基于相交环的水下无线传感器网络节点自定位研究*

2012-10-21单志龙

传感技术学报 2012年4期

关键词：信息

单志龙，胡燕

(华南师范大学计算机学院，广州 510631)

水下无线传感器网络UWSN(Underwater Wireless Sensor Network)可用于海洋学数据收集、污染监测、近海探测、灾难防御以及协助海军进行战术跟踪等领域。与其他水下探测工具相比，UWSN节点成本低，体积小，适合大范围部署和长时间监测，因此越来越受到国内外众多研究机构和企业的关注［1］。

水下无线传感器网络与地面无线传感器网络TWSNs(Terrestrial Wireless Sensor Networks)存在一些相同的特征，如大量的节点和有限的能量等［2］。同时，UWSNs又有自己独特的方面。首先，由于水的盐碱度对无线电信号传输产生干扰，无线电通信的方式在水下不能很好地工作，之后有人提出声波通信，但声波信道通常有较大的传播迟延、低带宽和多径效应严重［3］。其次，水下传感器节点可能会受到水流或其他因素影响从而产生位置移动。因此，原本适用于TWSN中的定位协议并不能很好地应用于UWSN。

现有的UWSN定位技术主要有GPS智能浮标［4－5］、USP［6］、SLMP［7］、水下 APS 定位系统［8］、AHLoS-3C(Ad Hoc Localization System)［9－10］定位系统等几种方案。文献［11］利用节点自组织过程中用到的数据传输算法，也提出了一种分布式的水下节点自定位算法。在这些方案中，有的是依赖于节点的密度，有的依赖于GPS或特殊节点等，相应就存在了传感器节点定位代价大和精度低等问题。

本文针对UWSN中传统定位协议的定位效率受限于节点密度的问题，提出了一种适用于节点稀疏(未知节点邻居节点数小于3)网络下的基于相交环的两跳定位算法IR2H(Intersect Rings 2-Hops location scheme)，并通过实验仿真验证了算法的性能。