水下受限网络的数据可靠传输及安全问题研究

受限网络是指在链路性能、节点能量与资源、应用环境、网络稳定性等方面受到严重制约的通信网络。水下声学通信网络是一种应用前景广泛的典型受限网络，但又具有若干独特特点，因而存在很多基本问题有待深入探索和研究。课题主要研究：(1)研究水下网络的数据路由转发问题，设计基于水下节点移动模型和结合水声通信休眠机制的容迟路由转发算法与协议；(2)研究水下网络的数据容错传输问题，设计针对水下声学链路时变特性的数据传输算法和拥塞避免机制，提高水下网络端到端数据传输可靠性；(3)研究水下网络的安全问题，设计针对水下网络特性的身份认证机制和消息安全机制，保护水下网络有限的链路资源和数据传输安全性。课题将研究这些基本问题，设计水声网络及网络互联的近海水下实验系统，使用研制的水声通信节点进行实验验证和性能评估。课题研究成果对于水下受限网络技术的研究具有重要的理论意义，对于水下网络的应用实践具有重大的工程价值。

受限网络是指在链路性能、节点能量与资源、应用环境、网络稳定性等方面受到严重制约的通信网络。水下声学通信网络是一种应用前景广泛的典型受限网络，但又具有若干独特特点，因而存在很多基本问题有待深入探索和研究。课题针对水下声学的数据路由转发、数据可靠传输、数据安全传输、网络应用、水下实验系统设计与部署等问题展开研究工作，主要成果包括：（1）针对水下声学通信网络的路由协议进行研究，提出了一种适用于DTN网络的限制报文副本数量的基于age消息的谣传路由机制；（2）针对水下声学通信网络中点到点及端到端的数据通信不稳定的特殊要求，采取传输层与链路层相集成的设计方法，提出了分布式TDMA传输调度策略、基于最大集的UD-TDMA算法和分布式时间同步算法E2DTS；（3）在应用方面，进行了基于三轴加速传感器的船入侵检测方法研究；（4）进行了水下实验系统设计与实现，完成了基于嵌入式系统的水下传感器网络节点设计、水下传感器网络实验系统设计实现与部署。在上述研究基础上，课题组在包括ICDCS、Sensors、通信学报等学术期刊和会议共发表论文14篇，其中SCI 检索1篇次，EI检索8篇次，申请国内专利5项，授权3项。