水下传感器网络在海洋勘探应用中扮演着越来越重要的角色,如在海洋监测,污染检测,海洋资源管理等方面的使用中。路由协议是保证从源节点到目的节点数据传输的可靠性和有效性,所以路由协议在水下传感器网络中占据更为重要的位置。因为GPS(Global Positioning System)信号在海洋中衰减很严重,传感器节点的地理位置信息很难获取。基于深度信息的水声路由协议是通过给水下传感器节点携带一个水压传感器来获取节点的深度信息,路由从三维简化到二维。其工作原理是:传感器节点通过对自身的深度和前一跳节点的深度进行比较,从而判断自身是否有转发数据包资格。但是该协议有能量消耗高、路由空洞、冗余数据包多等问题。因此本课题主要针对基于深度水声路由协议进行改进。论文首先提出了一种针对深度路由协议中节点的优先级和等待时延函数优化的方法,该方法中节点的优先级是由节点的剩余能量、预估跳数和通信能力共同决定的。其中节点的剩余能量越多,则其优先级就越高,就越有可能成为下一跳转发节点,有效避免了处于局部区域内深度最浅的节点多次参与转发数据包而造成能量过早消耗完的问题;预估跳数反映了链路的可达性,跳数小的节点拥有更高的优先级,有效防止路由空洞和“舍近求远”问题;节点的通信能力是指节点在网络中的工作负载和工作效率,通过选择当前工作负载小且传输效率高的节点作为下一跳节点,有效均衡网络中工作负载。论文还提出了一种基于AUV(Autonomous Underwater Vehicle)节点恢复机制的算法。该算法是为了解决路由空洞问题,该算法首先获取水下传感网络的关键节点集,然后节点根据自身的剩余能量和历史能耗速率推算出自己进入休眠状态的大致时间,并在即将进入休眠状态时通知AUV,AUV移动至休眠节点位置附近,再次恢复网络连通性,延长网络生命周期。本文主要采用网络模拟器NS-3对上述两种改进算法进行仿真分析。通过仿真结果得出,第一种改进协议可以有效减少冗余包数量,提高数据包投递率和降低平均端到端时延;第二种改进算法可以有效解决深度路由协议中的路由空洞问题,有效提高网络连通性、延长网络生命周期。