融合深度调整和自适应转发的水声网络机会路由 被引量：2

1

作者 金志刚 梁嘉伟 羊秋玲 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期49-57,共9页

针对水声传感器网络路由过程中的空洞问题和数据传输中能效低下的问题,该文提出了融合深度调整和自适应转发的水声网络机会路由(OR-DAAF)。针对路由空洞,区别于传统绕路策略,OR-DAAF提出一种基于拓扑控制的空洞恢复模式算法—利用剩余... 针对水声传感器网络路由过程中的空洞问题和数据传输中能效低下的问题,该文提出了融合深度调整和自适应转发的水声网络机会路由(OR-DAAF)。针对路由空洞,区别于传统绕路策略,OR-DAAF提出一种基于拓扑控制的空洞恢复模式算法—利用剩余能量对空洞节点分级,先后调整空洞节点到新的深度以克服路由空洞,恢复网络联通。针对数据传输中的能效低下问题,OR-DAAF提出了转发区域划分机制,通过转发区域的选择自适应转发面积以抑制冗余包,并提出基于加权推进距离,能量和链路质量的多跳多目标路由决策指标,综合考虑区域能量,链路质量和推进距离实现能效平衡。实验数据表明,相比DVOR协议,OR-DAAF的包投递率和生命周期分别提高10%和48.7%,端到端时延减少22%。 展开更多

关键词 水声传感器网络 路由协议 深度调整 自适应转发

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水下无线传感器网络的研究进展 被引量：150

2

作者 郭忠文 罗汉江 +2 位作者 洪锋 杨猛 倪明选 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期377-389,共13页

随着世界各国对海洋权益的日益重视、发展海洋经济热潮的兴起和陆地无线传感器网络研究的迅速发展,水下无线传感器网络的研究已经成为新的研究热点.首先对水下传感器网络通信技术、传感器网络节点、网络体系结构和水下声学传播特征作了... 随着世界各国对海洋权益的日益重视、发展海洋经济热潮的兴起和陆地无线传感器网络研究的迅速发展,水下无线传感器网络的研究已经成为新的研究热点.首先对水下传感器网络通信技术、传感器网络节点、网络体系结构和水下声学传播特征作了介绍;进而重点对物理层、数据链路层、网络层、传输层、跨层设计、网络信息处理技术、水下定位和仿真平台8个方面的研究进展作了系统的综述;最后介绍了国内外主要研究机构的情况,并讨论了水下无线传感器网络研究存在的一些问题和需要进一步研究的方向. 展开更多

关键词 水下传感器网络 水声通信网络 MAC协议 路由协议 水下定位

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无线传感器网络中能量保护策略的研究 被引量：6

3

作者 姜华 袁晓兵 +1 位作者 童琦 刘海涛 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2006年第21期3951-3955,3994,共6页

无线传感器网络是一组带有无线收发装置的传感器节点组成的临时性的网络自治系统,由于无线传感器网络的节点是用有限寿命的电池来提供的,因此能量保护策略成为该网络所有协议层的关键问题。从节点级、链路级和网络级3个层次总结和评估... 无线传感器网络是一组带有无线收发装置的传感器节点组成的临时性的网络自治系统,由于无线传感器网络的节点是用有限寿命的电池来提供的,因此能量保护策略成为该网络所有协议层的关键问题。从节点级、链路级和网络级3个层次总结和评估了适用于无线传感器网络的能量保护策略;在网络层提出了基于信道接入分簇算法的路由协议,并简述了该算法的主要实现过程;通过OPNET仿真给出相关结果。 展开更多

关键词 无线传感器网络 能量保护策略 路由协议 信道接入 分簇算法

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无线传感器网络中信道接入分簇算法的研究 被引量：4

4

作者 姜华 袁晓兵 +1 位作者 沈杰 刘海涛 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第7期22-27,101,共7页

传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络能够广泛应用于恶劣环境和军事领域中。其中针对如何延长传感器网络的生存周期,降低传感节点的能量消耗成为... 传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络能够广泛应用于恶劣环境和军事领域中。其中针对如何延长传感器网络的生存周期,降低传感节点的能量消耗成为研究的重点问题。文章通过分析无线传感器网络的特点和分簇算法的优点,提出新的基于信道接入分簇算法的路由解决方案,通过与已有的基于信道接入分簇算法的比较,新的分簇算法能够大大降低系统的能耗和复杂度,延长网络的寿命。最后,利用OPNET网络仿真工具给出相关的仿真结果。 展开更多

关键词 无线传感器网络 分簇算法 路由协议 信道接入

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一种基于水声信道的无线传感器网络路由协议 被引量：9

5

作者 王锦程 李德识 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期107-110,共4页

以无线传感器网络的水下应用所面对的挑战为背景,针对水声信道的传输特点,在最小代价算法和目的节点序列距离矢量DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector)路由协议的基础上,提出了一种均衡节点能耗的路由协议算法。该协议按照最小... 以无线传感器网络的水下应用所面对的挑战为背景,针对水声信道的传输特点,在最小代价算法和目的节点序列距离矢量DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector)路由协议的基础上,提出了一种均衡节点能耗的路由协议算法。该协议按照最小能量代价建立多跳路由表,从而在数据传送时能够均衡各节点的能量消耗,达到延长网络生命周期的目的。仿真结果表明,相对于DSDV协议,本文提出的协议能够实现能量均衡,有效的延长网络生存周期。 展开更多

关键词 传感器网络 水声信道 路由协议

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基于位置信息的水声传感器网络路由协议 被引量：11

6

作者 孙桂芝 黄耀群 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期597-601,共5页

由于水下环境与地面环境不同,无线传感器网络中的协议不能直接应用于水下传感器网络中。针对水下环境的特点,提出了一种适用于水下传感器网络的路由协议。它是一种可扩展的、能量高效的路由协议。仿真结果显示:网络节点的移动速率不是... 由于水下环境与地面环境不同,无线传感器网络中的协议不能直接应用于水下传感器网络中。针对水下环境的特点,提出了一种适用于水下传感器网络的路由协议。它是一种可扩展的、能量高效的路由协议。仿真结果显示:网络节点的移动速率不是很大时,该协议具有能量利用率高、数据传输成功率高和传输延时低等优点。 展开更多

关键词 水下传感器网络 路由协议 可扩展性

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水下无线传感器网络能量路由协议的仿真研究 被引量：12

7

作者 刘玉梁 潘仲明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期905-908,共4页

水下无线传感器网络对海洋战场的监测要求实时性较强和路由时延较小。针对水声信道传输特点,将路由选择问题转化为非线性规划问题,提出一种基于表驱动路由协议设计思想的选优能量路由协议。该协议在数据传送时总是选取目标函数解较优的... 水下无线传感器网络对海洋战场的监测要求实时性较强和路由时延较小。针对水声信道传输特点,将路由选择问题转化为非线性规划问题,提出一种基于表驱动路由协议设计思想的选优能量路由协议。该协议在数据传送时总是选取目标函数解较优的路径,从而能够高效利用传感器节点的能量,同时均衡各节点的能量消耗。仿真结果表明,相对于传统能量路由协议,该协议能够有效地延长水下无线传感器网络的生存周期。 展开更多

关键词 水下无线传感器网络 能量路由协议 表驱动 非线性规划

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三维水声传感器网络中高效路由协议的研究 被引量：8

8

作者 徐明 刘广钟 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2012年第10期90-93,124,共5页

近年来,三维水声传感器网络在学术界和工业界引起了极大的关注。在被监测海域部署三维水声传感器网络,可以解决二维水声传感器网络节点无法充分观测的问题。为了实现三维水声传感器网络在新环境中的水下监测,需要解决一系列的问题。其中... 近年来,三维水声传感器网络在学术界和工业界引起了极大的关注。在被监测海域部署三维水声传感器网络,可以解决二维水声传感器网络节点无法充分观测的问题。为了实现三维水声传感器网络在新环境中的水下监测,需要解决一系列的问题。其中,由于监测区域环境的限制以及水声传感器节点的特殊性,需要设计高效的路由协议来保证数据包在各节点之间正确转发。首先提出一种基本地理位置路由协议。在此基础上,设计一种自适应路由协议,以较好地适应三维水声传感器网络中部分节点失效的情况。通过仿真实验发现,自适应路由协议可以在数据包传送率、端到端延时和网络吞吐量指标上达到平衡,而基本地理位置路由协议在端到端延时指标上可获得更好的性能。 展开更多

关键词 水声传感器网络 三维 路由协议

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水声通信网层次路由算法 被引量：2

9

作者 卞金洪 徐新洲 +1 位作者 魏昕 赵力 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期275-279,共5页

针对水声通信网中由于节点能耗不均衡而影响网络生命周期的问题,基于无线传感网络的层次路由算法,提出了一种适用于水下环境的水声通信网层次路由算法.该算法采用分轮的思想,使用改进的复杂网络社团结构检测谱方法的相关算法.通过网络... 针对水声通信网中由于节点能耗不均衡而影响网络生命周期的问题,基于无线传感网络的层次路由算法,提出了一种适用于水下环境的水声通信网层次路由算法.该算法采用分轮的思想,使用改进的复杂网络社团结构检测谱方法的相关算法.通过网络初始化等措施构建水声通信网的图结构,并利用Laplacian阵与聚类算法得到簇结构,进而实现网络中数据的正常传输.仿真实验表明,在水声通信网的特殊条件下,该算法相对于传统的LEACH协议能取得较好的效果,在网络稳定传输数据的情况下,网络各轮的存活节点数均优于LEACH. 展开更多

关键词 水声通信网 社团结构 层次路由 谱方法 无线传感网络

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水声传感器网络基于深度信息的安全路由协议 被引量：5

10

作者 彭春燕 杜秀娟 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第2期76-81,共6页

水声传感器网络(Underwater Acoustic Sensor Networks,UASNs)具有开放共享、低带宽、长时延等特性,为保证水下节点的通信安全,提出了基于水下节点深度信息的一种新的水声传感器网络安全路由协议。与其他算法相比,所提出的安全路由协议... 水声传感器网络(Underwater Acoustic Sensor Networks,UASNs)具有开放共享、低带宽、长时延等特性,为保证水下节点的通信安全,提出了基于水下节点深度信息的一种新的水声传感器网络安全路由协议。与其他算法相比,所提出的安全路由协议相对较为节能,安全性分析表明该算法能够有效保证节点身份、路由和数据等关键信息的私密性,利用NS2网络仿真软件对路由协议的时延、能耗和数据包交付率进行了仿真,仿真结果表明该安全路由协议能适用于水声传感器网络中。 展开更多

关键词 水声传感器网络 网络安全 路由协议 深度信息

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水声传感器网络中一种基于多种群萤火虫的路由协议 被引量：1

11

作者 徐明 刘广钟 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第11期65-69,共5页

针对水声传感器网络的特殊性,提出一种基于多种群萤火虫的路由协议,以确保数据包在水声传感器网络各节点之间正确、高效地转发。首先构造水声传感器网络的网络模型;然后,设计3种类型的萤火虫,通过各种萤火虫之间的协同工作提高路由路径... 针对水声传感器网络的特殊性,提出一种基于多种群萤火虫的路由协议,以确保数据包在水声传感器网络各节点之间正确、高效地转发。首先构造水声传感器网络的网络模型;然后,设计3种类型的萤火虫,通过各种萤火虫之间的协同工作提高路由路径构建的自适应性并实现路由路径的选择和优化。仿真实验结果表明,与传统的水声传感器网络路由协议相比,在节点数量相同情的况下,该路由协议的数据包传送率更高,平均端到端延时更低,并且在平均数据传送率相同情况下,网络吞吐量更大。 展开更多

关键词 水声传感器网络 多种群萤火虫 路由协议

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基于信念状态空间的水声传感器网络MAC协议 被引量：1

12

作者 魏连锁 胡现成 +1 位作者 蔡绍滨 李丽丽 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2017年第6期112-118,共7页

为解决由水声传感器网络信道带宽小、传输延迟长等特性引起节点使用信道时出现的时—空不确定性问题,提出一种基于信念状态空间的水声传感器网络MAC协议(BSPMDP-MAC)。该协议将传感器的接收节点时间轴平均划分n个时隙,按照每个节点的链... 为解决由水声传感器网络信道带宽小、传输延迟长等特性引起节点使用信道时出现的时—空不确定性问题,提出一种基于信念状态空间的水声传感器网络MAC协议(BSPMDP-MAC)。该协议将传感器的接收节点时间轴平均划分n个时隙,按照每个节点的链路质量和剩余能量的等级划分传感器发送节点的动作状态信息,接收节点依据信道占用的历史观测和动作信息的联合概率分布,得出传感器发送节点竞争信道使用权的决策策略序列;根据决策策略序列,发送节点在所分配时隙内依次向接收节点发送数据包,根据当前的信念状态和动作,接收节点对信道的占用进行预测,感知下一个周期的信念状态和接入动作。实验仿真结果表明,该协议可以降低数据包冲突率,提高网络吞吐量与数据包传输成功率,从而降低网络的能量开销。 展开更多

关键词 水声传感器网络 信念状态空间 马尔可夫决策过程 MAC协议 信道

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一种新的水下无线传感网络的路由协议

13

作者 姜慧霖 滑涛 符意德 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第9期108-111,共4页

针对水下无线传感网络UWSNs(underwater wireless sensor networks)的数据采集低效的问题,提出一种基于地理位置-机会的水下无线传感网络的路由协议,记为GOR-UWSNs协议。当传感节点需要传输数据包时,UWSNs协议就利用数据包优先权值ADV(A... 针对水下无线传感网络UWSNs(underwater wireless sensor networks)的数据采集低效的问题,提出一种基于地理位置-机会的水下无线传感网络的路由协议,记为GOR-UWSNs协议。当传感节点需要传输数据包时,UWSNs协议就利用数据包优先权值ADV(AD vancement)构建候选转发集,再利用归一化的权值NADV(normalized advance)评估候选转发集内节点成为下一跳节点的"适度性",并依据节点的NADV值,进行从高至低的排序,形成有序的候选转发集。NADV融合了距离以及水下信道链路质量信息。然后,将有序的候选转发集划分不同的簇,使得簇内节点均在彼此的通信范围内,再计算每个簇的期望权值EPA(expected packet advanced),具有最大EPA的簇成为下一跳转发集。仿真结果表明,提出的GOR-UWSNS协议有效地提高数据包传输率、降低冗余数据包数。 展开更多

关键词 水下无线传感网 地理位置-机会路由 声通信 候选转发集 期望权值 数据包传输率

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三维水声传感器网络中多径容错路由协议研究

14

作者 徐明 刘广钟 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第3期132-136,151,共6页

针对三维水声传感器网络中因节点或链路故障导致的路由性能低下问题,提出一种多径容错路由协议。该协议通过为每个节点设计一种称为后备箱的数据结构,并利用节点的路由表和后备箱构造主后备链路和辅后备链路,以便在节点或链路发生故障... 针对三维水声传感器网络中因节点或链路故障导致的路由性能低下问题,提出一种多径容错路由协议。该协议通过为每个节点设计一种称为后备箱的数据结构,并利用节点的路由表和后备箱构造主后备链路和辅后备链路,以便在节点或链路发生故障的情况下修复路由路径,确保数据的正常传输。仿真结果表明,多径容错路由协议可以减小节点或链路故障对数据传输率和网络吞吐量的影响。 展开更多

关键词 三维 水声传感器网络 多径 容错 路由协议 数据传输

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水声传感器网络中基于相关性感知的路由协议

15

作者 徐明 刘广钟 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第2期18-22,共5页

针对水声传感器网络数据传输效率低、能量消耗大的问题,提出一种基于相关性感知的路由协议。该协议根据路由过程中数据的相关性进行数据融合以减少通信量。通过平衡各节点的能量消耗,避免某些节点过早地耗尽能量而影响整个网络的生命周... 针对水声传感器网络数据传输效率低、能量消耗大的问题,提出一种基于相关性感知的路由协议。该协议根据路由过程中数据的相关性进行数据融合以减少通信量。通过平衡各节点的能量消耗,避免某些节点过早地耗尽能量而影响整个网络的生命周期。仿真结果表明,该路由协议可以在提高数据包传送率的同时,有效降低网络能量消耗。 展开更多

关键词 水声传感器网络 相关性感知 路由协议 数据采集 能量消耗 负载均衡

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基于矢量与能量的水下无线传感器网络路由协议 被引量：5

16

作者 张嘉男 杜秀娟 +1 位作者 李梅菊 王丽娟 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期113-117,共5页

水下无线传感器网络具有能耗大、数据传输效率低、拓扑结构动态变化的特点。针对水下环境中节点的移动优势,提出基于矢量和能量的路由协议。从源节点到汇聚节点建立矢量,根据候选节点到该矢量的距离确定优先级。在考虑距离的同时结合候... 水下无线传感器网络具有能耗大、数据传输效率低、拓扑结构动态变化的特点。针对水下环境中节点的移动优势,提出基于矢量和能量的路由协议。从源节点到汇聚节点建立矢量,根据候选节点到该矢量的距离确定优先级。在考虑距离的同时结合候选节点的剩余能量以确定其是否成为最佳下一跳节点。仿真结果表明,与VBF协议和LB-AGR协议相比,即使无法知晓节点的地理位置,该协议在交付率、平均端到端延时和能耗方面仍可获得较好的结果。 展开更多

关键词 水下无线传感器网络 路由协议 动态拓扑 矢量 剩余能量

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基于地理-机会的水下无线传感网的混合路由 被引量：3

17

作者 徐晓晖 吴立华 张春海 《现代电子技术》 北大核心 2017年第13期17-21,25,共6页

水下无线传感网络UWSNs被认为是监测海洋最有前景的技术。然而,声信道特性给UWSNs的数据采集提出了挑战。提高UWSNs数据采集效率的有效方式就是融合水下声通信和高动态网络拓扑的特性,设计高性能的路由协议。为此,提出基于地理-机会的... 水下无线传感网络UWSNs被认为是监测海洋最有前景的技术。然而,声信道特性给UWSNs的数据采集提出了挑战。提高UWSNs数据采集效率的有效方式就是融合水下声通信和高动态网络拓扑的特性,设计高性能的路由协议。为此,提出基于地理-机会的水下无线传感网的混合路由,记为GOHR。在GOHR协议中,源节点先计算候选转发节点集,并计算集内每个节点的归一化权重值,再依据归一化权重值对集内节点进行排序,并形成转发节点簇。然后,计算每个簇的期望权重值,最后,选择期望权重值最大的簇内节点作为数据包转发节点。为了避免簇内节点转发数据包时发生碰撞,设置定时延时转发机制。仿真结果表明,提出的GOHR协议提高了数据包传递率,降低了数据包的传输时延。 展开更多

关键词 水下无线传感网 地理路由 机会路由 声通信 候选转发集

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信道与能耗感知的农田WSN机会路由优化方法 被引量：6

18

作者 缪祎晟 赵春江 吴华瑞 《重庆理工大学学报（自然科学）》 北大核心 2021年第9期1-7,共7页

在农田无线传感器网络监测应用中,由于环境遮挡与作物生长引起的信号多尺度效应造成网络链路质量不稳定,进而影响数据汇集性能。针对该情况,同时考虑到农田WSN的能量受限问题,提出了一种农田信道和能耗感知的机会路由优化方法。基于农... 在农田无线传感器网络监测应用中,由于环境遮挡与作物生长引起的信号多尺度效应造成网络链路质量不稳定,进而影响数据汇集性能。针对该情况,同时考虑到农田WSN的能量受限问题,提出了一种农田信道和能耗感知的机会路由优化方法。基于农田信道模型估计链路连通概率,建立节点机会转发能耗预测模型,根据不同机会转发路径的中继概率得出其转发能耗期望,在候选转发集构建与排序时同时考虑路径期望能耗和节点剩余能量,以提高节点间、路径间的能量均衡性能。通过仿真实验将改进机会路由算法与LCOR、IOP、IPOR-OE算法进行对比,结果显示:网络生命周期CECOR算法的网络生命周期约为LCOR的2.2倍、IPOR-OE的5.2倍、IOP的8.7倍,最大能耗均方差分别是LCOR的3/4、IPOR-OE和IOP的1/2。从结果可以看出,改进算法延长了网络生命周期,提高了网络节点间能耗均衡性能,有助于实现农田监测网络的长时间稳定工作,实现了预期研究目标。 展开更多

关键词 农田无线传感器网络 农田信道模型 概率链路 机会传输 路由协议

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水下声通信传感器网络路由协议研究 被引量：1

19

作者 宋光明 张松 周帆 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期231-237,共7页

路由协议是水下声通信传感器网络(UASN)数据传输的网络层协议,是实现水下网络化数据传输的基础。UASN采用水声信道进行通信,其特殊性给路由协议的研究带来了挑战。文中介绍UASN的应用背景以及水下路由协议的研究必要性,然后讨论了UASN... 路由协议是水下声通信传感器网络(UASN)数据传输的网络层协议,是实现水下网络化数据传输的基础。UASN采用水声信道进行通信,其特殊性给路由协议的研究带来了挑战。文中介绍UASN的应用背景以及水下路由协议的研究必要性,然后讨论了UASN中路由协议面临的设计挑战;提出了水下路由协议的设计目标,分类研究了现有UASN路由协议,并进行了比较与分析。最后总结了UASN路由协议的关键问题。 展开更多

关键词 通信技术 水下声通信传感器网络 路由协议 水声通信 波束宽度

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基于协作MIMO的UWSN三维动态分簇路由算法研究 被引量：6

20

作者 梁平元 李杰 +1 位作者 彭娇 王会 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2019年第B06期336-342,361,共8页

为解决基于协作的多输入多输出(Multi-input Multi-output,MIMO)同构水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Networks,UWSN)的能量节省和能耗均衡的问题,建立了多跳分布式UWSN三维系统模型。文中弥补了DCREDT选择算法能量空间... 为解决基于协作的多输入多输出(Multi-input Multi-output,MIMO)同构水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Networks,UWSN)的能量节省和能耗均衡的问题,建立了多跳分布式UWSN三维系统模型。文中弥补了DCREDT选择算法能量空间分布不均的不足,通过引入能量门限和距离算法,提出了一种基于能量和距离的带门限水下动态分簇路由算法(Underwater Dynamic Clustering Routing Algorithm Based on Energy and Distance with Thresholds,UDCREDT),同时定量分析了能耗均衡性对网络寿命的影响并确定了门限的取值方法等。通过仿真分析验证了UDCREDT算法的合理性和有效性。相比DCREDT选择算法,所提算法的能耗降低了约6.81%,均衡性提高了约7.98%,有效延长了网络的使用寿命。 展开更多

关键词 水下无线传感器网络 水声通信 多跳传输 协作多输入多输出 三维动态分簇路由算法

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