论文部分内容阅读
伴随着海洋开发的深入,水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Networks,UWSNs)迅速崛起,智能节点参与的水下无线传感器网络凭借其高智能性和强适应性被广泛应用到水下环境中。然而,水下无线传感器网络主要依赖于水声通信,而水声网络具有高能耗、低传输率以及长时延等特点,并且水下拓扑结构动态变化,这些特点给设计高效可靠的水下路由协议带来了一系列挑战。针对水下无线传感器网络中存在的上述问题,本文提出一种基于多机器人的水下移动组网方法AA-RP (AUV-Aided Routing Protocol),利用AUV强机动性、高智能特性建立动态多跳的节点数据传输路径,同时利用路由消息实现部分节点定位和AUV数据收集路径的规划。AA-RP主要包含三个阶段:路由发现阶段,代理选择阶段,数据传输阶段,利用这三个阶段完成网络分层和建立动态数据传输路径、AUV的代理节点选取、数据传输路径选取,以实现动态高效的数据传输。同时,AA-RP通过各阶段中路由消息的流动,实现部分传感器节点的定位,并将定位信息和路由消息用于AUV局部的路径规划,辅助AUV数据收集和回收,确保可靠高效的数据传输。本文在AA-RP组网方法的实验验证中使用了网络仿真器ns-3,通过搭建仿真实验平台,实现AA-RP组网方法性能验证和分析。仿真结果表明,与经典的水下路由协议DBR(Depth Based Routing)和 H2-DAB(Hop-by-Hop Dynamic Addressing Based routing protocol)相比,AA-RP水下组网方法降低了网络能耗和端到端时延,同时能够保证高效稳定的数据送达率。