基于渔船超短波自组织网络的gpsr路由协议设计与仿真

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1、学校代码：10264研究生学号：M130502786上海海洋大学硕士学位论文基于渔船超短波自组织网络的GPSR路由协议题目：设计与仿真DesignandsimulationofGPSRroutingprotocol英文题目：basedonfishingVHFAdHocNetwork专业：计算机科学与技术研究方向：移动自组织网络路由协议姓名：沈丹丹导师：王立华二O一六年六月上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经

2、发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日上海海洋大学硕士学位论文答辩委员

3、会成员名单姓名工作单位职称备注杨宁生中国水产科学研究院研究员主席李海北京理工大学教授委员黄其泉水科院渔工所研究员委员徐硕水科院渔工所助理研究员秘书答辩时间2016年5月30日答辩地点中国水产科学研究院上海海洋大学硕士学位论文基于渔船超短波自组织网络的GPSR路由协议设计与仿真摘要超短波通信是指利用30～300MHz波段的无线电波进行信息传输，其波长在1～10米之间，主要依靠地波传播和空间波视距传播。整个超短波的频带宽度有270兆赫，是短波频带宽度的10倍。由于频带较宽，因而被广泛应用于电视、调频广播、雷达探测、移动通信、军事通信等领域。海洋渔船超短波通信是指利用27.5~39.5

4、MHz波段的无线电波进行渔船间的通信及近海渔船与岸台之间通信，其波长为10.91-7.59米。这一波段是短波的高段和超短波的低段，是我国渔船通信的宝贵频谱资源，具有唯一性。国家已建设超短波（近海）通信网，主要由78座无人值守基站和相应的远程通信控制中心及近海船台组成，为近海作业的17万多艘渔船提供通信服务。目前，渔船超短波通信存在的主要问题主要包括：一是大量渔船聚集作业时，不可能为每一渔船用户分配一个独立的信道，造成通信网络内信号拥塞，信息不能及时传达，通信质量受到严重影响。二是除少数基站省份实现了省内联网外，上述基站并没有实现全部联网，无法异地对基站进行管理，也无法利用异地基站

5、和海上渔船进行超短波通信。解决上述问题的技术核心是建立适用于海上渔船超短波无线自组织网络。无线自组织网络(mobilead-hocnetwork，简称AdHoc网络)主要采用无线电方式进行通信，是一种支持多跳通信、拓扑结构动态变化的对等网络。网络中的节点可以按需随时组网，在两个节点无法直接通信时，其他节点可以作为中继节点进行转发，适合动态拓扑结构的网络。目前，AdHoc技术逐渐成熟，已成为近几年的研究重点，为本研究建立渔船超短波自组织网络解决上述问题提供良好的理论依据和技术借鉴。将自组网络技术与超短波通信网络相结合建立一个适合渔船通信的海上超短波自组织网络，此网络不仅可以弥补海上

6、超短波通信无法进行远距离通信缺点，而且还可以提高网络通信质量，更好地为近海作业的渔船提供可靠保障的通信服务。海上渔船超短波自组织网络是一个自组织、无中心、动态拓扑的网络结构，节I上海海洋大学硕士学位论文点必须具备有能够路由和转发数据包的能力，因此，路由协议的选取与设计不仅是影响整个渔船超短波自组织网络性能的核心技术，而且也是构建海洋渔船超短波自组织网络关键技术之一。针对渔船无线通信带宽窄，通信不稳定等缺点，设计一个适合渔船超短波自组网络，提高渔船海上安全通信的路由协议尤为重要。现今海上渔船都配有GPS定位系统，利用GPS定位系统获取出海作业渔船的地理位置信息。基于这一有利因素，本

7、文确定基于地理位置信息的GPSR路由协议作为研究对象。由于渔船通信具有随机性、不稳定性，对路由是否能够快速建立、通信可靠性等要求较高，本文需在传统的GPSR路由协议基础上对其进行设计与改进，并用MATLAB和OPNET仿真软件进行仿真，验证改进后协议的工作性能。本文从两个方面分别提出两种改进算法，第一种从节约船只的电力资源角度出发，提出基于分簇的GPSR改进协议；第二种从优化贪婪算法和转发路径的角度出发，提出基于左（右）手法则的GPSR改进协议。采用MATLAB对GPSR协议和改