一项调查水下认知声学设计的网络

文摘

开发一个水下环保认知声学网络(番干预)和高频谱利用率。大量的水下传感器网络安装启用申请海洋数据收集、污染和腐蚀监测、海上勘探、灾难预防、辅助导航和战术监视应用程序。对于可行的应用程序,需要使水下通信中水下设备。无线通信的最新发展导致频谱短缺问题在海洋中。认知声(CA)的使能技术支持动态频谱接入技术在无线通信。CA提供了解决频谱稀缺问题,在许多国家遇到。在海洋,自然音响系统和人工音响系统使用声学信号进行通信。高效利用频谱而不干扰其他声学系统、智能胡安应该被设计成具有意识到周围的环境和能力重新配置他们的频带等操作参数,调制方案和传输功率。

关键字

环保;水下认知声学网络(番干预);频谱稀缺;频谱利用率

介绍

在无线通信系统中,正确的访问范围通常是由频率、传输功率、频谱所有者(即。许可),类型的使用和许可的持续时间。通常,一个许可证

分配给一个许可,本授权频谱的使用必须符合规范的许可证。在老谱许可计划,许可的类型不能改变使用其他许可或转让权利。此外,无线电频谱许可对于较大的地区,通常在较大的块。所有这些因素在当前模型频谱分配和转让限制使用,导致频谱利用率低。因为现有的和新的无线应用程序和服务要求更多的传输容量和数据传输因此,无线电频谱的利用率需要改善^(1]。提高效率和无线电频谱的利用率,上述限制应该修改修改频谱授权方案和采用动态频谱管理模型。基本的想法是使频谱访问更灵活,允许未经授权的用户访问无线频谱在一定条件下和限制。因为传统的无线系统设计运行在一个专用频段,他们无法利用改进的灵活性提供了这个频谱授权方案。因此,认知无线电(CR)出现的概念,它的主要目标是提供适应性通过动态频谱接入无线传输(DSA)。

文献综述

研究的主要目标是开发一个水下环保认知声学网络(番干预)和高频谱利用率。几个生态和进化过程之间的显著区别海洋和陆地生态系统之间存在根本差异的影响在他们的物理环境(即。空气和水的相对发病率)和当代的人类的影响模式。

在过去的十年中,水声网络(胡安)吸引了重大利益由于广泛的应用程序包括水下环境监控、分布式战术监视、辅助导航、灾难预防、海底探险,我调查离岸结构健康监测(SHM)、目标跟踪和海洋学数据收集。

然而,在海洋水声环境是复杂的,可能存在多个声学系统在同一地区用声音交流,回声定位,传感和检测。

频谱是一种稀缺资源高度共享的水声系统。由于频率相关衰减时,可用的通信频率在水中是极其有限的,通常从几十赫兹到几百赫兹。大多数人工音响系统和自然声学系统利用频带从1千赫到100 kHz,使声通道拥挤。然而,这种宝贵的资源仍未得到充分利用。为了使用频谱更高效的智能胡安应该清醒的周边环境和动态重新配置他们的频带等操作参数,调制方案和传动功率。

通过感应周围的频谱使用情况,用户在水下认知声学网络(番干预)能够智能地检测频谱的任何部分是否被占,和改变他们的频率,甚至其他操作参数暂时使用空闲频率而不干扰其他网络。

通过开发传感能力和可配置性,CA用户可以捕获和跟踪实时频谱变化的海洋。

在水下通信的挑战包括水下通信频带宽度有限,受制于这个硬件限制,长的导言和传动功率适应和动态信道分配可能不会跟随环境的变化导致意想不到的干扰。

本文的主要贡献包括三个部分首先,我们研究在海洋声学系统的频谱使用情况;其次,我们讨论了水下信道的特点和音响系统。最后,我们分析在多番干预设计面临的重大挑战和提倡一些简单的解决方案。本文的其余部分组织如下。

在第三部分中,我们探讨声频谱使用在海洋,这有助于CA用户意识到潜在的渠道竞争对手。频谱感知技术的问题和挑战是在第四部分讨论。讨论了未充分使用频段节诉频谱管理框架部分VI。讨论了频谱决策和分享第七和第八章讨论。在水声网络的设计挑战(番干预)第九章讨论。最后,X部分本文进行总结。

海洋和陆地之间的区别

前检查,跨域协作可以最富有成果的,值得考虑为什么它没有更常见。总结了物理空气和水之间的差异,及其后果对于生物生活在不同的环境,导致索赔的“基本”海洋和陆地生态系统之间的区别。当然,生物和非生物力量的原料可以是截然不同的两个领域。海洋是非常不同的在检查前跨域协作可以最富有成果,值得考虑为什么它没有更常见。总结了物理空气和水之间的差异,及其后果对于生物生活在不同的环境,导致索赔的“基本”海洋和陆地生态系统之间的区别。当然,生物和非生物力量的原料可以是截然不同的两个领域。海洋是非常多样化的高类群(大多数动物类群海军成员,许多只如此,然而了解多样性更高的土地上已有大约1亿年,今天的海洋物种只占大约15%的所有物种描述和预测全球物种数量的25%。然而,目前尚不清楚这些鲜明的多样性的差异反映了不同生态过程,或他们是否附带的结果而不是很少机会进化事件。

因为许多物种利用海洋生态系统产生深远的影响在他们所居住的社区,这些都是相互包容的目标。为了清楚起见,我们提高的比较及其影响是表1中总结。严格的异同的分析海洋和陆地生态系统显然是超出了本文的范围。我们的意图是介绍一些断言的感知和很大程度上支持差异的文献,提供参考指导读者对这些证据

基于断言,更关注他们的影响保留设计和应用。当然,有许多例外情况几乎任何比较(例如,数量的相对“开放”和社区)在这样一个巨大的各种各样的生物和环境环绕的沿海陆地和海洋生态系统^(2]。

表1。关键的陆地和海洋生态系统之间的差异。

陆地和水下传感器网络的主要区别如下:

• 成本:虽然地面传感器节点将会变得越来越便宜,水下传感器是昂贵的设备。特别是由于更复杂的水下收发器和硬件保护需要极端的水下环境中。
• 部署:当陆地传感器网络密集部署,在水下,部署被认为是稀疏的,由于成本和部署本身相关的挑战。
• 力量:水下声学通信所需的权力高于地面无线电通讯是由于更高的距离和更复杂的信号处理在接收器来补偿信道的障碍。
• 记忆:虽然地面传感器节点存储容量非常有限,水下传感器可能需要做一些数据缓存作为水下通道可能是间歇性的。
• 空间相关性:尽管地面传感器的读数往往是相关的,这是更可能发生在水下网络由于更高的传感器之间的距离。

频谱使用在海洋

由无线服务消费者日益增长的兴趣,对无线电频谱的需求急剧增加。此外,随着新的无线设备和应用程序的出现,以及引人注目的宽带无线接入的需要,这一趋势预计将继续在未来几年。传统的频谱管理方法非常不灵活,每个运营商授予独家许可经营在一定频带。然而,大多数有用的无线电频谱已分配,变得非常难找到空乐队部署新服务或提高现有的。另一方面,正如在最近的测量,授权频谱很少利用不断跨越时间和空间。

30 MHz频段的频谱利用率之间和3 GHz平均在六个不同的位置。授权频谱的利用率相对较低,表明频谱稀缺,感知到的今天,很大程度上是由于低效的固定频率分配而不是任何物理频谱短缺。这个观察促使监管机构调查一个截然不同的访问模式,二级(无证)系统可以伺机利用未使用的主要乐队(授权),通常被称为白色空间。特别是,美国联邦通信委员会(FCC)已经表达了兴趣允许未经授权的进入电视空白带。

在频谱感知问题和挑战

噪音等不确定性的来源渠道不确定性,不确定性,感应干扰限制等问题需要解决,而解决认知无线电频谱感知网络。详细讨论这些问题。

信道的不确定性:在无线通信网络中,不确定性在接收信号强度出现由于信道衰落和阴影可能错误地解释,主系统所在的二级用户的干扰范围作为主要的信号可能会经历深衰落或被严重遮蔽的障碍。因此,认知无线电必须更敏感区分褪色或跟踪主信号和一个白色的空间。任何原始信号的接收功率的不确定性转化为更高的检测灵敏度的要求^(3]。

在严重的衰落,一个认知无线电依靠当地传感可能无法实现这更加敏感,因为所需的感应时间可能超过传感。这个问题可能是由一组认知无线电(合作遥感),分享他们的本地测量和集体决定的占用状态许可乐队。

检测灵敏度可以定义为最低信噪比的主要信号可以准确(如概率为0.99)检测到的认知无线电,其中N是噪音,Pp是传输功率的主要用户,D是二级用户的干扰范围,和R之间的最大距离主发射机及其对应的接收机。上述方程表明,为了计算所需的检测灵敏度,噪声功率是已知的,不可用在实践中,需要估计的接收器。然而噪声功率估计受限于校准误差以及温度变化引起的热噪声的变化。自认知无线电可能不满足灵敏度要求由于低估了应该用最坏的情况下计算噪声的假设,从而需要一个更加敏感的探测器。

总干扰的不确定性

在未来,由于二次系统的广泛部署,将会有增加多个认知无线电网络操作的可能性在同一许可乐队。因此,频谱感知将受到不确定性的影响总干扰(例如由于未知数量的二次系统及其位置)。然而,主系统的干扰范围的一个辅助系统,总干扰可能导致错误的检测。这种不确定性将创建一个需要更敏感的探测器,辅助系统可能有害干扰主系统干扰范围之外,因此它应该能够检测到它们。

感应干扰限制

频谱感知的主要目的是检测频谱状态即是否闲置或占领,所以它可以被一个未经授权的用户访问。挑战在于授权的干涉测量接收机造成的频谱感知的主要目的是检测频谱状态即是否闲置或占领,所以它可以被一个未经授权的用户访问。挑战在于授权的干涉测量接收机由于从未经授权的用户。第一,一个未经授权的用户可能不知道确切的位置计算所需的许可接收机是干扰造成由于其传播。第二,如果一个有执照的接收器是一个被动的设备,发射器可能不会意识到接收器。所以这些因素需要注意在计算感应干扰限制。

频谱感知技术的详细分类。它们大致分为三个主要类型,发射机检测或非合作传感、合作遥感和遥感为基础的干扰。发射机检测技术是进一步分为能量检测、匹配滤波器检测和周期平稳特性检测一些最常见的认知无线电频谱感知技术是:

• 基于能量检测器的方法也被称为辐射测量或周期图,是最常见的光谱传感方式由于其低
• 计算和实现的复杂性。更通用的方法作为接收器不需要任何知识在主用户的信号。检测到的信号通过比较与阈值能量检测器的输出取决于噪声地板上。

匹配滤波被称为最优方法检测主用户传输信号是已知的。匹配滤波的主要优势是短时间达到一定假警报的可能性或概率的检测与其他方法相比,小姐。匹配滤波要求认知无线电接收解调信号。因此,它需要完美的知识的主用户信号特性,比如带宽、工作频率、调制类型和顺序,脉冲整形,和帧格式^(4]。

比较特征检测是检测主用户传输的方法利用接收到的信号的特性进行比较。周期平稳特性引起的周期性的信号或统计均值和自相关等也可以是故意诱导协助频谱感知。

高灵敏度要求认知用户可以缓解如果多个CR用户配合传感通道。当前使用的各种拓扑和大致分类为三个制度根据他们的合作水平。

分散的不协调的技术:认知用户网络中没有任何形式的合作,这意味着每个CR用户将独立检测通道,如果一个CR用户检测到主用户将腾出通道没有通知其他用户。不协调的技巧与协调技术相比的。因此,CR用户体验糟糕的通道实现检测通道错误造成的干扰主要接收器。

集中协调技术:在这样的网络,基础设施部署假定CR用户。一个CR检测主发射机或接收机的存在,告诉一个CR控制器可以连接固定设备或另一个CR用户。CR控制器通知所有的CR用户范围的广播控制消息。集中式方案可以进一步分类根据他们的合作:部分合作只在传感网络节点合作的渠道。CR用户独立检测通道和通知CR控制器然后通知所有CR用户;和完全合作计划节点合作在传达彼此的合作除了传感通道的信息。

分散协调技术:这种类型的协调意味着建立一个认知无线电网络没有一个控制器的需要。各种算法已经提出了分散技术其中闲聊算法或集群方案,认知用户收集集群,汽车自己协调。合作频谱感知的提高需要一个控制通道,可以实现为一个专门的频率通道或衬底超宽频通道。

合作的好处:认知用户无私地感觉通道合作有许多好处其中暴跌灵敏度要求通道障碍多路径衰落,阴影和建筑渗透损失,实施高灵敏度要求本质上受限于成本和电力需求。采用节点之间的合作可以大大降低灵敏度要求-25 dBm,也减少灵敏度阈值可以通过使用这个方案;敏捷性改进:所有合作网络的拓扑结构相比,减少检测时间不协调的网络。

合作的缺点:CR用户需要定期执行传感感知信息过时很快由于流动性等因素,渠道障碍等。这大大增加了数据的开销;大感官数据:由于认知无线电可以使用任何光谱洞,它将不得不扫描范围广泛的光谱,从而导致大量的数据,被低效的数据吞吐量,延迟敏感需求和能源消耗。尽管合作遥感数据带来了很多挑战,也可能是不引起太多的开销,因为只有进行近似传感信息是必需的,不再需要复杂的接收机信号处理方案,减少了数据加载。同时,尽管宽通道扫描,一次只改变的一部分只需要更新更改的信息,而不是整个扫描光谱的所有细节。

基于干扰的检测:在本节中,我们提出基于干涉检测,CR用户将在光谱衬底(超宽频)的方法。

主接收机检测

一般来说,主要接收器发出本地振荡器(LO)泄漏功率的射频前端,同时接收数据从主发射机。它被建议作为一种方法来检测主用户安装一个低成本的传感器节点接近主用户接收机以检测本地振荡器功率泄漏发出的射频前端的主用户接收机的CR系统用户的通信范围之内。然后本地传感器报告CR用户感知信息,这样他们就可以确定频谱占用状态。我们注意,这个方法也可以用来确定频谱机会操作CR用户频谱叠加。

干扰温度管理

与主接收机检测、干扰温度管理背后的基本思想是建立一个给定频带干扰上限为在特定地理位置的CR用户不允许导致有害干扰在使用特定地区特定的乐队。通常,CR用户发射机控制他们的干扰通过调节传动功率(乐队的排放)根据他们的位置对主用户。

这种方法基本上集中在测量接收机的干扰。该方法的工作原理就像一个超宽频技术允许CR用户共存,与主用户传输同时使用低发射功率限制的干扰温度水平,以免造成有害干扰主用户。

海洋中尚未得到充分利用的频谱

虽然水声光谱高度共享的各种声学系统在海洋中,它实际上是在时间和空间两个层面都没有得到充分利用。

时间频谱利用率:感兴趣区域的海洋,某些频段可能只能暂时使用但空置的大部分时间。我们称这些频率,暂时未被充分利用的音谱。时间未充分利用的音谱可能造成的流动性和低工作周期的音响系统。

流动性:频率被海洋哺乳动物时,声波在船上或水下,这些频率的使用在目标地区可能既不长也不断,他们将与移动的运动系统发布。在海洋,如果我们分配任何独家频率(频率只能使用特定用户在特定地区)移动系统,光谱可能暂时没有得到充分利用。

低工作周期:一般来说,无论是天然的还是人工音响系统将保持活跃。频谱时将空用户闲置造成颞频谱未充分利用。低占空比的本质是自然和人造系统,因为没有一个可以保持活跃。在应用,如环境监测、近海结构缺陷检测和数据收集,用户只需要定期醒来,暂停休息的时间节省能源。同时,人工声用户的活动受制于有限的电源在海洋^(5]。

空间频谱利用率

在海洋中,声波的频率可能会充分利用在一些拥挤的地区,但其他地区的空置。我们称这些频率空间充分利用声波频谱。非线性声传播和定向通信声学系统导致空间充分利用声波频谱。

非线性声传播:与无线电信号传播直接在空气中,实际在水中声波信号的传播路径建模为曲线,特别是在远程通信/ 2公里。这个非线性传播特性源于这一事实声音速度不是常数,而是随水压力、盐度和温度。声信号总是弯曲向介质以慢声音的速度根据Snell-Descartes的法则。

定向交流:在传统水下介质访问控制(MAC)协议设计,我们通常假设全向传输和招待会。这种假设,传播范围和干扰区域的用户可以建模为圆。然而,声波的传输和接收系统,如海洋哺乳动物和声纳、高度定向在现实世界中。

CR网络实施独特的挑战由于他们共存与主要网络以及多样化的QoS要求。因此,新的CR网络频谱管理功能需要使用以下关键设计挑战:

• 避免干扰:CR网络应该避免干扰的主要网络。
• QoS意识:决定一个合适的谱带,CR网络应该支持QoS-aware沟通,考虑到动态光谱和异构环境。
• 无缝交流:CR网络应提供无缝沟通无论外观的主要用户。

CR网络通信的频谱管理框架。很明显从大量的交互频谱管理功能需要一个跨层设计方法。在下面几个部分中,我们讨论了四个主要频谱管理功能。

CR网络需要的能力决定哪些是最好的谱带中可用的乐队根据QoS需求的应用程序。这个概念被称为光谱决定,构成了一个相当重要但还未开发的主题在CR网络。频谱决策密切相关的信道特点和操作的主要用户。此外,频谱决策是影响网络中其他CR用户的活动。频谱决策通常包括两个步骤:首先,每个谱带特征,基于不仅本地观测CR用户也主要网络的统计信息。然后,基于这一特征,可以选择最合适的谱带。在下面我们研究信道特性,决策过程和研究挑战CR网络。

因为可用的频谱孔显示不同的特征,随着时间的推移,每个光谱洞应该考虑时变无线环境和光谱特征参数,如工作频率和带宽。因此,有必要定义参数,可以代表一个特定的光谱带如下:

• 干扰:从主接收机的干扰量,允许一个CR用户可以导出,用于信道容量的估算。
• 路径损耗:路径损耗的距离和频率密切相关。随着工作频率的增加,路径损耗增加,从而导致减少传输范围。如果增加传动功率补偿路径损耗的增加,干扰其他用户可能会增加。
• 无线连接错误:根据调制方案和光谱的干扰水平乐队,信道的误码率的变化。
• 链路层延迟:应对不同的路径损耗,无线连接错误,和干扰,不同类型的链路层协议在不同光谱波段是必需的。这将导致不同的链路层延迟。需要确定把所有的谱带特征参数前面描述的准确的频谱的决定。然而,一个完整的分析和建模光谱的CR网络尚未开发。

可用的谱带特征后,应该选择最合适的谱带,考虑的QoS(服务质量)需求和频谱特征。因此,传输的传输方式和带宽可以重新配置。描述CR网络的动态特性,提出了一种新的衡量标准主用户活动,这被定义为主要用户的概率出现在CR用户传输。因为没有保证谱带可以在整个CR用户沟通,重要的是要考虑主用户频谱上出现频率乐队。然而,由于基本网络操作,CR用户无法获得可靠的通信通道很长一段时间。此外,CR用户可能无法发现任何单一的谱带,以满足用户的需求。因此,可以同时用于多个非连续谱带在CR网络传播。

这种方法可以创建一个信号,不仅能够高数据吞吐量,但也不受干扰和主用户活动。即使频谱切换发生在当前的频谱乐队之一,其余的谱带将维持当前的传输。

在频谱决策函数的发展,仍未解决的几个挑战:

• 决策模型:频谱容量估计使用信噪比(信噪比)是不足以描述CR网络的谱带。另外,应用程序需要不同的QoS需求。因此,设计的应用程序——和spectrum-adaptive频谱决策模型仍然是一个开放的问题。
• 合作与重新配置:CR技术使传输参数重新配置的优化运行一定的谱带。
• 光谱决定异构光谱波段:目前,某些频段分配给不同的目的,而一些乐队仍无证。因此,CR网络应该支持频谱决策操作许可和授权。

共享无线信道的性质需要传输尝试CR用户之间的协调。在这方面,频谱共享应该包括一个MAC协议的功能。此外,CRs的独特的特点,如CR用户与授权用户的共存和广泛的可用频谱,招致大大不同的挑战在CR频谱共享网络。现有的频谱共享工作旨在解决这些挑战,可分为四个方面:建筑、频谱分配行为,频谱访问技术和范围。

第一个分类是基于体系结构,可以集中或分布:

• 集中式频谱共享:频谱分配和访问程序由一个中心控制实体。此外,可以使用一个分布式传感过程,这样测量的频谱分配转发中央实体,和频谱分配地图。此外,中央实体可以租赁频谱用户在一个有限地理区域为一个特定的时间。除了竞争,争夺用户也可以被认为是通过中央频谱政策服务器。
• 分布式频谱共享:频谱分配和访问是基于本地(或全局)政策执行的每个节点分配地。分布式解决方案还使用不同网络这样一个基站(BS)与它的竞争干扰BSs根据用户的QoS要求分配频谱的一部分。最近工作比较集中和分布式解决方案表明,分布式的解决方案通常密切关注集中的解决方案,但代价节点之间的消息交换。第二个分类是基于分配行为,频谱访问可以合作或非合作。
• 合作频谱共享:合作(合作)解决方案利用干涉测量,这样每个节点通信的影响在其他节点上的一个节点。一个常见的技术用于这些计划是在本地形成集群分享干扰信息。这个本地化操作提供了一个有效的完全集中式和分布式方案之间的平衡。
• 非合作频谱共享:只有一个节点被认为是在非合作(或者,这个自私)解决方案。因为干涉其他CR节点并不认为,非合作的解决方案可能会导致频谱利用率降低。然而,这些解决方案不需要频繁的邻居之间的消息交换合作解决方案。合作的方法通常比非合作的方法,以及密切近似全局最优。此外,合作技术导致一定程度的公平,以及提高吞吐量。另一方面,非合作方法的性能下降通常抵消显著较低的信息交换,因此,能源消耗。CR第三分级频谱共享网络是基于访问技术:
• 叠加频谱共享:节点访问网络使用的频谱部分尚未被授权用户使用。这使干扰减小到最小主网络。
• 衬底频谱共享:扩频技术是利用这样一个CR节点的传播被认为是噪声由授权用户。衬底技术可以利用高带宽成本略有增加的复杂性。考虑权衡,混合动力技术可以被认为是CR的频谱接入技术网络。
• 最后,频谱共享技术一般集中在两种类型的解决方案:频谱共享在一个CR网络(intranetwork频谱共享)和在多个共存CR网络(互联网络频谱共享),解释在以下:
• Intranetwork频谱共享:这些解决方案关注实体之间的频谱分配一个CR网络,如图6所示。因此,CR网络的用户试图访问可用的频谱不造成干扰的主要用户。Intranetwork频谱共享带来了独特的挑战,先前没有被认为是在无线通信系统中。
• 互联网络频谱共享:CR架构允许将多个系统部署在重叠的位置和光谱。到目前为止,互联网络频谱共享解决方案提供更广泛的频谱共享的概念,包括某些运营商的政策。

水声传感器网络

在本节中,我们描述了设计水声传感器网络的挑战。特别是,我们列出陆地和水下传感器网络的主要差异,我们详细的关键设计问题和部署挑战水下传感器、和我们给动机跨层设计方法来提高网络效率的至关重要的水下环境。

典型的水下传感器的内部结构。它由一个主控制器/ CPU与海洋仪器或界面上的传感器通过传感器接口电路。控制器接收来自传感器和数据可以存储它的板载内存,处理它,并将其发送到其他网络设备通过控制声学调制解调器。

电子通常安装在一个框架由PVC保护住房。有时所有传感器组件受到海底仪器的保护框架,旨在允许方位全向声学通信、和保护传感器和调制解调器的潜在影响拖网捕鱼设备,特别是在地区进行捕鱼活动。,保护框架设计,转移影响拖网捕鱼装置,由住房低调锥体框架下所有组件。水下传感器包括传感器来测量水的质量和研究其特点,如温度、密度、盐度(干涉和refractometric传感器)、酸度、化学品、电导率、pH值(磁弹性传感器)、氧气(Clark-type电极)、氢、甲烷气体溶解和浊度。一次性传感器检测蓖麻毒素的存在,剧毒的蛋白质中发现蓖麻子和被认为是一个潜在的恐怖主义代理。DNA微阵列既可以用于监控自然微生物种群丰度和活动水平的变化。其他现有的水下传感器包括热液硫化物、硅酸盐、伏安传感器对分光光度法、gold-amalgam电极传感器测量沉积物的金属离子(离子选择性分析),气体测定微传感器为H₂年代测量产氧光合作用的研究,硫酸硫化物氧化,减少沉积物。此外,力扭矩传感器为水下应用程序需要同时测量几个部队和时刻也被开发出来,以及量子传感器测量光线辐射和有害藻华的传感器的测量结果。

挑战相关的部署成本低、低读数水下传感器,列出如下:

• 需要开发更便宜,健壮的“纳米传感器”,例如,传感器基于纳米技术,包括材料和系统的发展在原子,分子或大分子水平大约的尺寸范围1 - 500海里。
• 有必要制定定期清理机制对腐蚀和污染,可能会影响一生的水下设备。
• 需要健壮的、稳定的温度传感器在高范围从水下设备的传感器漂移可能是一个问题。为此,协议的原位校准传感器以提高准确度和精密度的抽样数据必须开发。
• 需要新的天气集成传感器采样的物理,化学和生物参数来改善流程在海洋系统的理解。

结论

认知声(CA)是一种很有前途的技术,发展环境友好型和频谱效率的水声网络。在本文中,我们首先分析海洋的频谱使用情况,结果表明,宝贵的频谱资源未被充分利用的时间与空间。水下认知声学网络的潜力(番干预)然后在改善环保和频谱利用率。此外,我们研究水下通道和声学调制解调器的独特特征。这些特征在多番干预设计的重大影响进行了进一步的分析。确定的未解决的问题和挑战本文可能作为未来多番干预研究的起点。本文的最终目标是呼吁研究努力在解决独特的水下挑战在多番干预实现高效、环保的频谱利用率。

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