《基於簇結構的水聲通信網路拓撲算法研究》是依託東南大學，由李霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於簇結構的水聲通信網路拓撲算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李霞
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
水聲通信網路通常可以採用平面結構或分簇結構，但是在網路規模較大並需要提供一定的服務質量支持時，分簇結構的網路性能明顯優於平面結構。分簇結構的研究目前主要集中於無線網路領域，對水聲通信網路的相關研究報導卻及少。本項目以水聲通信網路平面拓撲結構為基礎,結合水聲信道的時變、間歇連通等特點，對水聲通信網路分簇結構進行研究，通過解決水聲通信網路分簇結構中的簇首選擇算法、簇更新及維護機制、網路擴展及簇間通信策略等幾個相關理論問題，建立一種新的適合於水聲通信網路的分簇處理方法，並將該理論套用到水聲通信網路的處理中，解決水聲網路路由、功率控制、管理及擴展等方面，從而驗證理論的性能。研究的意義在於一方面發展和完善水聲通信網路分簇結構的套用基礎研究；另一方面在水下分散式區域探測網通信網路、海洋信息採集網路、海洋勘探等水下科學研究方面都具有廣闊的套用前景。
結題摘要
本項目分析了現有的無線感測器網路分簇路由協定，結合水聲通信網路自身的特點，以節省網路能量消耗、延長網路生命周期為目標，設計了二維分簇算法，並結合功率控制技術研究了基於分簇結構的虛擬骨幹路由協定。在此基礎上進一步研究了水聲三維通信網路分簇算法和路由協定。該項目主要研究工作包括如下幾個方面。首先， 針對二維水聲通信網，研究了幾種不同的節點布放方案及路由協定，有規則格線布放算法、三角格線布放算法、線形布放算法及其擴展、網關最優布放算法。其次，針對二維水聲通信網路，設計了分簇路由協定中簇頭節點的選擇及普通節點的入簇算法，並結合功率控制技術解決了簇間虛擬骨幹網的路由查找問題。再其次，建立了三維水聲通信網的分散式節點布放算法及能量消耗模型，設計了一種基於分層的水下三維網路的分簇路由協定。最後，設計了一種基於簇結構簇間數據傳輸 協定，通過最佳化感測器節點的信道競爭過程，結合人工蟻群算法設計了傳輸能耗的最佳化方案。 通過三年的項目研究，完成了預期的研究任務，取得了預期成果，其中EI、SCI收錄論文5篇，發明專利4項，培養研究生6人。
