水下声学传感器网络研究

doi:10.3969／j.issn.1000-0801.2013.11.012

摘要/Abstract

摘要：

水下声学传感器网络日益成为国内外的研究热点，而水下环境恶劣及传感器节点移动难以控制等问题的存在，使得如何确保水下声学传感器网络的效能备受关注。分析了水下声学传感器网络的国内外研究现状，描述了水下声学传感器网络的层次结构，对水下声学传感器网络物理层面临的技术挑战进行了研究，并指明了下一步研究工作的方向。

关键词: 水下声学传感器网络, 网络结构, 能耗, 传输时延

Abstract:

Nowadays, the study of the underwater acoustic sensor network（UASN）becomes the hotspot in the world, but there are some difficulties in controlling underwater conditions and the mobile sensor node. How to ensure the efficiency of underwater acoustic sensor networks is a major concern. Firstly, the research status and development trend of UASN were analyzed. Secondly, the hierarchical structure of the underwater acoustic sensor network was researched. Then technical challenges on the physical layer for underwater acoustic sensor network were studied. Lastly, the next research direction was pointed out.

Key words: underwater acoustic sensor network, network structure, power consumption, time delay

何明,陈秋丽,叶旭光,权冀川,陈希亮. 水下声学传感器网络研究[J]. 电信科学, 2013, 29(11): 72-76.

Ming He,Qiuli Chen,Xuguang Ye,Jichuan Quan,Xiliang Chen. Study on Underwater Acoustic Sensor Network[J]. Telecommunications Science, 2013, 29(11): 72-76.

图/表 3

图1

表1

表2

参考文献 17

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17	付华，韩爽．基于新量子遗传算法的无线传感器网络感知节点的分布优化．传感技术学报， 2008,21（7）:1259～1263

相关研究及项目	国家和地区	时间	研究内容
AOSN	美国	1993年	提出水下声学网络应用概念^[11]
SEAWEB	美国	1999年	进行沿海区域军事监控及反潜作战系统的规划
ROBLINKS	欧盟	1998年	对浅水域中长距离、高数据率并具有稳定性的水声通信网络通信算法进行研究^[12]
NEPTUE	美国	1998年	通过区域内长期、实时的交互式深海观测，在几秒到几十年的不同时间尺度、几微米到几千米的不同空间尺度上进行多学科的测量和研究
APENA	日本	2003年	实现研究室与海底直接联系，在保证系统低成本、高效率、高抗故障能力、高可靠性的前提下研究水声通信及海洋观测
ESONET	欧盟	2004年	以海洋观测传感器网络为基础，对海洋中融入的多要素、多学科进行综合研究
VENUS	加拿大	2006年	实现温度及盐度传感器、照相机、录像、高分辨率声纳系统、遥控潜水器（ROV）等设备的海底连接，对水下无线传感器网络进行组建与运维
海底长期观测网络试验节点关键技术	中国	2007年	研究开发输能通信技术、原位海底动力环境和化学监测技术、深海网络组网标准技术和系统集成、布放及试验技术等若干深海观测网络组网的关键技术
水声通信网络节点及组网关键技术研究	中国	2009年	对可运行的水声通信网络进行组建，开发水声通信网技术研究发展平台
OOI	美国	2010年	建立水下传感网络，在近海、公海和海底等位置观测诸如气候变异、海洋环流、海洋酸化等复杂的海洋过程

水下声学传感器网络特点	侧重关注点
节点易失效	拓扑自愈合问题
节点易移动	拓扑的修复和优化问题
声波通信	传输时延减小
信号不规则	通信和覆盖概率保障
误码率高	误码率降低
能耗更高	能耗降低

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