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1、水下传感器网络路由协议和仿真模型分析 独创声明小人J?圳所学变的学位论文是奉人在导帅指导F进行的研究工作段取得的研究成*。 据我所知除丁文l1特别加以杯注和致谢的地方外，论文中不包含其他人正经发表或撰写过的研究成果，也坷包含末获得f洼地丛直墓丝壶翌壁型亘塑鲍!查生卫窒2或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。 与我一|司工作的同志对奉研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名馀面签字R期如D年r月2i R学位论文版权使用授权书本学位沦文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。 本人授
2、权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 (保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名舱峦签字日期h】年r月zf日导师签字Y勿国蚴箍字日期)o】年r月“目水下传感器网络路由协议和仿真模型研究捅要随卷尤线传感器网络的发艘成熟以及备I目癣洋发出伐的加快，水r传感器网络以其低成奉、高可靠健逐渐受到lt界符坦学术界的关注，成为2I世纪个新的研究热点。 水下传感嚣网络的应用涵盖多个领域，包括水F开发、灾难预警、水卜
3、环境监测、数据收集、辅助导航、海底军事等，具有|分广阔的应用前景。 水F传感器网络部署在极为复杂的水Fx4境中，H前卜耍利用声波进行通信。 水F声学信道的特性，盘u存量订限、延迟高H易变以及恶劣的水F环境使水下传感器网络县蔷许多小同于陆l。 传感器网络的特性，包括低带宽、高衰减、高延迟和高瀑码率等，导致传统的网络怫议和相关技术尤法苴接应用于水下，对适用于水F传感器网络的嘲络协议进行设计迫在心哇。 目前水下传感器网络的协议研究与醴计取得了定的研究成果，但山于物理世界存在许多不确定性，在实际部署前对这B研究成果进行有效性验证是十分必要的，能尽早发现并解决其存在的问题。 日附对水下传感器网络协议性能
4、的评估主要采JH模拟器和平台西种方式。 相对于模拟器米|兑，、F台较为全断的考虑了水声信道的多变性和复杂性，在实际的应用过程一扣完成卧泌性能的评估，能得到更令人满意的验证效粜，而仿真模型作为平台设计的基础对其研究和设计将对水下传感器网络的发展起到推动作用。 本文对水下传感器网络路由协议和仿真模型进行了研究和设计。 结合单副本和多副本路由协议的优点，对FBG和Spray路由协议进行改进提出了一种限制消息副率个数的基于89e消息的路由狮议PAR。 此外本文还结合水下传感器网络的特点，设计了一种适用于水下传感器网络的仿真模型。 本文的研究内容和成果主要有以下几个方面1对水下传感器网络的拓扑结构和协议
5、栈进行了分析，总结了水下传感器网络协议设计面临的挑战对水下传感器网络路由协议的研究现状进行了概述，并详细分析了几种典型的路由协议及其优缺点总结了水下传感器网络仿真平台的研究现状，重点介绍了几种常用的水F传感器网络测试平台。 2在传统路由协议的基础上，结合水下传感器网络的特点，对FBG和Spray路由协议进行改进，提出了种限制消息副本个数的基于age消息的路由协议PAR。 浚叶泌将竹点的a辨位作为消息转艇依谢，计根据蛐邻|tIi眺竹点的a舻_|I【置完成山竹洲木到多刊木的转换。 该m议竹效结合了雌副奉1多剐奉呐议的优点，在降低能垃消耗的同时提岛了网络传输性能。 仿豇实验表明，PAR协议的性能韭优
6、于FBG,日lSpray路由协议。 3对水F传感器网络仿真模型进行了研究与设计。 首先结合水下传感器网络的特点构建了网络模璎，包括节点移动模型、链路模型和网络传输模型，然后提出了网络通信性能指标的评价方法最后进行了十H关类的设计。 关键词水下传感器网络路由协议仿真模型Research onRouting Protocolsand SimulationModel forUndenvaterSensor NetworksAbstractWiththe significantprogress inwireless sensorworks andupsurge inmarineeconomic dev
7、elopment，underwater sefisoiswos(UWSNs)，characterized bylowcostand hi昌I reliability,are attractingmore andmore attentionand havebee anewhot researcharea ofthe21“centuryIt illustratesa goodprospect ofapplicationon oceanographicdata collection，environmental monitoring，undcTsea explorationsdisasterpreve
8、ntion，assisted navigationand distributedtactical surveillanceUWSNwhich isdeployed in the particularunderwater environment，adoptacoustic municationsas thetypical municationtechnologyThe uniquecharacteristicsofunderwater acoustiommunication channel，suchas limitedcapacity,high andvariablepropagation de
9、laysand significantimpact ofhigllyvariable environmentalconditions，make UWSNdiiterenl fromterrestrialsensorworks inmanyways，including lowbandwidths，hil；lattenuation，highpropagation delaysand hi曲BER(Bit ErrorRatio)As aresult，the protocolsoftradilionalwireless workareunfittoUWSNThere havebeensome rese
10、archachievements forUWSN，but theuncertainty ofphysicalworld makesitnecessary toverify andevauatu theachievements beforeactualdeployment inorder toidentify andresolve theproblems timelyRight nothere aretwo mainkinds ofevaluationmethods forUWSN，which aresimulator andtestplatform Comparedto simulator,t
11、he testplatform assessesthe newprotocols intheactual applicationenvironment，with considerationofthe varietyand plexityofunderwateracoustic channel，sothe resultsaremoresatisfiedThis papercarries onresearch anddesign onrouting protocoland simulationmodelfor UWSNsApfiofitized routing protocol basedoffa
12、ge ixlmolsnamed PARisproposed by making a series ofimprovementson FBGandSpray muting，binedwiththe advantagesofsingle-copy andmultipfo-copy routingprotocolsIn addition，asimulation platfomlapplied tounder,rater sensorworks hasbeen proposedinthisliipaperandthen aleslingcxpmcm mrPAR hasbeendone toevalua
13、te itsperlbrmanWhal thispaper sludicsis listedas fidlowsI I hc“，nI【gy andprotocol stackof UWSNare introducedinthefirst twochaptersand thedesign challengesof UWSNprotocols arcanalyzed；and afterthat，we giveaft ovcrvicwabout thestaleof-art ofrouting protocolsand testplatforms ofUWSN，and introducesevera
14、l classicalrouting schemes，simulators andtest platformsanddiscuss theirstrengths andweaknesses2Based ontraditional muting protocols，a priofitizedmutingprotocolbased onageitlmois，named PAR，is proposedbymakingaseriesof improvementson FBGandSpray routing，bined withthe charactelisticsofUWSN Theprotocol
15、makesforwardingdecision basedOn theage ofnode，and aconvcrsion fromsingle-copy tomultiplecopy isrealizedon thebasis ofage differenceof adjacenttwo hopsWitheffective binationof advantagesof single-copy andmultiple-copy protocols，thework performanceis improvedwith lowerenergy consumptionThe simulationr
16、esultsshow thattheperformance ofPAR ismuchbetter thanFBG andSprayRouting3Some research11as bcendone onsimulation modeIfor UWSNsThe workmodel，posed ofnodemobility model，link modeland transmissionmodel，hasbeen builtat first，and thenwe putforward theevalumion methodofsome workperformancecdtefia，aad themodel classesare deignedat lastKeywordsU
