基于能量均衡的水下无线光网络路由算法研究

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众所周知,海洋中蕴藏着大量各种各样的资源。近年来,海洋资源开发和利用的需求不断增加,而海洋资源的探索离不开水下传感器网络技术的支持。目前,水下传感器网络的信息传输主要采用水声通信,但水声通信存在传输速率低、可用带宽窄、传播速度慢等技术局限,导致水下传感器网络存在端到端时延大、能量消耗高、生命周期短等问题,因此,近年来基于蓝绿光低损耗窗口的水下光通信,引起了人们的关注;同时,水下光传感器网络的路由技术也成为研究热点。由于水下环境复杂,传统的陆地传感器网络的路由机制,无法直接运用到水下光传感器网络中。因此,本论文对水下无线光传感器网络的路由机制展开研究。主要完成如下工作:(1)给出了水下无线光传感器网络的网络结构、信道传输和信道能耗模型,仿真分析了信道能耗在不同水质条件下,随传输距离、数据传输速率、平均数据包大小等参量的变化。(2)提出了基于水深信息的动态阈值调整路由(DTAR)算法,该算法通过阈值调整策略,能够很好地处理路由空洞问题;仿真结果表明,DTAR算法能提高网络的数据包传输成功率和降低网络能耗,从而提高网络的可靠性和延长网络寿命。(3)提出了基于分栅网络的能量均衡路由(EBR)算法,该算法通过网络划分栅格的策略,能够很好地均衡网络能量;仿真结果表明,该算法相较于文献中已有算法,可提高网络能耗的均衡性,有效地延迟能量空洞的出现,提高网络的生命周期。
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