面向小規(guī)模水聲傳感器網(wǎng)的時分多址MAC協(xié)議研究.pdf

1、水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)是在一定的水下區(qū)域內(nèi)，多種傳感器節(jié)點獲取信息，并通過水聲通信和組網(wǎng)來實現(xiàn)信息的傳輸。在網(wǎng)絡(luò)中，多個傳感器節(jié)點共享同一個水聲信道，即不止一個節(jié)點需要占用信道發(fā)送數(shù)據(jù)包，就會出現(xiàn)多個節(jié)點同時使用信道的情況，不同節(jié)點由于互相競爭而引起數(shù)據(jù)包的碰撞，導(dǎo)致信道資源的浪費乃至網(wǎng)絡(luò)癱瘓，因此如何分配水聲信道的使用權(quán)就成為一個關(guān)鍵問題，而位于數(shù)據(jù)鏈路層底層的MAC子層的主要任務(wù)就是負責(zé)分配水聲信道資源和決定節(jié)點接入水聲信道的方式，所以MA

2、C協(xié)議的研究是當前水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的熱點和難點之一。
　　本文對水聲傳感器網(wǎng)MAC協(xié)議進行了深入的研究和分析，針對現(xiàn)有MAC協(xié)議的局限性，分別面向小規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)中單跳拓撲和多跳拓撲兩種典型拓撲場景，提出了可以高效利用信道資源和節(jié)省能耗的時分多址MAC協(xié)議，主要工作包括:
　　提出了一種面向單跳水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)的時分多址MAC協(xié)議，根據(jù)節(jié)點實際需要發(fā)送數(shù)據(jù)量來動態(tài)調(diào)整發(fā)送時隙長度，同時設(shè)計了一種全網(wǎng)最優(yōu)的時隙順序來減少節(jié)點的

3、空閑等待時間，并采用將數(shù)據(jù)包的發(fā)送和確認相融合的機制來更加充分地利用信道。理論分析和仿真結(jié)果表明新提出的MAC協(xié)議擁有更高的吞吐率和更好的能量使用效率。
　　針對多跳水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)提出了一種時分多址MAC協(xié)議，以節(jié)點為調(diào)度單位進行時隙分配，不僅可以應(yīng)對隱藏終端和暴露終端問題，而且支持節(jié)點向周邊節(jié)點廣播。暴露終端也通過偵聽和解析鄰居節(jié)點廣播的控制包，獲取包確認信息和發(fā)送節(jié)點占用信道的情況，進而選擇合適的時機并行發(fā)送，從而實現(xiàn)更加高效