收集、污染监测、灾难预报、辅助导航以及水下军事防御等方面有着广泛的应用。本论文所述的水声通信网络的主要用途是为由水下传感器节点所形成的监测系统(即:水下传感器系统)提供组网通信功能,其主要研究内容是网络通信协议,包括物理层的水下声信道调制、数据链路层的共享信道分配、网络层的路由构建等。 由于水下声信道的复杂性,主要是时延大而且易变、严重的多途效应以及严重的多普勒频率偏移等问题,使得许多陆地无线通信网络中开发的技术,不能直接应用于水下。 本论文主要研究了水声通信网络的路由协议。以提高网络的能量利用率、延长网络的生存期为出发点,提出了一种适于水下的能量有效路由协议。在研究了地理位置路由协议的基础上,提出了一种位置矢量路由协议。对于有些水下应用实时性的要求,提出了一种实时路由协议。最后,通过仿真验证了这些路由协议的良好性能和可行性。本文所做的工作主要有以下几个方面: 1.提出了一种基于位置的信息转发协议。在该协议中节点不需要维持状态信息,只有少量的节点参与信息包的转发。在转发算法中节点计算信息转发因子,并根据转发因子相应地调整转发策略,从而节省了能量、减少了冲突发生的概率。 2.针对水下声信道的传输特点,提出了一种能量有效的转发协议。该转发算法是基于信道状况、节点剩余能量以及距离的估计,在满足距离要求的节点中,根据信道状况和节点的剩余能量来选择转发节点。该算法能减少信息的盲目转发,提高能量的利用率,均衡网络能量消耗,实现网络能量的平稳降级,有效地延长网络的生存期。 3.针对有些水下应用需要实时传输信息的特点,提出了一种具有能量感知的实时路由协议。该协议通过一个时间感知的反馈控制、空间感知和能量感知的转发算法,在整个网络内维持一个期望的传输速
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN929.3

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 刘婷;;一种基于位置信息的路由协议ACR[J];伺服控制;2011年02期
2 靳建新;;水声通信网络技术研究[J];现代导航;2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王大宇;矢量传感器在水声通信中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 徐君锋;无线传感器网络中通信可靠性和能量有效性的机制研究[D];大连理工大学;2011年
3 徐小卡;基于OFDM的浅海高速水声通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 吴松伟;水声自组网节能路由协议研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 董继刚;水声通信网仿真与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 唐伟杰;水声通信网络节点硬件平台的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张洪东;基于NS2的水下传感器网络模拟仿真技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 吴君君;基于DSP的水下语音通信系统的硬件设计和实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 杨颖;基于声卡的图像水声传输技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 周莹;水下无线传感器网络的研究和设计[D];西安电子科技大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 张宏滔,陆佶人,童峰;一种节省能量的水声传感器网络组织结构与协议[J];电路与系统学报;2005年03期
2 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期
3 李建中,李金宝,石胜飞;传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展[J];软件学报;2003年10期
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5 刘炎艳,李仁发,李肯立,杨晓宗;一种用于无线传感器网络的基于地理位置的能源有效性分组转发算法[J];微型机与应用;2005年04期
6 李启虎;水声学研究进展[J];声学学报;2001年04期
7 张宏滔,姜卫东,童峰,陆佶人;水声通信网中基于能量平衡的动态路由控制[J];应用科学学报;2005年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 温娜;水声信道中高速传输技术的研究[D];燕山大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦大力;唐颖;;无线传感器网络的安全性研究[J];安防科技;2006年06期
2 何文德;杨凤年;刘光灿;;无线传感器网络在文物保护中的应用[J];安防科技;2007年07期
3 黄布毅;何超前;李冬富;石军;;基于无线传感器网络的家庭安防报警系统设计[J];安防科技;2008年03期
4 刘海波;邹涛;翁哲;;无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用[J];安防科技;2009年09期
5 霍军;刘建平;;无线传感器网络在武警部队的应用[J];安防科技;2010年03期
6 刘新永;蔡凤丽;裴晓根;;基于MATLAB的m序列的产生及相关特性仿真[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年05期
7 蔡凤丽;刘新永;江力;;基于LP法对截断巴克码旁瓣抑制MATLAB仿真分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2012年01期
8 张开风;胡艳军;许耀华;姜新红;仇乐乐;王福俊;高韦;丁胜建;;WSN与GPRS结合的远程图像等数据采集系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期
9 林丽萍;;无线传感器网络节点的研究与应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期
10 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张维勇;张芬;马学森;;基于IEEE802.15.4的一种分簇算法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘增力;李雯霏;龙华;朵琳;;能量相关DSR协议OPNET仿真及性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 ;Energy-Efficient Optimal Scheme Based on Mixed Routing in Wireless Sensor Networks[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 罗旭;柴利;杨君;;无线传感器网络TTSL迭代定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
7 何坚;方康玲;李晓卉;韩维;;基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
8 李军;蔡润泽;吴越;;基于复倒谱的水声信道均衡[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
9 陈传友;张在琛;;基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
10 李坚;陈祥光;刘春涛;冼南宝;;TeeChart在WSN信息管理系统中的应用[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张驰;基于BICM调制的MIMO-OFDM系统的高效编译码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吴静;自组网稳定多层分级结构及其关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 张晋;无线传感器网络覆盖控制算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 赵国清;因子图上基于迭代检测的伪随机序列快速捕获算法及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶青;基于可信的无线传感器网络认证技术的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年
3 高鹏;基于DSP的WiMAX自适应调制解调器的设计[D];山东科技大学;2010年
4 高丽丽;大功率电动汽车多功能智能快速充电机的研究[D];山东科技大学;2010年
5 乔田田;无线传感器网络路由协议研究[D];山东科技大学;2010年
6 骆科学;基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
7 彭慧;面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发[D];浙江理工大学;2010年
8 吕何平;Ad Hoc网络AODV路由协议的QoS机制研究[D];郑州大学;2010年
9 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
10 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨光松;肖明波;程恩;张静;;水声传感网中节省能量的寻路机制[J];北京邮电大学学报;2009年S1期
2 周贤伟,郑如鹏,覃伯平;无线传感器网络的差错控制技术研究[J];传感器技术;2005年11期
3 马雯,黄建国,张群飞;用MFSK调制实现水声远程信息传输[J];电讯技术;2004年05期
4 张宏滔,童峰,陆佶人,方世良;浅海水声通信网的FH-CDMA方案研究[J];东南大学学报(自然科学版);2003年04期
5 周少平;师奕兵;付在明;;嵌入式WinCE网络驱动的开发及实现[J];电子测量技术;2009年07期
6 徐胜 ,管庆;TMS320C5000的Bootloader技术[J];电子产品世界;2003年05期
7 沈东方;;无线传感器网络的节能研究[J];大众科技;2006年05期
8 王新梅,马建峰,马啸;软判决译码研究进展[J];电子学报;1998年07期
9 唐劲飞,龚沈光,王金根;磁偶极子模型下目标定位和参数估计的两种新方法[J];电子学报;2003年01期
10 范丹丹;张立志;黄开枝;金梁;;非视距环境下单站定位的伪目标动态可行域约束法[J];电子学报;2008年10期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许肖梅;浅海水声数据传输技术研究[D];厦门大学;2002年
2 李霞;水声通信中的自适应均衡与空间分集技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 罗仁泽;OFDM无线移动通信系统关键技术研究[D];电子科技大学;2005年
4 朱彤;基于正交频分复用的水声通信技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 郭忠文;传感器网络关键算法研究[D];中国海洋大学;2005年
6 郑增威;基于能量高效的传感器网络路由算法研究[D];浙江大学;2005年
7 程恩;水声电子邮件传输研究[D];厦门大学;2006年
8 刘文明;LDPC码编译码研究及应用[D];华中科技大学;2006年
9 殷敬伟;多途信道中Pattern时延差编码水声通信研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 王明华;高速水声通信中OFDM的关键技术与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓峰;OFDM技术在水下声波通信系统中的应用研究[D];浙江大学;2003年
2 孙桂芝;水声通信网络中网络协议的研究与设计[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 温娜;水声信道中高速传输技术的研究[D];燕山大学;2004年
4 张俊龙;基于DSP的短距离无线数据通信技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 张坚;基于FPGA的自动增益控制视频放大器设计[D];南京理工大学;2005年
6 吴占雄;基于Windows CE.NET的ARM9综合开发平台的研究与设计[D];浙江大学;2006年
7 姚中华;水声通信中串行级连纠错编码技术研究[D];西北工业大学;2006年
8 王明华;基于正交频分复用的水下转发器的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 边会坤;基于AMBE-2000~(TM)声码器芯片的语音通信系统设计[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
10 蔺英杰;自主分布式水声通信网络研究[D];东南大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 杜坤坤;王志良;;基于时延差和频分复用的节点定位系统[J];电子设计工程;2012年24期
2 周锋;尹艳玲;乔钢;;子载波间隔对广义多载波水声扩频性能的影响[J];哈尔滨工程大学学报;2012年05期
3 刘凇佐;周锋;孙宗鑫;李慧;乔钢;;单矢量水听器OFDM水声通信技术实验[J];哈尔滨工程大学学报;2012年08期
4 陈冰;尹禄;赵安邦;吴君君;;基于OFDM技术的水声语音通信系统设计与实现[J];海军工程大学学报;2012年06期
5 赵安邦;周彬;沈广楠;李桂娟;孙坤平;;多相分解滤波器在OFDM高速水声通信中的应用[J];声学技术;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王大宇;矢量传感器在水声通信中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王妮娜;基于压缩感知理论的无线多径信道估计方法研究[D];北京邮电大学;2012年
3 周锋;水声扩频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐伟杰;水声通信网络节点硬件平台的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 曹倩;OFDM水声通信系统中均衡及多普勒补偿的实现研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王巍;OFDM水声通信分集与多普勒补偿[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 宇雪垠;基于OFDM的水声通信信道估计技术研究[D];华南理工大学;2011年
5 司瑞华;DCT插值算法在OFDM水声信道估计中的应用研究[D];燕山大学;2011年
6 王炜;水声信道的多普勒处理及分集方法研究[D];上海交通大学;2011年
7 黄志刚;水下测控链路物理层关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 李家赫;基于声卡的高速水声通信技术研究[D];燕山大学;2012年
9 宋岩;OFDM水声通信中载波间干扰抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 吴金秋;水声通信中的信道均衡技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李引新,赵姚同;正交频分多路(OFDM)的实现方式及性能分析[J];电讯技术;1998年06期
2 张宏滔,陆佶人,童峰;一种用于水声通信网的多址接入协议[J];电路与系统学报;2004年03期
3 过江,郑继禹,仇洪冰;TTIB处理在短波信道情况下阶性能分析与仿真[J];桂林电子工业学院学报;2000年02期
4 徐发强,李锦祥,益晓新;OFDM系统在短波宽带信道上均衡方法[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2002年01期
5 李建中,李金宝,石胜飞;传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展[J];软件学报;2003年10期
6 马大猷;声学的前景[J];物理;1998年11期
7 王峰,赵俊渭,李洪升,张晓凤;一种适用于水声信道盲均衡算法及仿真[J];西北工业大学学报;2002年03期
8 陈耀明,杨怡青,黄清;多线谱加权的匹配简正波处理声源定位[J];声学学报;1999年02期
9 高天赋,陈耀明;短垂直阵“简正波分解矩阵”特征值的近似解析表达式[J];声学学报;1999年03期
10 王学军,史习智,林良骥,张明之;水下目标识别和数据融合[J];声学学报;1999年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 马康红;水声数字通信系统研究[D];西北工业大学;2001年
2 姜海宁;多载波CDMA系统中关键技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张静;贾春福;;基于自适应拓扑变化的无线传感器网络路由协议[J];天津大学学报;2007年09期
2 王秀花;张国荣;;无线传感器网络中基于HEED的多层分簇路由算法[J];甘肃联合大学学报(自然科学版);2011年01期
3 李琳;刘阿娜;;无线传感器网络MAC协议休眠机制研究[J];电视技术;2006年S1期
4 颜振亚;郑宝玉;李世唐;;能量有效的分布式粒子滤波[J];电子与信息学报;2007年07期
5 林小兰;肖明波;;无线传感器网络MAC层协议的分析比较[J];现代电子技术;2007年24期
6 张秋余;彭铎;刘洪国;;基于能量的无线传感器网络分簇路由算法[J];计算机应用研究;2009年02期
7 许毅;张佳珂;;能量有效的无线传感器网络蚁群路由协议[J];微计算机信息;2010年28期
8 彭东石;林亚平;叶松涛;胡玉鹏;;一种基于异构与分层特性的传感器网络能量有效设计方法[J];微计算机信息;2010年34期
9 曹峰;刘丽萍;王智;;能量有效的无线传感器网络部署[J];信息与控制;2006年02期
10 孙勇;景博;张宗麟;;基于不均匀环带模型能量有效的无线传感器网络节点放置方法[J];传感技术学报;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡兴华;王惠龄;舒水明;张晓青;丁国忠;吴钢;;热声热机的网络拓扑描述方法[A];第八届全国低温工程大会暨中国航天低温专业信息网2007年度学术交流会论文集[C];2007年
2 于锦玲;;广播电台数字播控系统的安全措施[A];2007第二届全国广播电视技术论文集2(上)[C];2007年
3 姜誉;方滨兴;胡铭曾;;Internet路由器级拓扑测量的一种完备目标选择方法[A];全国网络与信息安全技术研讨会'2005论文集(下册)[C];2005年
4 王健;刘衍珩;徐沛娟;魏达;田大新;;Internet相继故障分析与控制[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
5 王海梅;周献中;;地形图道路提取及道路网拓扑结构的生成[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(下册)[C];2006年
6 赵英勇;高洁;;浅析金银台电站工业电视网络拓扑系统改造[A];四川、贵州、云南三省水电厂(站)机电设备运行技术研讨会论文集[C];2010年
7 常鲜戎;孙耀芹;郑焕坤;;电网调度员培训系统中图形数据库一体化支撑环境的研究[A];第三届和谐人机环境联合学术会议(HHME2007)论文集[C];2007年
8 连金欣;郭俊;郑国强;钱云亮;;新型IPC智能电除尘器控制系统的开发[A];第九届全国电除尘、第一届脱硫学术会议论文集[C];2001年
9 高倩;陈德旺;;基于图论的列控数字轨道地图的研究[A];2007第三届中国智能交通年会论文集[C];2007年
10 蔡隽;童峥嵘;;浅谈僵尸网络及其检测方案的研究[A];四川省通信学会2007年学术年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张峰 赵德超;网络拓扑力助天翼全覆盖[N];人民邮电;2009年
2 山东 郎东风 马存兵 韩照训 郎筠;SDH数字微波的网络结构[N];电子报;2006年
3 ;UWB技术具有广泛应用前景[N];人民邮电;2008年
4 工业和信息化部电信研究院 马军锋 何宝宏;五大方案实现IPv6与IPv4共存互通[N];通信产业报;2011年
5 ;警惕网络诸多敞开的“后门”[N];人民邮电;2006年
6 ;论传统堆叠与集群堆叠(三)[N];中国财经报;2003年
7 北京格林威尔科技发展有限公司;把握未来宽带先机[N];通信产业报;2005年
8 张建琴 吕铭;网络拓扑智能在张家港供电投用[N];华东电力报;2010年
9 ;QCDoC上研究 分子动力学[N];中国计算机报;2005年
10 华为技术有限公司 申安乐;光层重构酝酿网络优化新思路[N];通信产业报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙桂芝;水声通信网络路由协议研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
2 张重庆;无线传感器网络低耗自组方法研究[D];上海交通大学;2007年
3 龙承志;能量有效的异质无线传感器网络节点协作问题研究[D];北京邮电大学;2009年
4 顾德;无线传感器网络拓扑边界与瓶颈辨识[D];浙江大学;2012年
5 赵静;细胞代谢网络的结构、功能与进化研究[D];上海交通大学;2008年
6 曹佳;P2P组通讯的网络拓扑研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
7 吴廷勇;非静止轨道卫星星座设计和星际链路研究[D];电子科技大学;2008年
8 张剑;水下传感器网络组网通信协议研究[D];华中科技大学;2007年
9 肖百龙;移动自组织网络MAC层能量消耗和路由算法研究[D];电子科技大学;2009年
10 申文武;无结构P2P网络中基于语义和节点存储能力的搜索关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟艳君;水声通信网MAC层协议的研究与仿真[D];哈尔滨工程大学;2006年
2 吕中志;水声通信网络中数据链路层协议研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
3 吴琳君;南阳DTS中数学建模及状态估计的应用研究[D];华中科技大学;2005年
4 吕海薇;基于信号流图法的配电网拓扑分析新方法[D];华北电力大学(北京);2006年
5 江坤俊;虚拟专用网的光联网用户可控网络接口技术研究[D];电子科技大学;2010年
6 贾琳;地区电网运行分析系统的研究与开发[D];华北电力大学(河北);2003年
7 年明;地区电网运行分析系统的研究与开发[D];华北电力大学(河北);2004年
8 刘斌;基于以太网接入技术的网络管理软件的开发[D];华北电力大学(河北);2004年
9 杜姗姗;网络实验模拟及测评系统研究[D];南京理工大学;2005年
10 阮伟;用于降低网络损耗的配电网重构方法的研究[D];武汉大学;2004年
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