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)絡是一門新興的網(wǎng)絡技術(shù)。它在海洋數(shù)據(jù)收集、污染監(jiān)測、災難預報、輔助導航以及水下軍事防御等方面有著廣泛的應用。裝備了傳感器的無人水下儀器如，UUV和AUV，能夠在海洋資源開發(fā)和海洋數(shù)據(jù)收集等協(xié)作監(jiān)視任務中得到應用。水聲通信組網(wǎng)技術(shù)是實施這些應用的關(guān)鍵技術(shù)。水聲通信網(wǎng)絡是由許多傳感器和設備組成的，它們被部署在特定的區(qū)域執(zhí)行合作監(jiān)視任務。 在本論文中，我們主要進行了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)議的設計目標也不同于傳統(tǒng)的陸地無線網(wǎng)。在水聲通信網(wǎng)中，首要考慮的問題是節(jié)約能量，其次是可擴展性，而在陸地無線網(wǎng)絡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)絡中卻是次要的。 本文研究的重點是IEEE802.11協(xié)議和S-MAC協(xié)議。802.11協(xié)議中的DCF機制是節(jié)點共享無線信道，進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕窘尤敕绞剑Y(jié)合了CSMA/CA技術(shù)和確認(ACK)技術(shù)，協(xié)議中的RTS-CTS控制報文握手機制有效的解決了隱

3、蔽終端問題，該協(xié)議可以作為基于競爭MAC協(xié)議的代表。 S-MAC協(xié)議綜合了固定分配類和隨機競爭類MAC協(xié)議的優(yōu)點，以節(jié)能和可擴展性為主要目標而進行設計的。針對碰撞重傳、串音、空閑偵聽和控制消息等可能造成網(wǎng)絡消耗更多能量的主要因素，S-MAC協(xié)議采用周期性監(jiān)聽和睡眠、沖突和串音避免以及數(shù)據(jù)分割等機制減少了能量消耗。 最后，本文對IEEE802.11和S-MAC協(xié)議進行了仿真研究，仿真結(jié)果表明，在能量有效性上，S-MAC要優(yōu)