梁庆卫, 张 鑫, 闫晓航

节点运动对多AUV协同系统全网完成度的影响

梁庆卫, 张 鑫, 闫晓航

(西北工业大学 航海学院, 陕西 西安, 710072)

多AUV协同系统(MAUVS)具有作业范围广、功能强、工作效率高等特点。面对复杂的海洋环境,系统节点在执行任务过程中需要调整自己的运动状态, 运动状态的改变会导致节点间通信距离发生变化, 并产生多普勒频移, 影响协同系统通信性能。基于此, 文中从拓扑结构出发, 考虑误码率和水下通信的时延特性, 提出使用全网完成度来描述系统通信性能的可靠性, 并给出全网完成度的计算方法。通过算例分析了不同运动状态下通信距离变化对通信链路的影响, 给出了节点运动对MAUVS全网完成度的影响, 从一定程度上证明了全网完成度描述MAUVS通信网络可靠性的合理性。

多AUV协同系统; 节点运动; 可靠性; 全网完成度

0 引言

自主水下航行器(autonomous undersea vehicle, AUV)是海洋探测与开发中不可缺少的重要工具[1-2]。由于单个AUV已不能满足日益多样化、复杂化和精确化的任务, 此时就需要由多种AUV组成的AUV群即多AUV协同系统(multiple autonomous undersea vehicle system, MAUVS)进行协同工作。

随着MAUVS更多地投入实际应用, 其可靠性研究显得越发重要[3]。目前关于MAUVS可靠性的研究较少且多为网络节点可靠性的研究。戴伏生[4]引入一个归一化容量加权通信网络可靠性指标, 将网络连通性和传输容量综合在一起, 分析了网络的可靠性能和节点、链路对网络的重要性。何明[5]提出了一种MANET Routing Reliability算法, 将网络可靠性与移动路由因素相结合。……