基于传播损耗门限的水声传感网路由协议.pdf

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1、第O2卷第01期2015年1月电子科学技术ElectronicScience＆TechnologyVo1．02No．01Jan．2015基于传播损耗门限的水声传感网路由协议王萍由(中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥，230031)摘要：于水声介质的各向异性，传统的基于节点位置和节点问物理距离的路由协议的能量效率在水声环境中会显著下降。针对水下通信组网节点能量有限和通信能耗高的特点，本文重新定义了水下邻居节点间基于传播损耗门限的邻接模型，并提出一种基于传播损耗门限的能量有效的路由协议。并进一步

2、给出了最优传播损耗门限的理论值，以使得路由协议获得最低的能量损耗。最后，通过仿真对本文提出的协议和已有的协议性能进行了比较，结果表明基于传播损耗门限的路由协议有效考虑了水声介质各向异性特征，大大降低了通信能耗，性能明显优于已有的路由协议，且最优传输损耗门限理论值和仿真值非常吻合，进而为协议的工程实践提供了重要的指导意义。关键词：水声传感网；各向异性；最优传播损耗门限；能量有效；路由算法中图分类号：TN925文献标识码：A文章编号：2095．8595(2015101．108．06电子科学技术URL：ht

3、tp／／www．china．est．corn．cnDOI：10．16453／j．issn．2095．8595．2015．01．021TransmissionLossThresholdbasedRoutingDesignforUnderwaterAcousticSensorNetworksPingWang(ChinaElectronicsTechnologyGroupCorporationNo38ResearchInstitute，Hefei，Anhui，230031，China)Abstract：Pr

4、opagationofsoundintheoceanmediumisanisotropic，renderingthosetraditionalroutingprotocolsthatpurelyusedistancesasthemetrictoselectthebestroutesnolongerenergy-efficient．Inthispaper，consideringthatunderwateracousticsensornetworks(UASNs)arepoweredbybatteries

5、whicharecostlytorechargeorreplace，were—definenodes’one·hopneighborsbasedonsignalattenuationratherthangeographicaldistance，anddesignadistributedenergy—efficientroutingprotocolforUASNs．Further，theoptimaltransmissionlossthresholdhasbeentheoreticallyderived

6、，andaroutingprotocolbasedonthisthresholdhasbeendesigned．Resultsshowthatourtransmissionlossthresholdbasedroutingpolicyconsistentlyoutperformstheshortestpathpolicy，andgivessimilarperformancetotheoptimaloneinseveralscenarios．Keywords：Underwateracousticsens

7、ornetworks；Anisotropic；Optimaltransmissionlossthreshold；Energyefficient；Routing引言术，主要应用于中长期的水下预警、目标检测、海洋水文环境监测等领域，其广阔的应用前景，引起了国近年来，水声传感网逐渐成为一门新兴的网络技内外学术界、工业界和军事应用部门高度的重视。水·108·第01期王萍：基于传播损耗门限的水声传感网路由协议声传感网路由协议，是水下声通信系统中非常重要的都具有极为复杂的随机性，其主要表现为传播速度核心技术之一。

8、与陆上无线传感网相比，水声传感网慢、噪声高、带宽窄以及传播损耗大等。与其他通信具有其独特的特点，如网络拓扑的三维特征、通信能信道相比，水下声信道受边界条件(海底和海面)的耗高、信道带宽窄、链路传播时延大且随时间变化影响非常大，使得水下声信道的传播损失不仅和节点等，这些使得陆上无线传感网的许多协议不能直接简间链路距离相关，且跟收发节点对所处的物理位置也单地搬移到水声传感网中，甚至根本无法适用水声传密切相关1。图l所示的是链路长度相同但链路配置感网，而必须针