水下無線傳感器網(wǎng)絡MAC層協(xié)議研究及節(jié)點設計.pdf

1、海洋是人類生存和發(fā)展的基礎。各國為了開發(fā)和利用海洋資源,不斷地強化海洋發(fā)展戰(zhàn)略,并使用各種科技手段進行海洋資源的勘探。海洋開發(fā)的前提條件就是要提高對海洋信息的獲取、處理及傳輸能力,水下無線傳感器網(wǎng)絡就是一個探索水下環(huán)境并獲取有關信息的方法。
　　論文首先綜述水下無線傳感器網(wǎng)絡的應用背景和研究現(xiàn)狀。討論水下無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)結構,并參考 Ad hoc網(wǎng)絡拓撲結構,構建水下無線傳感器網(wǎng)絡拓撲結構。概述網(wǎng)絡系統(tǒng)模型以及模型中各網(wǎng)元的功能

2、。
　　由于復雜的水下環(huán)境,水下無線傳感器網(wǎng)絡以聲波作為載波進行無線通信。因此,聲通信會受到路徑損耗、噪聲、多徑、多普勒擴散以及較慢且多變的水下聲速等因素影響,其信道具有傳播時延長、通信帶寬有限和誤比特率高等特點。論文分析了這些因素對水下傳感器網(wǎng)絡的影響,參考經(jīng)典的聲納方程計算誤比特率,并通過在不同工作頻率和發(fā)射功率等系統(tǒng)參數(shù)下進行仿真,得到系統(tǒng)的誤比特率與傳輸距離之間的關系。
　　針對水聲信道的特點,討論水下無線傳感器網(wǎng)絡

3、的關鍵技術之一——MAC層的通信協(xié)議設計。由于水下無線傳感器網(wǎng)絡所要面對的特有水下環(huán)境,因此,必須根據(jù)不同的應用,改進各類多址接入技術,并針對這些技術的優(yōu)點和缺點來設計水下無線傳感器網(wǎng)絡MAC層協(xié)議。重點分析所設計的水下無線傳感器網(wǎng)絡MAC層協(xié)議——AMPMAC協(xié)議。詳述協(xié)議中源節(jié)點、目的節(jié)點以及鄰節(jié)點的調(diào)度過程。討論協(xié)議所涉及的幾個問題:移動性機制、功率控制機制、隨機接入機制及碰撞退避機制,并使用網(wǎng)絡仿真軟件對協(xié)議進行仿真,從有效吞吐