金合丽,刘半藤,陈 唯,凌家顺

(浙江树人大学信息工程学院,杭州 310015)

水下无线传感网络UWSN(Underwater Wireless Sensor Networks)是将低能耗、通信距离受限的节点部署在指定水域中,利用节点的自组织能力自动组网,对指定区域内的信息进行采集并完成相应的数据收集和整理[1]。UWSN在海洋资源勘探、海洋环境监测以及海洋军事领域有广泛且重要的用途,已经引起工业界、学术界以及军事界的极大关注。近年来,随着各国发展海洋经济热潮兴起,UWSN已经成为无线传感器网络的热点新兴研究领域之一。

区别于传统二维无线传感网络2D-WSN(Wireless Sensor Networks),UWSN需要监测三维水域环境。由于水下环境复杂多变且仅能依靠衰落较快的声波信号传输信息、节点成本高、网络能耗大等原因,许多2D-WSN的方法并不适用于UWSN[2]。由于水下节点部署研究直接关系到网络的节点能量、通信带宽、监测信息的准确性,成为UWSN众多研究方向的首要待解决问题。

近年来,有不少学者针对UWSN节点部署开展广泛而深入的研究。由于水下传感器节点成本高,节点数量优化往往成为UWSN节点部署的首要考虑目标[3]。目前,对于UWSN节点部署方案可以归纳为以下两类:在满足一定条件的情况下,使得网络所需节点数量最小化;或者在网络节点数量不超过某定量时,使得网络性能达到最优化。网络整体覆盖率与节点间连通率也是网络构建的重要指标[4-5]。例如,赵敏华等人提出了一种非均匀简单立方格节点部署算法。该算法在确保网络覆盖率的情况下,考虑水声网络能耗特点,可有效降低网络能耗,提高网络寿命[6]。……