葛志远,张森林,刘妹琴

(1.浙江大学电气工程学院,浙江杭州 310027;2.浙江大学工业控制技术国家重点实验室,浙江杭州 310027)

1 引言

海洋面积广阔、资源丰富.近年来,随着水声通信技术的发展,水声移动传感器网络因其广泛的应用而受到越来越多的关注,如海洋数据收集、资源和污染监测、水下环境探测、辅助导航和战术监视等海洋资源探索监测和安全防护领域[1-3].同时,水下环境的复杂性和多变性、资源有限性等为水声移动传感器网络协议设计与发展带来了巨大的挑战[4-5].

水声移动传感器网络(mobile underwater acoustic sensor network,MUASN)主要由多个水声通信传感器节点构成,单个水声通信传感器节点都承载了数据采集及传输的功能.水声移动传感器网络的特点主要有:1)传播时延高且不定.声波在水中的传播速度约为1500 m/s,与无线电波的传输速率相比低5个数量级[6],因此,水声移动传感器网络节点之间的水声通信存在较大的传播时延.且水声通信时受海水物理特性,如温度、压强等的影响,声波受到的传输衰减不同,存在时空不定性,因此,声波通信传播时延具有不确定性.2)可用带宽窄.声波传输衰减受传输距离和声波频率的共同限制.同时,水下环境中低中频噪声普遍存在,极大影响了声波传输的准确性.因此,MUASN的可用带宽窄,典型水声通信节点的工作频率在几赫兹到几十千赫兹之间.3)传输不稳定且误码率高.受声源节点和接收端节点的相对运动造成的多普勒效应及海底海面……