水聲通信網(wǎng)MAC層協(xié)議的研究與仿真.pdf

1、水聲通信網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它在海洋數(shù)據(jù)收集、污染監(jiān)測(cè)、災(zāi)難預(yù)報(bào)、輔助導(dǎo)航以及水下軍事防御等方面有著廣泛的應(yīng)用。裝備了傳感器的無(wú)人水下儀器如，UUV和AUV，能夠在海洋資源開(kāi)發(fā)和海洋數(shù)據(jù)收集等協(xié)作監(jiān)視任務(wù)中得到應(yīng)用。水聲通信組網(wǎng)技術(shù)是實(shí)施這些應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。水聲通信網(wǎng)絡(luò)是由許多傳感器和設(shè)備組成的，它們被部署在特定的區(qū)域執(zhí)行合作監(jiān)視任務(wù)。 在本論文中，我們主要進(jìn)行了MAC層協(xié)議的研究。由于水聲通信網(wǎng)的特殊的組網(wǎng)形式，所以它的

2、MAC層協(xié)議的設(shè)計(jì)目標(biāo)也不同于傳統(tǒng)的陸地?zé)o線網(wǎng)。在水聲通信網(wǎng)中，首要考慮的問(wèn)題是節(jié)約能量，其次是可擴(kuò)展性，而在陸地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)中比較重要的屬性包括吞吐量、延遲以及公平性等在水聲通信網(wǎng)絡(luò)中卻是次要的。 本文研究的重點(diǎn)是IEEE802.11協(xié)議和S-MAC協(xié)議。802.11協(xié)議中的DCF機(jī)制是節(jié)點(diǎn)共享無(wú)線信道，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕窘尤敕绞剑Y(jié)合了CSMA/CA技術(shù)和確認(rèn)(ACK)技術(shù)，協(xié)議中的RTS-CTS控制報(bào)文握手機(jī)制有效的解決了隱

3、蔽終端問(wèn)題，該協(xié)議可以作為基于競(jìng)爭(zhēng)MAC協(xié)議的代表。 S-MAC協(xié)議綜合了固定分配類(lèi)和隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)類(lèi)MAC協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)，以節(jié)能和可擴(kuò)展性為主要目標(biāo)而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。針對(duì)碰撞重傳、串音、空閑偵聽(tīng)和控制消息等可能造成網(wǎng)絡(luò)消耗更多能量的主要因素，S-MAC協(xié)議采用周期性監(jiān)聽(tīng)和睡眠、沖突和串音避免以及數(shù)據(jù)分割等機(jī)制減少了能量消耗。 最后，本文對(duì)IEEE802.11和S-MAC協(xié)議進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明，在能量有效性上，S-MAC要優(yōu)