一种新型海洋监测节点定位的网络路由算法研究

随着船舶工业向着信息化、智能化方向发展,各种水下传感器网络的建设引起广泛关注。由于水下环境错综复杂,水下传感器网络的声波信号传输、网络路由设置和节点定位等都面临着挑战。本文主要针对船舶水下传感器网络的路由算法和节点定位问题,利用TOA测距方法实现监测节点的定位,并将VBF路由协议应用到无线路由网络中,提高网络鲁棒性。     

基于能量感知的船舶网络路由算法

路由算法是保证船舶网络成功传送数据的关键技术,针对当前船舶网络路由算法存在能耗大、船舶网络寿命短等不足,设计了一种基于能量感知的船舶网络路由算法。首先分析当前船舶网络路由算法研究现状,找到引起船舶网络路由算法不足的因素,然后考虑船舶网络路由的总能耗和节点的剩余能量构建了船舶网络路由,最后进行了船舶网络路由算法性能测试的仿真实验。结果表明,本文算法的船舶网络路由能耗小,大幅度提升了船舶网络能量利用率,船舶网络数据传输成功率得到改善,而且性能优于当前其他船舶网络路由算法。     

船舶传感器网络中节点定位算法设计

节点定位对于船舶传感器网络具有十分重要的意义,没有节点位置的信息是无用的,经典的船舶传感器网络节点定位算法—DV-hop算法存在定位误差大、速度慢等问题。为了提高船舶传感器网络节点定位结果,设计了改进DV-hop算法的船舶传感器网络节点定位算法。首先对当前船舶传感器网络节点定位算法的研究现状进行分析,找到引起DV-hop算法定位误差大、速度慢的原因,然后采用传感器网络发射信号强度得到节点之间的距离,在此基础上采用DV-hop算法进行船舶传感器网络节点定位,最后进行船舶传感器网络节点定位实验,实验结果表明,本文算法克服了当前船舶传感器网络节点定位误差大的缺陷,其船舶传感器网络节点定位精度不仅明显高于DV-hop算法,而且船舶传感器网络节点所耗费的时间更少,获得了整体效果更佳的船舶传感器网络节点结果。     

船舶无线传感网络的能耗均衡路由算法设计

为了提高船舶无线传感网络的连通性能,针对传统量化传导协议容易导致路由冲突的问题,提出一种基于能耗均衡的路由算法。构建船舶无线传感网络的节点分布拓扑结构,根据传感网络各个节点的能量开销构建路由连通性代价约束参量模型,采用拥塞控制方法进行船舶无线传感网络路由的防冲突设计,以能耗均衡为控制目标函数,实现船舶无线传感网络的能耗均衡拓扑控制,实现路由优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行船舶无线传感网络的路由算法设计,能有效降低各个节点的能量开销,提高网络的寿命和连通性。     

基于量子远程传态的船舶多频无线通信网络路由协议

运行基于OSPF和基于RIP建立的船舶多频无线通信网络路由协议传输船舶相关数据,存在丢包率大,传输延时性长的问题。针对上述问题,设计一个新的基于量子远程传态的船舶多频无线通信网络路由协议。该协议建立主要分为两步:一是建立船舶多频无线通信网络拓扑,二是根据建立的网络拓扑设计路由协议,包括路由度量的计算、路由的寻找与维护等。结果表明:运行本协议进行数据包传输,较运行基于OSPF和基于RIP建立的协议进行数据包传输,数据传输丢包率降低2.3%和3.5%,传输延时缩短5 s和6.3 s。     

舰船网络节点移动路由协议研究及其算法改进

移动通信技术在船舶航行安全性中起着关键的作用。为提高移动网络数据传输速度与稳定性,本文基于AODV路由算法,对无线网络协议进行改进,在每个网络节点处不仅同时保存前一跳与后一跳的网络节点IP,而且还保存前两跳与后两跳的网络节点IP。同时针对该协议制定相应的本地无线网络节点修复策略。基于NS-3软件对该改进算法进行对比研究,结果表明:数据传输路劲的寻优过程变得更为快速,路由协议开销有所减小;数据包丢失数量大为降低,传输效率有所提升;在网络节点缓存中的数据包数量在一定程度上有所减少,能够有效提高网络数据传输速度;网络节点数据传输时间滞后有明显减小。改进后的路由算法能够保证数据接收成功率保持在80%左右。     

基于无线传感器网络节点的船舶三维定位方法研究

船舶定位对航行安全、避碰、远程监控以及港口船舶管理等方面都有重要意义。针对目前船舶三维定位存在精度低、抗干扰能力弱等的问题,本文提出了基于无线传感器网络节点的船舶定位方法。研究无线传感器网络原理和构成,并在此基础上,设计了节点自定位算法和船舶三维定位算法。最后,通过实验验证三维定位算法的精度。     

船舶无线传感网络节点数据的采集方法研究

通过对船舶无线传感网络节点数据,进行船舶无线传感组网设计,提高对船舶运行状态的分析和监测能力,提出一种基于量化融合跟踪和多线程总线调度的船舶无线传感网络节点数据的采集方法。进行船舶无线传感网络的路由拓扑结构设计,进行网络节点的最优分布路由控制和定位。在传感器节点优化定位算法设计的基础上,进行数据采集系统的硬件设计,采用32位数据总线进行船舶无线传感数据的高速捕获和总线传输,在FIFO RAM缓冲区采用连续脉冲冲激方法进行数据激发,将采集的数据存储在SCSI数据硬盘和局部总线中,实现数据实时调度和分析。测试结果表明,该采集方法能有效实现船舶无线传感网络节点数据的多线程多通道采集,数据检测和输出的准确性和实时性较好。     

混合人工蜂群算法在船舶通信网络优化中的应用

混合人工蜂群算法是一种基于仿生学的智能算法,该算法通过模拟蜂群中的分工行为进行局部寻优,能够实现优化问题的快速收敛。船舶无线通信网络由网络节点、网络链路、船舶终端等构成,通信网络的性能关系到船舶导航、AIS系统运行等。本文结合混合人工蜂群算法,进行船舶无线通信网络的覆盖率提升等优化研究,有助于改善当前船舶无线通信网络的性能。     

通信网簇间的自适应路由算法

船舶航行条件比较复杂,导致通信网络运行的功率消耗巨大,而且经常会发生通信中断的情况。针对船舶网络簇之间的通信特点,提出一种自适应的路由优化算法,可保证源节点和基站进行通信时能够选择最佳路由或次佳路由,有效减少由于网络没有覆盖到导致通信突然中断的情况。实际应用显示,文中所提的算法与其他算法相比,当吞吐量和误码率都相同时,经过一轮所消耗的能量更少,而且当节点密度不相同时,网络的生命周期以及网络的工作持续时间都被大大延长。