祝　琳，江志浩，李　迅

(中国人民解放军91635部队,北京 102249)



基于网络编码技术的水声网络路由协议研究

祝琳，江志浩，李迅

(中国人民解放军91635部队,北京 102249)

摘要：针对水声通信传输速率低、时延大的缺点，提出在水声环境下将随机网络编码方法应用于节点之间广播通信，利用NS-2仿真软件对网络编码路由协议NCR(Network Coding Routing)进行仿真，并分别从投递率、投递时延、协议开销和冲突率4个网络性能评价指标进行了分析。发现在节点数量为50的随机网络拓扑结构中，与传统的泛洪(Flooding)方式相比，NCR协议的数据包投递率大约提高了20%～50%，网络时延降低了大约50%～60%，NCR协议改善了水声通信网络传输效率，提高投递率，提高能量利用效率和传输可靠性，时延和数据冲突率有效降低，网络性能获得明显改善。

关键词：水声通信；网络编码；协议；投递率

0引言

随着人类对海洋的探索、开发和利用程度越来越深入，无论是军用还是民用领域，都对海洋环境下的信息传递有着巨大的需求。建立可靠、安全的水下通信网络，是实现海洋国土安全、海下科学研究、海洋勘探开采各种工作的关键问题。声信号在水下的传播有扩散损耗、吸收损耗和边界损耗，且传播距离越大、信号频率越高，传播损失也越大[1]。由于水下设备多采用电池供电，能够利用的能量十分有限，因此需要设计一个具有高可靠性、大吞吐量、低功率消耗和短传输时延的水声通信网络[2]。传统的路由算法只对数据存储和转发[3]，不对传输的信息进行处理，最终导致多播通信可以实现的传输容量远远小于最大流最小割定理(Max-Flow Min-Cut Theorem)所确定的容量上限，不能实现吞吐量的最大化[4]。……