52、水下无线传感器网络中的可靠数据泛洪协议研究

水下无线传感器网络中的可靠数据泛洪协议研究

1. 引言

可靠的水下无线传感器网络（UWSN）能为在多变环境约束下运行的应用提供更好的解决方案。由于水下活动不可预测，人类难以在水下环境中进行探测，如高水压和广阔的海洋区域等因素使得载人探测不可行。

UWSN 是地面传感器网络的一个新分支，与地面无线传感器网络有一些相似之处，如大量节点和能源问题，但在很多方面又有所不同。在 UWSN 中，节能是主要关注点，因为传感器节点由电池供电，且电池不易更换或充电。由于水的吸收作用，无线电通信在水下效果不佳，因此声学通信成为水下传感器网络的唯一可行解决方案。然而，这也带来了速度方面的代价，其速度比无线电信道慢五个数量级。此外，水下传感器节点的成本比地面无线传感器网络更高，而且大多数传感器节点会随水流被动移动。这些限制表明，地面自组织网络的协议不适用于 UWSN，因此需要专门为 UWSN 设计新的协议。

2. 相关工作

水下传感器网络吸引了工业界和学术界的关注。它既能实现广泛的水生应用，同时不利的环境条件也给水下通信和网络带来了一系列挑战。节点移动性和稀疏部署会给水下传感器网络带来问题，由于节点随水流不断移动，从源节点到目标节点可能没有持久的路由，因此水下传感器网络可被视为部分连接的网络，传统的地面传感器网络路由协议通常不适用于这种环境，间歇性连接可能导致数据包在没有可用路由时丢失。

以下是几种已提出的水下传感器网络路由协议：
- 基于向量的转发（VBF） ：为解决密集网络中高错误概率的问题，提出了 VBF 协议。该协议提出了一种类似电路交换的路由管道概念，从源节点到目标节点的所有泛洪都通过这个管道进行，减少