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1、水下无线传感网络路由协议摘要目前,水下无线传感器网络(UWSNs)已成为一个有前途的各种水下应用的网络技术。一种能量高效的路由协议在数据传输和实际应用方面起着至关重要的作用。然而,由于UWSNs的具体特征,如动态结构、窄带宽、能源消耗迅速,和高延迟,很难构建UWSNs路由协议。在本文中,我们专注于测量UWSNs现有的路由协议。首先,我们将现有的路由协议分为两类基于决策者。然后现有的路由协议的性能被详细的比较。此外,未来路由协议的研究问题在UWSNs中将被仔细分析。简介在过去的几年中,UWSNs的研究数量迅速增
2、长，由于在许多水下场景中其广泛的应用,例如海洋气候观测、污染跟踪,辅助导航、战术水下监测、防灾等。几乎所有的应用程序需要水下传感器节点能够有效地提供准确的感知数据。然而,由于复杂的水下环境,如何快速、有效地收集到的数据传输到汇聚节点在海洋表面是一个非常具有挑战性的研究问题。实际上,有许多路由协议,提出了陆地无线传感器网络(TWSNs)。然而,这些不适合UWSNs,主要是因为UWSNs的具体特点,如动态结构、窄带宽、快速能源消耗和高速传播。通常，UWSNs的传感节点是随着洋流移动和自由浮动的，因此，已存在的路由
3、需要定期的更新和维护，这显然介绍高能源消耗。然而,它通常是已知的所有传感器节点能量有限,因此它是为UWSNs建造节能路由协议的挑战。在UWSNs路由协议中,决策者的路线可以分为两类:发送方和接收方。在基于发送者的路由协议中,发送节点选择下一跳节点本身,而在基于接收者的路由协议中,选择下一跳节点的邻居节点为发送者。相对基于发送者的路由协议比基于接收者的路由协议更节能,减少通信开销是必需的。因此,在本文中,路由协议是基于两类调查,基于发送者和基于接收者,如图1所示本文的其余部分组织如下:协议的施工和设计详细介绍。
4、这些协议的性能比较的在关于能源效率、传输延迟、网络吞吐量方面。最后,在最后一部分是开放的问题,结论。存在的水下路由协议基于接收者的路由协议在本节中,我们将协议分为三个类别:•能源路由[1,2]。•地理信息路由[3-5]。•混合路由协议[6]。每一个路由协议都将被仔细分析。能源为基础的路由:[1],一个能量优化路径不知道分层路由协议(E-PULRP)提出了UWSNs,假定一个水槽节点在网络的中心。E-PULRP由两个阶段组成:一个分层阶段和交流阶段。在分层阶段,构造分层架构基于不同的传感器节点能量水平。一层内传
5、感器节点有相同的跳数到水槽节点。在交流阶段,中继节点的选择基于他们到水槽节点的距离。传感器节点靠近水槽和最大限度地远离源更有可能被选为一个转发节点。为了延长网络的生命周期,没被选择的传感器节点可以休眠来节约他们的能量。此外,分层网络结构可以平衡整个网络的能耗。然而,传感器节点的流动并不考虑E-PULRP,因此不适合现实UWSNs”应用。在[2]中一个名为QELAR的节能和lifetime-aware路由协议提出了基于强化学习技术。QELAR采用q学习算法提供数据包以最大的程度,即最低成本。q学习算法,一个行为
6、价值函数(核反应能量),使期望的奖励,可以通过一个操作获得在一个给定的状态,采用计算反馈函数的时候。基于反馈功能,传感器节点可以选择足够的数据包传递。应用q学习技术在QELAR传感器节点之间的路由协议可以平衡工作负载,减少网络开销,延长网络生命周期。此外,移动 QELAR特别适合UWSNs。然而,每个传感器节点需要核反应能量计算,记录大量的信息为介绍传感器存储控件的高需求q值计算。地理信息路由:为了处理节点移动性的问题,基于(H2-DAB)路由协议的点对点动态寻址被提出了在[3]中,其中每个传感器节点分配的可
7、路由地址由两部分组成:节点ID和跳ID。基于可路由地址、H2-DAB路由协议是可用的甚至一些传感器节点随着洋流运动离开网络,因为每个传感器节点可以动态地获取其地址,不参与任何静态配置。此外,H2-DAB是光和能量高效的路由协议,因为它不需要任何位置信息或维持复杂的路由表。然而,如何更新及时的可路由地址,直接影响信息的有效传播,这是一个紧迫的问题,需要进一步的调查研究。在[4]中，基于深度的路由(DBR)协议提出了UWSNs。在DBR,每个传感器节点使自己的决定数据包转发基于其深度和之前的发送方的深度。如图2所
8、示,节点S是一个发送者,以及所有的邻居节点,如n1、n2和n3,将将会收到它的包。然而,只有n1和n2选为候选转发节点因为它们接近水面上的汇聚节点。此外,节点n1优先转发数据包相比节点n2。节点n2的转发被阻止如果接收到来自n1的数据包在自己的计划发送数据包之前。DBR可以动态高效的处理网络信息而没有要求全面的传感器节点的位置信息。但是,如果网络中有很多的邻居节点,很有可能多个节点发出了相同的包并且
