弱通信条件下大规模AUV可靠组网机制研究

基本信息
批准号:61861014
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:36.00
负责人:李云
学科分类:
依托单位:桂林航天工业学院
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:苏毅珊,孙山林,盘书宝,谭智诚,辛以利,颜亮,肖沈阳,范榕,左永朋
关键词:
水下自主航行器多址接入控制算法路由算法水下声传感器网络
结项摘要

In marine science research, real-time or quasi real time acquisition of high precision marine environmental information is the primary scientific problem. Underwater mobile sensor networks which consist of a number of Autonomous Underwater Vehicle (AUV) can largely increase the area of surveillance and improve the flexibly and adaptable to the task..In this proposal, we will conduct researches on reliable networking mechanism for large scale underwater mobile sensor network with a consideration of weak acoustic communication and missions constrain conditions. In order to construct the reliable networking mechanism, we will first analyze the impact of weak acoustic communication on mission and route planning of AUV’ formation. Then base on the limited route planning, we precisely model the motion model and then predict the trajectory of the mobile nodes. Further, based on the previous model, dynamic conflict graph and connectivity graph of the underwater mobile network can be constructed in both spatial and temporal domain. With the above basic model, we will design a layers-based MAC scheme which employs OFDMA-TDMA technology in cluster and reservation-based scheme among cluster head, and a routing scheme which is an opportunistic delay/disrupt routing scheme respectively. Finally, both MAC and routing schemes will be jointly optimized with an aim to improve the reliability of the large scale mobile underwater network..This project can achieve theoretical progress in the design of mechanism and algorithms of mobile underwater network. The proposed mechanism and algorithms will be tested and evaluated in a real world.

海洋环境信息高精度、实时或准实时获取是海洋科学研究面临的首要科学问题。通过构建以无人自主水下航行器AUV为网络节点的水下移动传感器网络可以提高监测区域及其任务的灵活适应性。本项目以具有高动态运动特性的AUV作为水下网络节点,研究水声通信能力受限和任务约束条件下的大规模水下移动网络可靠组网机制。该机制首先通过分析弱水声通信对大规模水下移动网络任务与航迹规划影响,并基于受限的运动形态与任务特性,研究运动节点对网络多址接入机制和路由策略的影响。通过分别构建水下移动网络包含“时-空”二元变量的冲突状态图及网络动态连接图,设计高动态网络拓扑结构与动态任务场景下的AUV网络分级多址接入机制及间歇连通网络条件下的机会路由机制,在保障组网可靠性的前提下优化网络效用。项目将在水下移动网络算法研究与机制设计上获得理论进展并进行实验验证。

项目摘要

海洋环境信息高精度、实时或准实时获取是海洋科学研究面临的首要科学问题。通过构建以无人自主水下航行器AUV为网络节点的水下移动传感器网络可以提高监测区域及其任务的灵活适应性。本项目以具有高动态运动特性的AUV作为水下网络节点,研究水声通信能力受限和任务约束条件下的大规模水下移动网络可靠组网机制。该机制首先通过分析弱水声通信对大规模水下移动网络任务与航迹规划影响,并基于受限的运动形态与任务特性,研究运动节点对网络多址接入机制和路由策略的影响。通过分别构建水下移动网络包含“时-空”二元变量的冲突状态图及网络动态连接图,设计高动态网络拓扑结构与动态任务场景下的AUV网络分级多址接入机制及间歇连通网络条件下的机会路由机制,在保障组网可靠性的前提下优化网络效用。项目将在水下移动网络算法研究与机制设计上获得理论进展并进行实验验证。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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