水聲通信網MAC協議的優(yōu)化與實現.pdf

1、水聲通信網相比于傳統(tǒng)的海洋探測技術具有能實時監(jiān)控、遠程配置等優(yōu)點,越來越多地應用在海洋氣象監(jiān)測、污染監(jiān)測、資源探測和軍事情報收集等方面。而水聲信道的復雜多變限制了水聲通信網的網絡性能。本文主要針對網絡的MAC層,設計有效的協議。
　　 首先,分析了水聲通信網的特點、應用及國內外研究現狀,研究了水聲通信網采用的體系結構及現有的水聲通信網MAC層協議,并討論了節(jié)點容故障和數據通信中的差錯控制方法。
　　 其次,分析并仿真了傳

2、統(tǒng)TDMA協議——STOMA,平面結構的多跳中繼式拓撲是水聲通信網較好的拓撲選擇。
　　 然后,提出了一種基于傳統(tǒng)TDMA和握手競爭的適用于水聲通信網的MAC層協議——C-AGENT-LPD。C-AGENT-LPD協議是在增加了回復確認的改進的AGENT協議的基礎上,充分利用水聲長傳播延時特性,允許節(jié)點在等待確認信息期間或空閑期間接收數據,并允許不接收數據且未收到任何CCTS幀的節(jié)點發(fā)送數據。C-AGENT-LPD在吞吐量、端到

3、端延時和能量消耗方面均比STDMA有很大改善。
　　 接著,提出了基于傳統(tǒng)TDMA和Aloha競爭的MAC層協議——AlohTDMA和基于傳統(tǒng)TDMA和Aloha競爭的適用于水聲長傳播延時的MAC層協議——AlohTDMA-LPD。AlohTDMA協議基于STDMA,并增加節(jié)點利用Aloha競爭時隙的方法；AlohTDMA-LPD協議則基于AlohTDMA協議,充分利用水聲的長傳播延時特性,允許節(jié)點在等待確認信息和退避延時期間接

4、收數據。AlohTDMA和AlohTDMA-LPD協議在吞吐量和端到端延時方面均比傳統(tǒng)TDMA協議有很大改善,且AlohTDMA—LPD協議比AlohTDMA協議性能更好,但AlohTDMA和AlohTDMA-LPD協議的能量消耗卻比傳統(tǒng)TDMA協議要大。
　　 再者,對比本文提出的AlohTDMA、AlohTDMA-LPD和C-AGENT-LPD協議,水聲通信網最宜選用C-AGENT-LPD協議作為MAC層協議。