[发明专利]一种提高水声传感器网络数据传输可靠性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水声传感器网络数据传输方法，属于计算机无线网络应用技术领域。

背景技术

水声传感器网络是以水声为通信介质，以海洋监测为目的、由各种水下传感器节点组成的无线传感器网络。和陆上传感器网络相比，水声传感器网络具有带宽小、传输错误率高、时延长和能耗大等独有特点，这些特点决定它的数据可靠传输方法的研究具有很大挑战性。一般而言，反馈或冗余是最常使用的数据传输可靠性技术^[1]。

据我们所知，目前关于水声传感器网络数据传输可靠性的研究^[2，3]比较少。文献[2]提出的ADELIN(ADaptive rELIable traNsport)是一个基于完全无反馈机制的水声传感器网络数据可靠传输方法。它根据节点间的距离选择BCH和(或)EC编码(k个数据包和s个校验包)的方法来保证数据的可靠传输。即，它定义两个距离参照线θ₁和θ₂(θ₁＜θ₂)。当节点距离小于θ₁时，ADELIN方法使用BCH码对数据包进行编码传输(算法1)。当节点间距离位于θ₁和θ₂之间时，ADELIN首先使用EC码对数据包进行编码，然后再用BCH码来对数据包进行编码(算法2)传输。当节点间距离超过θ₂时，它先使用EC来编码数据包，然后再使用BCH码来编码数据包和校验包来进行数据编码传输(算法3)。

在合作的场景中(如图2所示)，利用水声通信的广播特性，ADELIN通过冗余传输节点转发数据包的方式来增加数据传输的可靠性。在图2中，节点S和D是数据传输路径上的两个传输节点，R为冗余传输节点。当节点S要向节点D发送数据包时，节点S向外广播数据包，节点D和R接到数据包，节点R向节点D转发接到的数据包。通过节点R转发数据包的方式，ADELIN增加了数据传输的可靠性。但是，节点R的数据转发增加了节点的能量消耗、信道占用和数据传输延时，极大地降低了性能。因此，在我们已有的Pool节点技术^[4]的研究基础上，我们提出了基于IPool(Improved Pool)节点的IPool-ADELIN方法来改进的ADELIN。

与本发明相关的文献包括：

[1]C.Wan，A.T.Campbell，and L.Krishnamurthy.Psfq：a reliable transport protocol forwireless sensor networks[C].WSNA’02，Atlanta，Georgia，USA：ACM，2002，1-11；

[2]Bin Liu，Florent Garcin，Fengyuan Ren，and Chuang Lin.A Study of Forward ErrorCorrection Schemes for Reliable Transport in Underwater Sensor Networks[C].SECON’08，San Francisco，California，USA：IEEE，2008，197-205；

[3]H.-P.Tan，W.K.G.Seah，and L.Doyle.A multi-hop arq protocol for underwater acousticnetworks[C].OCEANS’07，Aberdeen，Scotland：IEEE，2007，1-6；

[4]Shaobin Cai，Nianmin Yao，and Nianbin Wang.Multipath Passive Data AcknowledgementOn-Demand Multicast Protocol[J].Computer Communications，2007，29(11)：2074-2083；

[5]Y.Zhou，and M.R.Lyu.Port：A price-oriented reliable transport protocol for wirelesssensor networks[C].ISSRE’05，Chicago，Inions，USA：IEEE，2005，117-126。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在不影响数据传输可靠性的前提下能降低数据传输的能量消耗的提高水声传感器网络数据传输可靠性的方法。

本发明的目的是这样实现的：