水下无线光通信网络节点移动模型与部署算法研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kelly_0810
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水下无线光通信网络由于其传输速率快、传输时延小、可靠性高等优势在高带宽的水下应用中受到了广泛的关注。但由于水流引起的节点移动以及光通信的对准通信要求,给水下无线光通信网络节点部署带来了巨大挑战。因此,本文考虑水流的影响,针对水下无线光通信网络中被缆索锚定节点的移动性问题和部署相关问题展开研究。
  本文针对水下无线光通信网络主要研究了三个方面的问题:一是针对水下无线光通信网络中带约束的传感节点移动问题开展研究。为避免传感节点大范围漂移,采用缆索锚定传感节点。通过水动力方法分析了传感节点在恒定水流和非恒定水流中的移动问题,并且考虑了缆索弯曲对传感节点位置的影响。二是基于传感器节点的水下移动模型,采用蒙特卡洛模拟方法研究了水流以及相关的系统参数对光通信过程中接收光强的影响。仿真结果表明,在传感节点通信时,尽管水流对接收光强有严重的影响,但是根据水流状况选择合适的通信方向和系统参数如光源散度、锚定深度等可以减小水流对光通信的影响,甚至避免水流的影响。三是针对水下三维无线光通信网络的部署问题,基于节点的移动模型,分析了水下无线光通信网络的连通性,并设计了基于虚拟力和人工免疫算法部署方案。分析结果表明,在考虑节点移动性情况下,提出的部署方案能够在保证水光通信网络连通性前提下,使得覆盖率达到90%以上。
  本文研究工作中提出的针对水下锚定传感节点的移动模型,以及考虑节点移动性的水下无线光通信网络部署覆盖方案为水下无线光通信网络的部署和应用提供了可行思路和方法。
其他文献
2μm波段激光与H2O分子、CO2分子以及CO、SO2等气态污染物的吸收光谱相对应,且对人眼安全,在大气监测、光通信、激光医疗、军事防御等领域有重要的应用。为了满足各领域的发展需求,对高性能2μm固体激光器的研究是十分重要的。因此,本文重点研究了大功率Tm∶YLF板条激光器的性能,并以此为泵浦源,研究了2μm高重频、高能量以及高光束质量的单频Ho∶YAG板条放大器,论文的研究内容如下:  首先,阐
总磷和总氮分布于各个水域环境中,含量过高的磷和氮会导致浮游生物的营养过盛而疯长,使水体环境变得恶臭,鱼类死亡,最终危害到人类。总磷和总氮的检测方法中,表面增强拉曼光谱技术作为现代先进的“指纹”光谱检测技术,检测速度快、灵敏度高,在环境监测方面具备广阔前景。基于此,本文首次将表面增强拉曼光谱技术用于总磷和总氮的光谱检测和浓度预测。  首先,介绍本课题的研究背景和意义,对目前常用的总磷、总氮检测方法进
学位
化学链燃烧是一种新型的燃烧方式,它借助载氧体的循环将传统的燃烧方式中的氧化还原反应分开进行,具有CO2内分离的特性,在降低CO2捕集能耗方面具有很大的潜力。载氧体的制备和性能是化学链燃烧技术实际应用过程中面临的重要现实问题。本文围绕一种天然锰矿石(耒阳锰矿石)分别从提高天然锰矿石作为载氧体的颗粒强度,改善锰矿石的熔融性能,提高锰矿石作为载氧体的反应速率和反应转化率等方面进行探究,希望能研究出一种机
激光二极管泵浦的固体激光器具有全固态、小型化、效率高、使用方便等优点而受大家的广泛关注,尤其是实现单频运转的全固态激光器以其优良的频率特性和输出功率稳定性可广泛应用在相干信息处理、频率计量、量子光学、引力波测量和量子信息等研究领域.在高功率全固态单频连续激光器研究方面,国外相干公司已有10W全固态单频绿光激光器商业化产品,国内山西大学光电研究所进行了一系列研究工作,并有300mW全固态单频绿光激光
照明用电占全球电力消耗的五分之一。当前白光照明的主流技术是蓝光二极管搭配黄光荧光粉,但存在蓝光成分过强易损伤视网膜,以及显色指数不够高的问题。紫外二极管搭配白光荧光粉有希望解决此问题。Cs2(Na,Ag)InCl6钙钛矿是一种极具白光应用潜力的材料,其自陷激子发光兼有光谱宽,荧光产率高,稳定性好,非铅环保等优势。但是目前对Cs2(Na,Ag)InCl6钙钛矿自陷激子发光机理的理解还不够深入,同时自
学位
能源在人类日常生产和生活中占据着至举足轻重的位置,是人类赖以生存的保障,同时也是社会生产力发展进步的必备条件。然而石化能源的大量使用,形成了能源危机的加剧和环境的污染和破坏,而问题解决的根本在于以可再生能源替代石化能源。可再生能源发展过程中,中国风力发电技术逐渐成熟,如何高效的利用风力电力能源,减少风力电力能源的不必要损耗是一个非常关键的问题。风力发电受到自然因素,尤其是风速的影响,风速具有不确定
三分量阵列感应测井仪器与传统的阵列感应测井仪器不同,线圈系探头由3个相互正交的发射-接收线圈组成,测量具有9个分量的张量电导率,体现出地层的电各向异性信息,同时获得地层倾角和仪器的方位角,能够探测传统方法难以探测到的薄储层、低渗透率储层,可以更有效地进行储层预测和产能评价,具有广阔的应用前景。但是现有三分量仪器沿用传统阵列感应的方法,利用屏蔽线圈抵消直耦的方法,导致共面线圈系径向响应出现了负值,纵
一维光子晶体(One-dimensional Photonic Crystal)是由两种或多种不同介电常数的介质材料在空间周期内叠加而成的结构。通常情况下,不同介电材料之间的折射率变化很大。当电磁波通过该结构传播时,由于结构中的折射率随着介质材料的周期性变化,电磁波在光子晶体材料中被周期性地调制形成能带。在对称周期性光子晶体结构的中轴线中插入缺陷层之后,该结构有规律的周期性会被新材料的介入打破,形
水资源短缺与水污染问题已成为了全球性难题,我国冀西北坝下的杂粮主产区宣化区,近年来由于生产、生活污水的直接排入使得河流水质不断恶化。针对宣化区农业迅猛发展与水资源不合理利用产生的水资源短缺与水质污染问题,开展农业水资源优化配置研究,对地区的水资源与经济协调可持续发展具有重要意义。本文运用SD-MOP方法,模拟农业水资源系统的发展趋势,优化地区农业供用水结构,寻求农业水资源的优化配置方案,主要研究成