水聲通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)間路由協(xié)議的仿真研究

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1、分類號：密級：ＵＤＣ：編號：工學(xué)碩士學(xué)位論文水聲通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)間路由協(xié)議的仿真研究碩士研究生：王超指導(dǎo)教師：張殿倫教授■學(xué)科、專業(yè)：信息與通信工程論文主審人：喬鋼教授哈爾濱工程大學(xué)２０１８年３月分類號：密級：UDC：編號：工學(xué)碩士學(xué)位論文水聲通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)間路由協(xié)議的仿真研究碩士研究生：王超指導(dǎo)教師：張殿倫教授學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：信息與通信工程所在單位：水聲工程學(xué)院論文提交日期：2018年1月論文答辯日期：2018年3月學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheD

2、egreeofM.EngSimulationonRoutingProtocolBetweenMobileNodesinUnderwaterAcousticCommunicationNetworkCandidate:WangChaoSupervisor:Prof.ZhangDianlunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Jan,2018DateofOralExamination:Mar,2018University

3、:HarbinEngineeringUniversity水聲通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)間路由協(xié)議的仿真研究摘要水聲通信網(wǎng)絡(luò)是水下信息獲取、水聲數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾侄?。隨著國家對海洋探索的逐步深入、對海洋認(rèn)識的不斷加深，水聲通信網(wǎng)絡(luò)在海洋領(lǐng)域發(fā)揮著無法替代的作用。水聲路由協(xié)議是構(gòu)建水聲網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)，它通過分析水聲通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃。海洋科技的發(fā)展使得水下通信網(wǎng)絡(luò)趨于移動(dòng)性和大規(guī)模，簡單的固定傳輸路由將無法滿足網(wǎng)絡(luò)的傳輸需求，因此設(shè)計(jì)合理的水聲路由協(xié)議成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。本論文以水聲路由協(xié)議作為研究重點(diǎn)，分別對適合于水下移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的單路徑與多路徑兩類路由協(xié)議進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)、仿真與分析。首

4、先，分析了路由協(xié)議的基本原理和各類路由協(xié)議的基本特性。根據(jù)水下移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的通信特點(diǎn)，選取了單路徑路由協(xié)議中的DSR（DynamicSourceRouting）路由協(xié)議和AODV（AdhocOn-demandDistanceVectorRouting）路由協(xié)議作為研究重點(diǎn)，分析了兩種協(xié)議的基本原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、路由收發(fā)機(jī)制。對比研究了兩種協(xié)議的傳輸性能。其次，介紹網(wǎng)絡(luò)模擬器NS2（NetworkSimulatorVersion2）及其相應(yīng)的擴(kuò)展模塊。通過設(shè)置不同的業(yè)務(wù)場景和運(yùn)動(dòng)模型，對AODV和DSR的傳輸性能進(jìn)行仿真分析。對比在仿真節(jié)點(diǎn)數(shù)不同和節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度不同時(shí)，AODV和DSR在歸一化路由負(fù)載和

5、分組到達(dá)率等方面的性能，分析DSR和AODV適用水聲通信場景。再次，對多路徑路由協(xié)議展開了詳細(xì)的研究。闡述了多路徑路由的構(gòu)成原理和分類，研究并分析了節(jié)點(diǎn)不相交路徑、鏈路不相交路徑和相交路徑三種多徑方式的性能。介紹了典型的多路徑路由協(xié)議，并討論了多路徑協(xié)議中多條路徑的使用方法。重點(diǎn)分析了備份路由協(xié)議算法模型和運(yùn)行機(jī)制。仿真分析了路由跳數(shù)、備份鏈路個(gè)數(shù)及節(jié)點(diǎn)參與度對備份路由協(xié)議性能的影響。使用路由長度、節(jié)點(diǎn)相似度和鏈路相似度三個(gè)量值構(gòu)造了能夠量化每條路徑性能的代價(jià)函數(shù)。最后，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了備份源路由協(xié)議。分別在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)不同和節(jié)點(diǎn)最大運(yùn)動(dòng)速度不同的兩種場景下，對備份源路由的分組投遞率、歸一化路由開銷

6、及路由發(fā)起頻率等性能指標(biāo)進(jìn)行了仿真分析，并與相應(yīng)場景下的AODV和DSR協(xié)議的性能進(jìn)行對比，分析備份源路由的性能。關(guān)鍵詞：水聲路由協(xié)議；單路徑路由協(xié)議；多路徑路由協(xié)議；備份源路由水聲通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)間路由協(xié)議的仿真研究ABSTRACTUnderwateracousticcommunicationnetworkisanimportantmethodforunderwaterinformationacquisitionandunderwateracousticdatatransmission.Withthedeepeningexplorationoftheoceanbythestate,theu

7、nderwateracousticcommunicationnetworkplaysanirreplaceableroleintheoceanfield.Theunderwateracousticroutingprotocolisanimportantpartofconstructingtheunderwateracousticnetwork.Itanalyzesthetopologyoftheu