水下通信和网络

---

在过去的二十年里,我们见证了越来越多的研究兴趣水下通信和网络为民用和科学,以及军事类型的应用程序。尽管大量的研究在这一领域,恶意传播介质的性质造成许多具有挑战性的问题,其中许多还有待解决。水声通信信道(UAC)特征在大多数情况下,可以作为双扩散通道。这意味着UAC展品延迟和多普勒扩散。时间延迟扩展导致色散和频率选择性衰落的影响。相比之下,时间色散扩张传播符号持续时间在检测之前,需要补偿。在这个特殊的问题,五原始技术贡献是解决问题,推进下一代水下通信技术的发展。

一个核心高数据率调制技术,发现其在现代水下现代设计方法是正交频分复用(OFDM)。OFDM是一种有效的方法来解决延迟扩展引起的符号间干扰(ISI)水声通信。然而,长循环前缀通常是必需的,因此系统的带宽效率降低。作者在“信息理论分析水声OFDM系统在高度分散的渠道“定量分析干扰之间的相互作用,即ISI和载波间干扰(ICI),和最大传输速率的OFDM系统。这是通过计算OFDM在双重扩散通道的能力但不依赖于常用的不相关的散射模型的假设。

的运动诱导time-selectivity UAC表现为扩张的频率或多普勒频移和信号。在多载波传输采用OFDM,邻副载波多普勒频移将介绍ICI。重采样得到的信号将去除效果,然而,离开剩余载波频率偏移需要补偿。作者在“补偿线性多尺度多普勒OFDM-based水声通信系统“调查性能的多尺度多普勒频移补偿在OFDM UAC。这是表明,提出的算法采用粗定时同步可以处理时变线性加速度在包由多个OFDM帧。在“性能比较水声OFDM多普勒规模的估算方法”,作者在OFDM系统的几种多普勒规模估算方法相比使用cyclic-prefixed序言。这是表明盲方法利用底层数据包结构在媒介工作很好高信噪比范围,虽然全部或部分可能需要的知识传播波形。

作者在“物理系统的水下定位和跟踪“解决水下无线传感器网络的定位问题使用一个OFDM-based物理层。在许多应用程序中,无论是民用或军用、感知数据的有意义的解释需要位置感知的传感器。介绍了水下定位方法基于单向消息广播从多个表面节点。建议的解决方案的性能评估使用模拟和测量结果的实验在一个游泳池和一个当地使用移动接收机湖。

路由的问题多次反射路径与时变链路质量被认为是在“位置感知的源路由协议水声网络的水下机器人”。作者目前的设计位置感知水下网络源路由(LASR)协议。LASR基于网络节点之间共享一个共同的时间参考。这些引用是利用管理多个访问,和及时发现网络拓扑变化。LASR松散启发到动态源路由(域)协议。对安全域,LASR雇佣了一个不同的路由度量(cf,预期数量的正确传输之前交付目的地的数据包)和放松源路由方法,通过让下游节点修改如果发生拓扑变化的路线。几种机制是用来提高多次反射通信的有效性:其中包括实施时间限制在隐式或显式承认,通过机会听到周边的控制和执行路由维护和数据流量。仿真结果显示了良好的性能LASR关于基线洪水协议和安全域,在几个环境和链路可靠性条件下。

我们希望这两个学术领域的研究人员和工程师水下通信和网络会找到有用的论文提出了特殊的问题,这些论文的贡献与研究的结果可以作为一个跳板来支持未来的研究在这个话题。

Charalampos c Tsimenidis
看门人尤里Zakharov
克利斯朵夫Laot
Konstantinos Pelekanakis
保罗Casari
安德烈k·莫洛佐夫

版权

版权©2012 Charalampos Tsimenidis et al。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。