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水下传感器网络通信问题的思考

时间:2013-08-07 15:34 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:论文部落 点击次数:

  一引言

  水下传感器网络指的是将能耗很低、具有较短通信距离的水下传感器节点部署到指定海域中,利用节点的自组织能力自动建立起网络。我们说水下传感器网络如今的发展是备受关注的,在国际上它是处在前沿领域的,其发展的前景是很广阔的,在多个方面它都具有很大的研究价值。例如说在军事等方面。近年来关于水下传感器网络的研究得到了迅猛的发展,其组成是有多个节点构成的.那么接下来我们会对如何进行有效的推进水下传感器的通信问题进行进一步的探究。论文指导传感器网络是目前产生的巨大的影响力的技术之一。我们对于传感器网络的使用,提高了接收信号的提高了接收信号的信噪比,那么对于提高水下传感器通信系统的检测性能我们有以下的几点想法,首先是节点中的多种传感器的混合应用对于搜集信息方面要更加全面周到的反映出其明显特征。其次对于水下传感器的跟踪定位功能我们也进行了一些相关的研究。

  二水下传感器网络通信技术

  水下通信方式主要有长波通信、水声通信、水下激光通信,中微子通信等。长波通信所需要设备体积大价格贵而且效率低,目前主要用于基地和潜艇之间的远程通信;而水下激光通信目前主要研究蓝绿激光水下通信系统,其穿透力强,可实现与水下400m以上的潜艇通信,通信频带宽,数据传输能力强,方向性好,不足的是里活性不够,难以用于水下传感器网络,中微子通信时最近新兴的技术,较为复杂,目前尚停留在实验室阶段。

  因为声波时唯一一种能在水介质中进行长距离传输的能量形式,因此对于水下传感网络而言,水声通信时目前最合适的通信方式,得带各发达国家和军方的高地重视,它的发展甚至影响到海军军事战略的变革。由于水下传感网络技术的发展,未来海战可充分发挥近海空间优势。

  2006奶奶国家自然科学基金将水下移动传感器网络的关键技术列为重点研究方向,中国科学技术大学、沈阳自动化研究所、中科院计算所等多家高校和研究单位均已开展了无限传感器网络相关领域的研究。随着水下无线传感器网络技术的发展,水下无限传感器网络的节点概念已经由传统的传感器扩大到鱼类、舰艇等新概念节点形式。新的水下无限传感器网络客服了传统水下无限传感器网络的性能单一时效差造价高和布设难的缺点,具有布防灵活,适应能力强,搜集快的特点。

  新一代的水下网络不再仅仅是水声网络,而是一种包括水声,磁场,静电场等综合性的物理网络。它是集侦查、警戒等综合战力的体系。

  三水下传感器网络通信的特点

  水下传感器网络通信所使用的通信方式是声波通信,介质是水,这与无线电波在控制传播有显著不同,主要体现在以下几个方面。

  (一)高时延和时延的动态变化

  声波在海水中的速度大概是1500m/s,比无线电波少了5个数量级,1000m

  大概要0.67s,通信时延很大。此外声波在海水中传播随海水的变化。

  (二)水声信号衰减大

  通信信道带宽低,声波在海水中传播的能量损失有扩散,散射,反射和吸

  收。,只要是扩散和吸收这2类。扩散是指声波的波阵面从声源向外不断扩展的几何效应,其损失与传输距离平方成正比。吸收损失由海水的粘滞性、传热导性、海水中离子的弛豫效应,使部分声能吸收转化为热能造成的,损失与声波频率成正比,这限制了水下通信的频率选择范围。

  (三)多径效应

  声波传播时受害谁分层介质的折射和海底、海面的反射等影响,在生源与

  接收点之间存在多条先后到达接收机的不同路径,由于传播速度低,造成到达接收机的时间延迟很大。这些时延各不同的信号会互相叠加,世界收的信号振幅和相位发生畸变,造成干扰,并影响信道传输速度。

  


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