基于语音识别（VoI）的情境感知路由协议，适用于非线性水下通信网络

《ACM Transactions on Autonomous and Adaptive Systems》：VoI-based Situation-Aware Routing Protocol for Non-linear Underwater Communication Networks

水下通信中基于信息价值的路由算法VoI SANLR通过BDI逻辑优化路径选择，有效降低能耗95%，维持低延迟（0.5-2.5秒）和高吞吐量（100-110kbps），使包投递率高达99%，网络寿命提升31.25%。

　　

摘要

在水下应用（如环境监测和灾害管理）中，主要挑战之一是在条件快速变化且数据传输资源稀缺的环境中实现高效的数据传输。通过评估信息价值（Value of Information, VoI），我们提出了一种基于信息价值的情境感知非线性路由（VoI SANLR/VoI SANL）方法来解决这些问题。该方法利用BDI（信念-欲望-意图，Belief-Desire-Intention）逻辑标准来处理关键事件场景，并优先传输数据驱动的信息到目的地。VoI SANLR旨在降低水下通信网络中的能耗、端到端延迟和抖动，同时提高数据包传输率（Packet Delivery Ratio, PDR）。该方法引入了基于优先级的路由原则，以应对水下环境中的各种挑战，例如变化的信道条件、能源资源匮乏以及实时决策需求。能量优化分析表明，与其他技术相比，VoI SANLR的能耗降低了95%。其延迟保持在较低水平，介于2.5秒到0.5秒之间，从而提升了效率和可扩展性。在吞吐量和抖动方面，VoI SANLR表现出色，数据传输速率最高可达100 kbps至110 kbps，显示出卓越的效率。此外，抖动值始终保持在1.8 ms至2 ms之间，确保了最小的延迟变化和通信稳定性。VoI SANLR的数据包传输率也显著高于其他技术，最高可达99%。网络寿命分析进一步证明了其优越性，在每个节点上实现了最长的网络寿命，并且在节点100处相比其他方法提升了31.25%的网络寿命。