水声通信网络初始化算法的研究

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随着人类对海洋探索、开发的不断深入,无论是军用领域还是民用领域,都对水下通信有着极大的需求。要进行水声通信,首先要建立起可靠的水声通信网络。然而,水声信道的可用带宽窄、长传播时延、强时变、多径复杂、水下传感器节点电池能量有限等特点,给水声通信网的研究带来了巨大的挑战。由于水声通信网络中的节点是随机部署的,网络拓扑完全是未知的,无法实现基本的通信,因此网络开始运行之前必须先对其进行初始化,在网络节点之间建立初始的通信链路,为后续的优化和应用提供基本的保障。本文主要是对水声通信网络的初始化算法进行研究,设计出一个自主、高效、节能的分布式水声通信网络初始化算法。论文的研究工作具体如下:  1.介绍了水声通信网络中与初始化相关的基本知识,主要包括水声通信网的网络结构、水声信道、数据链路层以及网络层,为初始化算法的研究提供理论支撑。  2.研究了水声通信网络初始化的主要技术和方法,分析对比了网络节点的两种搜索方法,讨论了两种控制方式各自的优劣,研究了网络节点的功率控制以及路由的特点和设计原则。  3.针对深度优先算法缺陷进行改进,设计一种基于广度优先搜索的网络初始化算法,并引入了分布式控制和节点睡眠机制,结合广度优先搜索的特点对功率控制进行了改进,同时对网络拓扑进行了初步的路由优化。然后在OPNET Modeler平台下对算法进行仿真分析,对算法的时间性能、能量性能以及路由进行评估。  4.针对水声通信网络路由,分别研究了DBR算法、VBF算法和基于位置矢量距离的路由算法,并对SPVDBF算法的转发策略进行改进,然后分别对上述算法进行了仿真分析。  5.总结了论文的主要工作,指出了本论文的一些不足之处并对后续工作提出了展望。
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