水下声光通信网集中式资源调度算法的研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:betterfo
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随着在海洋工程中发挥作用的日益重要,水下通信技术的研究受到世界各国的关注,并得到了迅猛发展。目前,水下环境中的通信技术主要是水声通信技术,但是水声信号传播时延大、水声信道带宽窄等特性,会导致水声通信技术应用到视频等大数据传输时受到限制。研究人员尝试以可见光通信作为水下通信的补充,借助蓝、绿可见光通信实现水下高速数据传输,但是严重的信道传输损耗限制了蓝、绿可见光通信只适用于较短距离的通信。水下声光通信网结合了水声通信和水下光通信两种通信方式,充分发挥两种通信方式各自的优点,从而提高网络整体性能。水下无线通信网的吞吐量及可靠性与资源调度算法密切相关,且水下网络资源宝贵,因此对相应的网络资源调度算法的研究尤为重要。目前有关水下通信网资源调度的算法大多是针对水声通信网设计的,而新型的水下声光通信网络与传统的水声通信网不同,其网络节点能够根据通信环境条件选择水声通信或者水下光通信,因此现有的资源调度算法不能够直接应用到水下声光通信网络中,水下声光通信网资源调度算法的研究具有重要的研究意义。本文首先研究了水下通信网及其集中式资源调度算法。其次,研究了水声信道和水下可见光传输信道的特点,在NS2网络仿真软件中增加了水声通信模块和水下可见光通信模块,并验证了模块的正确性。第三,进一步在NS2软件中对水下无线节点添加多接口支持模块,使其能够支持水声通信和水下可见光通信两种通信方式,为水下声光通信网络的资源调度算法提供了研究基础。最后,针对现有的水下声光通信网集中式资源调度算法存在的不足,基于星型网络拓扑结构提出了两种资源调度算法:首先,利用水下声光通信网的特点,以最大化信道利用率为目的提出了网络吞吐量最大化调度算法,其次,为了保证节点发送数据的公平性,在保证吞吐量最大化基础之上提出了公平性调度算法,并利用NS2仿真软件对两种调度算法进行仿真,仿真结果表明了本文提出的调度算法的有效性。
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