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基于虚拟引力势场的水声传感器网络路由算法研究

2021-08-06邹宝莹张文波

沈阳理工大学学报 2021年2期

邹宝莹,张文波,郝 颖,2

(1.沈阳理工大学 信息科学与工程学院,沈阳 110159;2.辽宁工程职业学院,辽宁 铁岭112000)

水声无线传感器网络(Underwater Acoustic Wireless Sensor Network,UAWSN)已被国内外广泛研究,引起高度重视,且普遍在军事和民用工作中得以应用[1]。如反潜艇的入侵检测使用、水下作战系统、监测水下环境变化、预防海洋地震或海啸灾难的发生、水下生态探索、水下潜艇航行目标的监测和跟踪、导航辅助作用等领域。我国是一个拥有丰富的海洋资源和可用能源的大国,深入研究和发展水声无线传感器网络具有战略性和实际意义[2]。其中路由算法是保障水声无线传感器网络数据传输的关键方法,也是水声无线传感器网络体系中的重点研究方面之一,可以有效地解决路径选择问题和如何通过选择的路径把数据安全可靠地从源节点传输至目的节点。

相对于传统的部署在陆地上的无线传感器网络,水声无线传感器网络会受到海洋里洋流、密度等因素的影响,且传输链路高度动态,导致时延高、传输过程可靠性低[3]。针对这些特点,应用在陆地上的路由算法不能直接应用于水声无线传感器网络,需要设计符合水声无线传感器网络节点间的传输路由算法。

Epidemic算法[4]是由Vahdat等提出的一种基于泛洪的转发路由算法,其缺点是该路由算法会使节点消耗大量能量,过多浪费网络资源。APF算法[5]是由Khatib提出的采用虚拟力方法的算法,其缺点是由障碍物产生的斥力与节点产生的引力大小相等、方向相反,可能会出现局部最小值和局部震荡的情况,导致无限期地加大时延。……

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