水下无线传感器网络信道分析.pdf

《水下无线传感器网络信道分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年第29卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)53水下无线传感器网络信道分析韦炜，陈名松(桂林电子科技大学信息与通信学院。广西桂林541004)摘要：由于复杂的水下环境，水下无线传感器网络以声波作为载波进行无线通信。与陆地无线通信信道相比，水下无线传感器网络信道具有传播时延长、通信带宽有限和误比特率高等特点。对影响这3个特点的重要因素进行分析，并用Matlab进行仿真。通过分析和仿真，得出了误比特率与传输距离之间的关系，便于更好地设计和应用水下无线传感器网络。关键词：水下；传感器；网络

2、；信道中图分类号：TN915文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)07-0053-03AnalysisofchannelforunderwaterwirelesssensornetworksWEIWei，CHENMing—song(SchoolofInformation&Communication，GuilinUniversityofElectronicTechnology，Guilin541004，China)Abstract：UWSNsarebasedOilacousticwavewirelesscommunicationtechn

3、ologybecauseofthecomplexunderwaterenvironment．Comparedwithterrestrialwirelesscommunicationchannels，theUWSNschannelshaveuniquecharacteristics，suchaslongpropagationdelay，limitedcommunicationbandwidthandhigherrorbitrates．Threeimportantfactorswhichaffectthecharacteristicsofthechanne

4、lareanalyzedandsimulatedbyMatlabinordertorealizebetterdesignandapplicationofUWSNs．Byanalysisandsimulation，relationshipbetweenerrorbitrateandtransmittingrangeisderived．Keywords：underwater；sensor；networks；channel0引言传输范围是8m，而在能见度为1．4m的混浊水中，最大传水下无线传感器网络是传统的陆地无线传感器网络在输范围为1m，且传输光信号还需要

5、高精度的窄带激光束。水下的衍生，具有水下资源勘探和科学数据采集等广泛的相比较之下，声波在水下传播的特性最好，也是唯一能在水应用前景，主要包括：海洋样本采集网络、水下环境的污中进行长距离传输的能量形式。所以，水下无线传感器网染监控、水下资源勘探、自然灾害的预防、辅助导航以及矿络是以声波作为载波的无线通信网络。藏勘测。此外，对于促进国防建设也具有重要意义。由于2水下无线传感器网络信道特点其广泛的应用前景，使得水下无线传感器网络逐渐成为无2．1长传播时延线传感器网络研究的热点领域。水下声信道与陆地无线电信道最大的不同在于其较长1水下无线信道的传播时延，其传播

6、时延的大小取决于水下声速。水下无水下环境不同于传统的陆地无线环境。在水下环境线信道中，平均声速约为1500m／s，使得信号传输产生较大中，不适合使用无线电波和光波作为载波。首先，研究表的传输时延，约为0．67s／km，这很大程度地降低水下传感明J：无线电波在海水中存在很大的衰减，只有30~300Hz器网络吞吐量。海水中的声速c受到温度、盐度和深度的极低频率的无线电波能用于远距离传输，此频段则要求通综合影响，其影响可由经验公式计算。另外，海水中的信设备具有大型的收发天线和很高的发射功率；另一方面，声速C分布是多变的，根据时间、地区、季节以及气象条件光波虽

7、然不会像无线电波那样受到很大的衰减，但是会受的不同也会发生变化。对于水下无线传感器网络通信协议到散射的影响。实验证明，在洁净的水中，光波的最大设计，水下声速是一个重要考虑因素。收稿日期：2009—112基金项目：广西信息与通讯技术重点实验室基金资助项目(10912)传感器与微系统第29卷2．2有限的通信带宽处码间串扰，而造成较高的误比特率。所以，必须在码元之水下声信道的带宽依赖于传输范围和频率。由于声波间设置一定的码元间隔，这也限制了发送节点的信息发送的传播损失儿随着频率的升高与距离的增大而增加，使得速率，从而降低网络性能。水声信道可使用的带宽非常有限

8、。传播损失主要是由衰减3仿真损失与扩展损失所引起的损失。3．1水下声速2．2．1衰减损失由前2