AURP: Ein AUV-unterstütztes Unterwasser-Routing-Protokoll für Unterwasserakustiksensor-Netzwerke

Der Einsatz eines Multi-Hop-Unterwasserakustiksensornetzwerks (UASN) in einem großen Bereich bringt neue Herausforderungen für die zuverlässige Datenübertragung und die Überlebensfähigkeit des Netzwerks mit sich, aufgrund der begrenzten Unterwasserkommunikationsreichweite/-bandbreite und der begrenzten Energie der Unterwassersensorknoten. Um diesen Herausforderungen zu begegnen und die Ziele einer Maximierung des Datenübertragungsverhältnisses und einer Minimierung des Energieverbrauchs der Unterwassersensorknoten zu erreichen, schlägt dieses Papier ein neues Unterwasser-Routing-Schema vor, nämlich AURP (AUV-unterstütztes Unterwasser-Routing-Protokoll), das nicht nur heterogene akustische Kommunikationskanäle nutzt, sondern auch die kontrollierte Mobilität mehrerer autonomer Unterwasserfahrzeuge (AUVs). In AURP werden die gesamten Datenübertragungen minimiert, indem AUVs als Relaisknoten eingesetzt werden, die die erfassten Daten von Gateway-Knoten sammeln und dann an den Sink weiterleiten. Darüber hinaus ermöglicht die kontrollierte Mobilität der AUVs die Anwendung eines Kurzstrecken-Hochgeschwindigkeitsunterwasserkanals für die Übertragung großer Datenmengen. Soweit wir wissen, ist dies der erste Versuch, mehrere AUVs als Relaisknoten in einem Multi-Hop-UASN einzusetzen, um die Netzwerkleistung in Bezug auf das Datenübertragungsverhältnis und den Energieverbrauch zu verbessern. Simulationen, die mit einem realistischen Modell für Unterwasserakustikkommunikationskanäle kombiniert sind, werden durchgeführt, um die Leistung des vorgeschlagenen Schemas zu bewerten, und die Ergebnisse zeigen, dass ein hohes Übertragungsverhältnis und ein niedriger Energieverbrauch erreicht werden können.