AUV 지원 수중 음향 센서 네트워크에서 라우팅 공백 예측 및 복구

수중 음향 센서 네트워크는 다양한 응용 프로그램으로 인해 많은 관심을 받고 있습니다. 그러나 라우팅 공백은 네트워크 연결성과 패킷 전달 비율 측면에서 UASN의 성능 저하를 초래합니다. 본 논문에서는 AUV가 라우팅 공백 발생을 예측할 때 센서 노드를 운반하여 공백을 복구하는 라우팅 공백 예측 및 복구(RVPR) 알고리즘을 제안합니다. 먼저, 공백 지역의 연결성을 극대화하고 AUV의 이동 거리를 최소화하여 입자 군집 최적화 알고리즘을 기반으로 복구 위치를 계산합니다. 그런 다음, AUV가 공백이 이미 형성되기 전에 복구 작업에 도착하도록 보장하기 위해 마르코프 체인 모델을 기반으로 한 라우팅 공백 예측이 제안됩니다. 다음으로, AUV가 가장 중요하고 긴급한 복구 작업을 선택할 수 있도록 작업 선택 규칙을 설계합니다. 마지막으로, RVPR은 노드와 AUV 간의 에너지 효율적인 상호 작용 메커니즘을 적용하여 알고리즘의 신뢰할 수 있는 작동을 보장합니다. 시뮬레이션에서는 RVPR 알고리즘이 여러 가지 다른 유형의 라우팅 프로토콜(HHVBF, QELAR, EAVARP)에 적용됩니다. 시뮬레이션 결과는 RVPR 알고리즘이 패킷 전달 비율 및 링크 연결 측면에서 프로토콜 성능을 향상시켰음을 보여줍니다. 특히, 네트워크에 100개의 노드가 배치될 때 RVPR을 적용한 HHVBF, EAVAPR 및 QELAR의 패킷 전달 비율이 각각 29.4%, 79% 및 65% 증가했습니다.