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本科毕业设计外文资料翻译 院（系）： 专 　　业： 电子信息工程 姓 名： 学 号： 外文出处： Underwater Acoustic Networks 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 完成日期： 2007 　 年　3　月　20　日  水声网络 摘要：声卡技术使得高速率的可靠通信成为可能，随着该技术的发展，目前的研究集中在同一网络环境的不同远程设备之间的通信上。 水声网络基本上由通过声波联系的海底传感器，自制的水下媒介，和一个表面基站组成，该水面站提供和岸上控制中心的联系。许多应用要求长期监控变化的海洋，但是由电池供电的网络节点限制了水声网络的使用寿命。 另外，浅海声道特性，如宽带可用性低，通道变化大，传播延迟大等，限制了水声网络的作用。在这样的环境下，设计一个既可以最大限度的提高可靠性和利用率（throughout），并最大限度降低功耗的水声网络变成了一项困难的任务。 本文的目的就是全面研究现有网络技术，以及它对水声信道的应用。另外，我们举了一个浅海水声网络的例子，并列出了一些未来研究的方向。 索引——声波网络，遥感勘测，水下通信。 1简介 要利用水下通信就需对选定海域长期监测，而对海底和海域监测的传统方法是部署海洋传感器，记录数据，复位仪器设备。这种方法在回收纪录的信息时，需建立长长的管道（laps）.而且，如果在复位前出现一个失误就会丢失所有的数据。解决应用问题（如从热的管道网中采集数据，近海岸采矿和钻孔等）的理想方法是在处于同一网络结构中的水下设备和控制中心之间建立实时通信。 构建基本的水声网络需要在不同的设备，如水下自治媒介和传感器，之间建立双向声波联系，那这个网络就可以和水面站建立联系，而这个水面站又可以通过RFLink和骨干网如因特网建立联系。这样的构造建立了一个相互作用相互影响的环境，在这样的环境下，科学家们可以从多路远程水下设备里提取实时数据对获得的数据进行估测之后，即可向单独的设备发送控制信息，而网络也就可以适应变化的境况。因为可用数据已发往控制站，故在错误发生前，数据不会丢失。 水下网络还可以被用来增大自治水下媒介（AUV）的作用范围。AUV的可行的无线通信范围受到单个调制解调器的声波作用范围的限制，该调制解调器的作用范围是从10kmdao 90km.将控制和数据信息上传到覆盖范围较大的网络上，AUV的作用范围将大幅扩大，但是，由于节点的存在，传播延时的影响必须考虑。 浅海声信道和无线电信道相比，在很多方面都有所不同，水声信道的可用带宽受限并决定于频率和传播距离，在这种受限的带宽下，和无线电信道相比，声信号容易受到时变multipath的影响，因此可能导致严重的码间干扰（ISI）和大的Doppler变化和传播。这些性质均限制了可靠通信的范围和带宽。 水声信道的传播速度远低于无线电信道，如果速度问题没有考虑到，长时间的延时将会大幅的减少系统的利用率（Throughput）。而且，由于海底设备是电池供电，所以对水下网络来说，能源的高效性是一个很好的特性，故设计网络协议时应对这几点予以重视。 本文分为两部分，第一部分是对网络设计原则的总揽，我们研究复合通道、介质通道、反馈重传法和通信网络的路由方法。做这几方面的研究是为了赶上水声网络的发展，对这几方面的研究的总括也包含在这一部分。第二部分是一个浅海网络的设计举例。 功耗对电池供电的水下调制解调器来说是个很大的限制，而网络拓扑结构一定要保证最小功耗，基于多路冲突避免（MACA)协议的介质访问方法提上议程，Opnet模拟也已开展。 网络性能就延时和利用率分析两方面来评价。最后第四部分总结了结论并给出了本领域未来研究方向的提纲。 II 网络设计原则 信息网的设计一般是以多层结构的形式开展的，该分层结构的前三层分别是物理层、数据链路层和网络层。物理层负责将逻辑信息（位0和1）转变为在通信信道中传书的信号，在接收端，物理层负责监测出被噪声和其他信道干扰而失真的信号，并把它还原为逻辑位信息。逻辑位经常被分组成为数据包，而数据包就可以在数据链路层传书，该层有两个主要作用：给数据加包头和纠错控制。要设计一个数据包需加包头，该数据包包含信息序列，同步序列，信源和信宿地址，还有其他控制信息。在数据链路层，纠错控制通常是通过循环冗余校验（CRC）实现的。冗余位由数据包中的逻辑位和数据包的附加位组成。在接收方，