面向信道特性的水下传感器网络数据传输算法研究

基本信息
批准号:61202403
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:窦金凤
学科分类:
依托单位:中国海洋大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:唐瑞春,曲海鹏,蒋永国,徐惠敏,于雨,沈飞飞,胡克勇,郭战齐,宋云
关键词:
数据传输水下传感器网络信道特性权衡性能
结项摘要

It is momentous to research into the channel-characteristics-oriented data transmission algorithm in the UnderWater Sensor Networks (UWSNs). Because of the complexity and variation of the underwater networks chanel characteristics such as complexity of environmental noise, large propagation loss, limited energy, and so on, it is very hard to analyze network performance and to design the data transimission algorithm. The existing research in this area is limited to certain performance indicator in the UWSNs, which can't fully suffice the requirements of complex and varied channel characteristics. The balance consideration of multiple performance will lead to huge complexity. This project will do some research to conquer this difficulty, analyze the corresponding data and execute some experiment with balance of multiple performance indicators. This project put forward a theory about the channel-characteristics-oriented quantitative analysis on the networks performance indicators and about the data transimission algorithm. The research includes three parts. First, considering the acoustic propagation loss and complicated ambient noise, the research will analyze and establish the formula of the energy consumption, the signal-noise-ratio, and the capacity. Second, with the theoretical analysis, much emulation, and aboundant data from the ocean experimental platform, we will quantificationally analyze the variation laws of the networks performance indicators, and probe the optimized parameters range. Third, based on the optimized parameters range, we will put forward a special data transmission algorithm taking account of bandwidth and time delay. Overall, the research will have an important theoretical significance for the study of the design and analysis for UWSNs. It also will have a significant engineering value for the practice of UWSNs.

面向信道特性的水下传感器网络数据传输算法在水下传感器网络研究中起关键作用。水下传感器网络的信道具有环境噪声复杂、路径损耗大、能量有限等复杂多变的特性,造成网络性能理论分析和设计数据传输算法的困难。现有的水下传感器网络性能理论分析和数据传输算法比较局限,基本只研究个别性能,不能满足复杂多变的信道特性。权衡多个性能会相应带来巨大的复杂度,本课题将研究如何克服这些难题,进行权衡考虑多性能下的数据分析与实验。课题提出面向信道特性来定量分析网络性能、设计数据传输算法的思想。主要研究:1)针对信道的路径损耗和环境噪声,分析确定水下传感器网络能耗、信噪比、容量的表达式;2)通过理论方法、大量仿真和海洋实验平台采集的数据,定量分析网络性能变化规律,探索各参数的优化范围;3)基于上述优化范围,提出兼顾带宽和时间延迟的数据传输算法。课题的研究成果对于水下传感器网络的优化设计分析具有重要的理论意义和实践价值。

项目摘要

面向信道特性的水下传感器网络数据传输算法在水下传感器网络研究中起关键作用。水下传感器网络的信道具有环境噪声复杂、路径损耗大、能量有限等复杂多变的特性,造成网络性能理论分析和设计数据传输算法的困难。现有的水下传感器网络性能理论分析和数据传输算法比较局限,基本只研究个别性能,不能满足复杂多变的信道特性。权衡多个性能会相应带来巨大的复杂度,本课题克服这些难题,进行权衡考虑多性能下的数据分析与实验。课题提出面向信道特性来定量分析网络性能、设计数据传输算法的思想。主要研究:1)针对信道的路径损耗和环境噪声,分析水下传感器网络能耗、信噪比、容量的表达式,确定了这些网络性能与频率、传输距离的关系,在优化能耗、信噪比、容量等网络性能的基础上,研究了优化传输距离;2)针对水下传感器网络的特征和上述优化传输距离,设计了平衡传输策略。该策略包括能效路由创建算法、数据平衡传输算法以及能量分级的优化分析;3)研究基于优化传输距离、频率和延迟竞争的数据传输机制,从而平衡延迟和带宽;4)针对海洋环境观测要素快速、准确、动态的信息服务需求,将水下传感器网络应用在海洋环境观测中,提供有效感知空间服务。按照层次化设计思路对水下传感器网络从传感器数据源层到数据层、服务层、应用层进行了分析和架构;5)通过性能模型的建立,保证实验过程中的质量监控,提高和改善实验数据的精确性。课题的研究成果对于水下传感器网络的优化设计分析具有重要的理论意义和实践价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

跨社交网络用户对齐技术综述

跨社交网络用户对齐技术综述

DOI:10.12198/j.issn.1673 − 159X.3895
发表时间:2021
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
5

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019

窦金凤的其他基金

相似国自然基金

1

面向RFID传感器网络安全数据传输的轻量级算法与协议研究

批准号:61070201
批准年份:2010
负责人:夏戈明
学科分类:F0205
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
2

水下传感器网络定位算法研究

批准号:61170258
批准年份:2011
负责人:郭忠文
学科分类:F0208
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
3

基于信道时变特性的无线传感器网络自适应路由算法研究

批准号:60773203
批准年份:2007
负责人:王晖
学科分类:F0201
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
4

感知负载循环的无线传感器网络数据传输算法研究

批准号:61103007
批准年份:2011
负责人:韩恺
学科分类:F0202
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目