有限马尔可夫链的水声传感器网络协作中继算法
2018-05-21潘志宏万智萍谢海明
计算机工程与应用 2018年10期
潘志宏,万智萍,谢海明
1.中山大学 新华学院,广州 510520
2.广东移动通信有限责任公司 茂名分公司,广东 茂名 525000
水下传感器网络(Underwater Wireless Sensor Network,UWSN)是一种针对水下传播特性,采用水声传感器节点所组成的水下环境多跳自组织网络[1-3],由于水下复杂的环境使得电磁波在水下的应用得到限制,因此在水下采用声波进行数据传播是目前广泛应用的水下通讯方法[4-5]。水下传感器网络在海洋资源开发、海洋生态环境保护、航线探索等方面都具有重要应用,早在20世纪90年代,DSP(Digital Signal Processing)芯片及数字通信技术的问世,为水下传感器网络的发展奠定了基础[6]。经过多年的发展,水下传感器网络在节点硬件设计和通信算法上得到了更多的改良,然而噪声高、传输速率低、带宽窄等水下信道特性使得水下通信存在误码率高、延迟严重等诸多问题。而且由于水下复杂的传播环境使得水声节点更换电池设备的难度大,成本高,因此如何有效延长水声节点有限的工作寿命也成为研究水下传感器网络的重要难题[7-8]。
为了解决水下传感器网络误码率高及能耗大等问题,国内外的专家学者通过开展研究提出了不同的解决方法。张颖等[9]提出一种基于深度和能量的水下三维传感器网络分簇路由算法,该算法中继节点的选择考虑了水下传输特性和能量问题,有效地均衡网络能耗,延长网络正常工作轮数。蒋鹏等[10]提出一种基于分簇的水下传感器网络覆盖保持路由算法,簇首间通信时父节点中覆盖冗余度最高的簇首作为其下一跳路由,对簇内成员采集的数据融合处理后通过时分多址技术多跳路由至Sink节点,能降低网络能耗,延长网络生命周期。……
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