面向海洋环境的异构无线网络系统优化研究
发布时间：2021-08-02 19:34
面向海洋环境的异构无线网络系统是实现海洋信息传输的重要手段,其研究领域包含了异构无线网络的软件系统、MAC层协议、路由层协议,以及硬件系统和附属各子系统等。与传统无线通信技术和无线网络相比,其系统结构复杂、涉及技术广泛:包括用于采集水下信息的由信标和水下机器人组成的低速水声传感器网络、用于数据回传的水面高速无线Mesh网络和用于连接异构网络的各类资源。系统各部分既相对独立又相互关联,为此,本文从海洋环境的异构网络的特点入手,深入分析各部分所面临的问题,研究并提出网络的优化方案,以实现数据的高效传输,这也是面向海洋环境的异构无线网络系统的研究热点,得到了学者们的广泛关注。本文通过对现有系统和既有工作的深入研究,发现了现有的面向海洋环境的异构无线网络系统的研究仍存在一些不足:水声传感网的MAC层协议适应性差,难以在高延迟链路中动态适应网络负载的变化,导致节点开销过大;水面无线Mesh网络的链路调度机制未能充分考虑网络中不同射频前端的干扰模型不一致的问题;路由协议尤其是多径路由协议中的拥塞控制方法无法有效的应对网络波动等问题。为此,本文从异构网络协议和功能入手,从多个方面提出了相关的协议优化...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２海洋技术实验床??Ｆｉｇｕｒｅ?Ｌ２?Ｔｈｅ?ｏｃｅａｎ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｔｅｓｔ?ｂｅｄ??Ｔｈｅ?Ｏｃｅａｎ?ＴｅｃｈｎｏｌｏＴｅｓｔ?ＢｅｄＯＴＴＢ是亚面??
内外面向海洋环境的异构无线网络系统主要有：??（１）海洋技术实验床ＯＴＴＢ［ｎｌ??图１．２海洋技术实验床??Ｆｉｇｕｒｅ?Ｌ２?Ｔｈｅ?ｏｃｅａｎ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｔｅｓｔ?ｂｅｄ??海洋技术实验床（Ｔｈｅ?Ｏｃｅａｎ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?Ｔｅｓｔ?Ｂｅｄ，ＯＴＴＢ）是由美国维多利亚大学面??向军方、科研和工业所研发的一套多功能水下实验系统。ＯＴＴＢ铺设安装于加拿大温哥??－３?－??
由德国弗劳恩霍夫计算机图形研究所所研发的ＦｌｅｘＭｏＴ系统作为一款适用于近海??应用的灵活的、可适应的环境监测平台，集成了诸多新型物理传感器和化学传感器，来??实现对于海洋环境的近实时的监测，如图１．４所示。为了实现水下传感器节点的数据回??传，系统使用了水下无线能源与数据传输系统，实现水下数据双向传输；水面部分使用??的是传统的ＧＳＭ／ＧＰＲＳ网络进行数据的回传。??愚??Ａ．?Ｉ??°?：?｜?？?Ｔ?１??ｋ??图１．４?ＦｌｅｘＭｏＴ系统和底栖式着陆器示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?ＦｌｅｘＭｏＴ?ｓｙｓｔｅｍ?ａｎｄ?ｂｅｎｔｈｉｃ?ｌａｎｄｅｒ??ＦｌｅｘＭｏＴ系统的主要水下部分是安装有多种传感器的底栖式着陆器。底栖式着陆器??中包含了电池组与能源管理系统、传感器包、浮漂与电缆系统，如图１．４所示。其中，电??池组与能源管理系统主要包括了能够在深水区域低温工作大容量宽温铅酸蓄电池或锂电??池组、能够对设备的工作休眠周期进行控制的能源管理系统，通过“大容量＋低工作周??期”的方式，底栖式着陆器的工作时间可以达到一年以上；传感器包安装在附着于电缆??－５?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于北斗卫星的海洋水文实时监测系统[J]. 贾烁,李宪鹏,张永辉. 仪表技术与传感器. 2018(06)
[2]海洋观测数据的卫星传输链路——以Iridium传输链路应用分析为例[J]. 王凤军,熊学军,蒲定,杨秉林. 海岸工程. 2017(01)
[3]宁波市近岸海域在线监测系统的实现与应用[J]. 赵宾峰,冯辉强,林桂芳,甘付兵. 海洋信息. 2017(01)
[4]A Survivability Routing Mechanism in SDN Enabled Wireless Mesh Networks:Design and Evaluation[J]. Yuhuai Peng,Xiaoxue Gong,Lei Guo,Dezhi Kong. 中国通信. 2016(07)
[5]基于LwIP的海洋数据采集与传输系统[J]. 王晖,周巧娣,章雪挺,盛庆华. 电子技术应用. 2012(08)
[6]大连獐子岛海域虾夷扇贝养殖容量[J]. 张继红,方建光,王诗欢. 水产学报. 2008(02)
[7]河北省海洋灾害遥感动态监测系统简介[J]. 张文宗,王云秀,魏立涛,高建华. 自然灾害学报. 2007(03)
本文编号：3318148
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２海洋技术实验床??Ｆｉｇｕｒｅ?Ｌ２?Ｔｈｅ?ｏｃｅａｎ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｔｅｓｔ?ｂｅｄ??Ｔｈｅ?Ｏｃｅａｎ?ＴｅｃｈｎｏｌｏＴｅｓｔ?ＢｅｄＯＴＴＢ是亚面??
内外面向海洋环境的异构无线网络系统主要有：??（１）海洋技术实验床ＯＴＴＢ［ｎｌ??图１．２海洋技术实验床??Ｆｉｇｕｒｅ?Ｌ２?Ｔｈｅ?ｏｃｅａｎ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｔｅｓｔ?ｂｅｄ??海洋技术实验床（Ｔｈｅ?Ｏｃｅａｎ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?Ｔｅｓｔ?Ｂｅｄ，ＯＴＴＢ）是由美国维多利亚大学面??向军方、科研和工业所研发的一套多功能水下实验系统。ＯＴＴＢ铺设安装于加拿大温哥??－３?－??
由德国弗劳恩霍夫计算机图形研究所所研发的ＦｌｅｘＭｏＴ系统作为一款适用于近海??应用的灵活的、可适应的环境监测平台，集成了诸多新型物理传感器和化学传感器，来??实现对于海洋环境的近实时的监测，如图１．４所示。为了实现水下传感器节点的数据回??传，系统使用了水下无线能源与数据传输系统，实现水下数据双向传输；水面部分使用??的是传统的ＧＳＭ／ＧＰＲＳ网络进行数据的回传。??愚??Ａ．?Ｉ??°?：?｜?？?Ｔ?１??ｋ??图１．４?ＦｌｅｘＭｏＴ系统和底栖式着陆器示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?ＦｌｅｘＭｏＴ?ｓｙｓｔｅｍ?ａｎｄ?ｂｅｎｔｈｉｃ?ｌａｎｄｅｒ??ＦｌｅｘＭｏＴ系统的主要水下部分是安装有多种传感器的底栖式着陆器。底栖式着陆器??中包含了电池组与能源管理系统、传感器包、浮漂与电缆系统，如图１．４所示。其中，电??池组与能源管理系统主要包括了能够在深水区域低温工作大容量宽温铅酸蓄电池或锂电??池组、能够对设备的工作休眠周期进行控制的能源管理系统，通过“大容量＋低工作周??期”的方式，底栖式着陆器的工作时间可以达到一年以上；传感器包安装在附着于电缆??－５?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于北斗卫星的海洋水文实时监测系统[J]. 贾烁,李宪鹏,张永辉. 仪表技术与传感器. 2018(06)
[2]海洋观测数据的卫星传输链路——以Iridium传输链路应用分析为例[J]. 王凤军,熊学军,蒲定,杨秉林. 海岸工程. 2017(01)
[3]宁波市近岸海域在线监测系统的实现与应用[J]. 赵宾峰,冯辉强,林桂芳,甘付兵. 海洋信息. 2017(01)
[4]A Survivability Routing Mechanism in SDN Enabled Wireless Mesh Networks:Design and Evaluation[J]. Yuhuai Peng,Xiaoxue Gong,Lei Guo,Dezhi Kong. 中国通信. 2016(07)
[5]基于LwIP的海洋数据采集与传输系统[J]. 王晖,周巧娣,章雪挺,盛庆华. 电子技术应用. 2012(08)
[6]大连獐子岛海域虾夷扇贝养殖容量[J]. 张继红,方建光,王诗欢. 水产学报. 2008(02)
[7]河北省海洋灾害遥感动态监测系统简介[J]. 张文宗,王云秀,魏立涛,高建华. 自然灾害学报. 2007(03)
本文编号：3318148
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