水声传感器网络作为一种观察和探索海洋的方法,已经成为一个新的研究课题,并出现了很多应用,比如海洋生物学、海洋勘探、深海考古学等。由于电磁波在水下容易被水吸收,不适合在水下进行长距离通信,因此水下传感器网络主要是采用声波通信。水下传感器网络是由水声和水面无线两部分异构组成。但水下环境非常严苛,水声信道具有长时延、窄带宽、高误码率等特点,而且节点电池能量有限,很难被充电或被替换,节点的部署和维护也很困难。这给设计一个水下传感器网络路由协议带来了巨大的挑战,协议的开销会进一步降低水声信道的有限带宽。而水面无线网络带宽宽,速率高,时延短,水声链路和无线链路的带宽差异导致传输速率失配,水下数据转发至水面的路由效率下降。如何设计跨水下和水面无线网络的端到端、统一高效的路由和转发策略是提高水声网络性能的一个重要问题。为使搜集的传感器数据能够高效转发,本文提出了一种新颖的水下传感器网络的机会数据转发与传输方法,即水下传感器网络水面无线辅助的机会路由协议(On-Surface Wireless-Assisted Opportunistic Routing for Underwater Sensor Nerworks,SurOpp)。SurOpp在水面布置了多个浮标节点,并且所有的浮标节点都包括在转发候选集中用来形成接收多样性,利用水面浮标节点的机会接收和转发来提高端到端的传输效率,SurOpp还采用了在源节点利用无速率编码来实现目标节点的机会接收,提升了路由的性能。水面浮标节点的机会接收和目标节点的机会接收的结合进一步降低了协议控制信令的花销。另外浮标节点的无线接口承担了所有的转发协调信令交互弥补了水下声信道的带宽限制。为了分析评估提出的水下传感器网络路由协议,本文利用NS3对其进行了建模仿真,仿真结果表明SurOpp比传统的路由协议和已存的机会路由协议有更高的数据包投递率,更短的端到端时延和更低的能量消耗。