基于网络编码技术的水声传感器网络数据可靠传输技术的研究

水声传感器网络在海洋资源勘测、海洋环境监测和海域安全保证等方面具有广阔的应用前景。在它的绝大多数应用中，只有当感知的数据被正确、及时地传输到收集节点，获得的信息才有意义。但是，水声传感器网络具有信道半双工、带宽小、错误率高、传输速度慢且延时长和节点能量有限等特点。这些特点决定了它的数据可靠传输技术的研究非常具有挑战性。因此，在水声传感器网络数据可靠传输技术方面，我们初步打算进行以下4个部分的研究：（1）研究水声信道模型和数据可靠传输的理论分析模型，奠定研究的理论基础；（2）搭建仿真实验环境，奠定研究的验证分析基础；（3）研究基于链路状态预测的错位流水技术，降低响应包传输延时长对算法的不良影响；（4）在借鉴已有IPool节点技术的基础上，研究基于网络编码和多路径技术的水声传感器网络数据可靠传输算法，在保证数据传输可靠性的前提下，降低数据的传输费用，提高网络的吞吐量。

在国家自然科学基金“基于网络编码技术的水声传感器网络数据可靠传输技术的研究（41176082）”的支持下，我们主要进行了水声传感器网络数据可靠传输算法的研究。研究主要包括数据可靠传输算法仿真环境，混合型数据可靠传输算法，基于网络编码的数据可靠传输算法和基于网络编码的多播数据重传算法。. 首先，我们在总结、分析了已有的水下传感器网络数据可靠传输算法，确定了水声传感器网络数据可靠传输算法的主要研究方向；其次，我们提出基于拉格朗日模型的水下3维节点运动模型（在WASA12国际会议发表文章1篇），完善了仿真实验环境；再次，在混合型数据可靠传输算法方面，我们提出了一个基于IPool节点的IPool-ADELIN来改进的ADELIN算法（在SCI检索期刊发表文章1篇）；接着，在基于网络编码的数据可靠传输算法方面，我们提出了基于网络编码技术和多路径的水下传感器网络数据可靠传输算法MPNC (Multiple Path and Network Coding)和基于网络编码技术和双路径的水下传感器网络数据可靠传输算法TPNC（Twin Path and Network Coding）（分别在SCI检索期刊发表文章1篇）；最后，在基于网络编码的多播数据重传算法方面，我们提出了基于同串拆分的策略的数据重传技术（MDRSSS）和基于选择优化策略的数据重传技术（MDRSO），撰写硕士论文1篇，申请专利1项。此外，我们还针对水下传感器网络的特点，在节点运动模型、路由、定位和安全技术等方面进行探索性研究。. 项目的研究达到了预期的效果，其相应研究成果分别在国内外著名期刊和会议上，共发表文章12篇，其中被SCI检索3篇，被EI检索4篇；申请国家专利4项。在项目的支持下，项目负责人获得2013年教育部“新世纪人才”计划支持，获得中共黑龙江省科学技术奖二等奖（排名第3）1项，获得中共黑龙江省高校科学技术奖二等奖（排名第3）1项。