水下声传感器网络PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

水下声传感器网络PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 水下传感器网络通信协议设计关键问题研究1

1.1 引言1

1.2 设计关键问题3

1.2.1 与陆地传感器网络的差异3

1.2.2 水下传感器4

1.2.3 影响水下协议设计的因素5

1.3 通信体系结构8

1.3.1 二维水下传感器网络8

1.3.2 三维水下传感器网络9

1.3.3 自主水下航行器10

1.4 介质访问控制层11

1.4.1 基于CSMA的介质访问控制协议12

1.4.2 基于CDMA的介质访问控制协议12

1.4.3 开放性研究问题14

1.5 网络层14

1.6 传输层17

1.7 结论19

参考文献19

第2章 水下声传感器网络的最佳分簇24

2.1 引言与研究动因24

2.2 预备知识26

2.2.1 水声基础26

2.3 最佳分簇28

2.3.1 问题描述28

2.3.2 随机布放的解决方案29

2.4 仿真结果分析31

2.5 结论33

致谢33

参考文献33

第3章 三维水下无线传感器网络的拓扑控制35

3.1 引言35

3.2 问题描述36

3.2.1 三维稀疏网络的拓扑控制问题37

3.2.2 三维密集网络的拓扑控制问题37

3.3 基础知识38

3.3.1 多面体38

3.3.2 空间填充多面体38

3.3.3 Voronoi分割39

3.3.4 开尔文猜想40

3.4 稀疏网络的拓扑控制40

3.4.1 与开尔文猜想的相似点41

3.4.2 其他几种空间填充多面体42

3.4.3 问题分析43

3.5 密集网络的拓扑控制47

3.5.1 分析49

3.6 讨论54

3.7 结论56

参考文献56

第4章 水下传感器网络的多路径虚拟汇聚节点结构59

4.1 引言60

4.2 水下组网面临的挑战61

4.2.1 较长的时延及有限的带宽61

4.2.2 噪声、高误码率以及传播损失62

4.2.3 可靠性62

4.2.4 能量及成本约束62

4.2.5 多变的通信链路质量63

4.3 网络结构63

4.3.1 虚拟汇聚节点64

4.3.2 多路径数据传输64

4.3.3 多路径和重发机制的重定义65

4.4 利用空间分散路径完成数据传输的分析66

4.4.1 空间分散多路径（MP）路由机制67

4.4.2 停止等待式自动重传（ARQ）的单路径（SP）路由机制68

4.4.3 数值结果70

4.5 数据传递机制的比较75

4.5.1 MVS转发机制75

4.5.2 向量转发机制76

4.5.3 仿真和结果分析77

4.5.4 总体分析86

4.6 多路径虚拟汇聚节点结构的应用87

4.7 结论及未来的工作90

参考文献91

第5章 ad-hoc网络和传感器网络容错性研究93

5.1 网络容错性93

5.2 抗毁Ad-Hoc网络的设计94

5.3 一种抗毁性无线局域网结构94

5.4 动态任务型任播96

5.4.1 引言96

5.4.2 基于任务图的架构97

5.4.3 任务和任务图98

5.4.4 数据流的元组架构99

5.4.5 采用分布式算法的任务图节点实例99

5.5 拜占庭容错机制——一种实用的方法101

5.5.1 引言101

5.5.2 算法描述101

5.6 随机故障和设计故障——抗毁性和安全性的范式融合102

5.6.1 引言102

5.6.2 两类故障103

5.6.3 问题式故障103

5.6.4 范例转移104

5.7 容错技术105

5.7.1 实现移动ad-hoc传感器网络容错的动态源节点路由缓存管理105

5.7.2 Ad-Hoc无线网络中的抗毁性路由协议106

5.7.3 无线Ad-Hoc传感器网络中的容错技术109

5.7.4 无线传感器网络中的容错问题109

5.7.5 Ad-Hoc路由服务在对抗环境下容错性113

5.7.6 移动Ad-Hoc网络中的容错性广播传输115

5.8 容错机制的分布一致性117

5.8.1 一致性问题综述117

5.8.2 同步系统的一致性118

5.8.3 概率一致性119

5.9 结论120

致谢120

参考文献120

第6章 传感器网络及水下传感器网络中的时间同步124

6.1 引言124

6.2 传感器网络中时间同步的必要性127

6.2.1 时间同步的必要性127

6.2.2 有线网络中的时间同步129

6.2.3 有线网络与无线网络时间同步的比较129

6.2.4 无线传感器网络时间同步协议设计中的挑战130

6.3 时间同步的基本概念131

6.3.1 两个节点的同步132

6.3.2 多节点同步133

6.4 传感器网络的时间同步134

6.4.1 同步的时间戳134

6.4.2 传感器网络的Tsync协议134

6.4.3 全局同步135

6.4.4 自适应时钟同步137

6.4.5 延迟测量时间同步138

6.4.6 参考广播同步139

6.4.7 洪泛式时间同步协议139

6.4.8 时分同步140

6.4.9 基于时间间隔的同步141

6.5 安全时间同步142

6.5.1 安全对同步协议143

6.5.2 安全机会多跳同步144

6.5.3 安全指示多跳同步144

6.5.4 安全传递多跳同步144

6.5.5 组同步144

6.5.6 安全网络同步145

6.5.7 抗攻击同步146

6.5.8 拒绝休眠攻击147

6.6 水下传感器网络中的时间同步149

6.7 结论150

致谢151

参考文献151

第7章 水下网络MAC协议设计155

7.1 引言155

7.2 挑战1：传播时延157

7.3 挑战2：能量消耗163

7.4 挑战3：可移动性165

7.5 结论167

参考文献169

第8章 分布式拓扑水下声网络的动态TDMA与基于MACA的协议173

8.1 引言173

8.2 拓扑结构175

8.2.1 空间复用、信道化及信道分配技术177

8.2.2 数据信道动态分配的一般协议模型178

8.2.3 UAN对动态信道化及动态分配的需求180

8.3 UAN中MAC协议的选择180

8.3.1 静态TDMA、FDMA以及CDMA的一般等价性181

8.3.2 CDMA、FDMA以及TDMA的优缺点182

8.3.3 CDMA和FDMA协议对全双工的要求183

8.3.4 对CDMA系统的进一步讨论184

8.4 动态分配协议186

8.4.1 动态TDMA协议以及基于MACA的协议187

8.4.2 复用、拓扑结构选择以及IEEE 802.11的适用性190

8.4.3 基于MACA协议的其他讨论190

8.5 性能分析193

8.5.1 算法概述194

8.5.2 成功RTS传递的期望时间194

8.5.3 CTS接收的期望时间196

8.5.4 吞吐量期望197

8.6 总结198

参考文献199

第9章 水下传感器网络的MAC层202

9.1 引言202

9.2 水下声传感器网络（UASN）的通信结构204

9.2.1 两种结构类型204

9.2.2 水下网络运行机制205

9.3 水下声传感器网络MAC协议设计面临的挑战207

9.3.1 水下通信信道207

9.3.2 声传播的影响207

9.3.3 水下协议设计的几点考虑208

9.4 水下声传感器网络的MAC协议209

9.4.1 关于水下MAC协议的最新研究209

9.4.2 Tone Lohi MAC协议210

9.4.3 时隙FAMA协议212

9.4.4 一种用于水下无线声传感器网络的高能效MAC协议214

9.4.5 用于水下声数据通信的改进MAC协议设计215

9.5 水下声传感器网络中的路由协议218

9.5.1 水下传感器网络时延敏感与时延不敏感应用中的三维路由算法218

9.6 结论220

致谢221

参考文献221

第10章 软件驱动水下传感器网络225

10.1 引言225

10.2 相关工作227

10.2.1 水下网络结构227

10.2.2 硬件调制解调器227

10.2.3 软件调制解调器228

10.3 软件驱动水下声传感器网络229

10.3.1 网络综述229

10.3.2 激发应用230

10.3.3 目标平台230

10.3.4 系统部件231

10.4 维护考虑235

10.4.1 防水和包装235

10.4.2 校准236

10.4.3 海生物附着237

10.4.4 布放237

10.5 结论238

参考文献238

第11章 具有智能、安全水声通信能力的低成本水下传感器节点的HW/SW协同设计241

11.1 引言241

11.1.1 陆上和水下传感器网络241

11.1.2 水下通信关键问题243

11.1.3 相关工作243

11.2 系统结构——HW/SW协同设计244

11.2.1 硬件设计245

11.2.2 软件设计251

11.3 系统测试256

11.4 水下通信安全258

11.5 总结和未来工作260

致谢261

参考文献261

第12章 水下声传感器网络的信道建模263

12.1 引言263

12.2 背景263

12.2.1 BELLHOP263

12.2.2 相关工作264

12.3 建模方法265

12.3.1 环境文件生成266

12.3.2 BELLHOP处理269

12.3.3 到达文件分析270

12.3.4 噪声分析271

12.4 实例研究271

12.4.1 环境文件的生成271

12.4.2 BELLHOP程序的处理276

12.4.3 到达文件分析与信道响应279

12.4.4 噪声分析280

12.5 实际应用281

12.5.1 数字化的信道模型281

12.5.2 仿真模型285

12.6 总结287

参考文献287