水聲傳感網(wǎng)絡(luò)媒體接入控制協(xié)議研究.pdf

1、水聲傳感網(wǎng)絡(luò)（Underwater Acoustic Sensor Network，UWASN）在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源開發(fā)等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景，因而引起各界的廣泛關(guān)注。由于水聲信道的傳播速率低，誤比特率高，可用帶寬有限等特點(diǎn)，UWASN具有信道傳播時(shí)延長(zhǎng)、數(shù)據(jù)包出錯(cuò)率高、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延時(shí)空不確定性等特征。結(jié)合UWASN的特征，設(shè)計(jì)有效的水聲傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)協(xié)議，具有重要的意義。論文主要研究UWASN的媒體接入控制（Medium Access C

2、ontrol，MAC）技術(shù)。
　　結(jié)合UWASN的大傳播時(shí)延特征，論文分析了基于握手的MAC協(xié)議存在的“效率問題”與“傳輸問題”，提出利用空閑資源的MAC（Waiting Resource Usage MAC，WRUMAC）協(xié)議。在WRUMAC協(xié)議中，節(jié)點(diǎn)收到控制包后等待一段時(shí)間再響應(yīng)該控制包，保證其所有潛在的沖突節(jié)點(diǎn)都收到控制包，從而解決長(zhǎng)時(shí)延UWASN中數(shù)據(jù)包異步到達(dá)帶來的“傳輸問題”。鄰居節(jié)點(diǎn)利用握手成功節(jié)點(diǎn)對(duì)的空閑等待時(shí)間

3、進(jìn)行額外數(shù)據(jù)傳輸，從而解決長(zhǎng)時(shí)延UWASN中空閑資源浪費(fèi)帶來的“效率問題”。理論分析與仿真結(jié)果表明，WRUMAC協(xié)議能有效提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，降低數(shù)據(jù)包的端到端時(shí)延與網(wǎng)絡(luò)能量開銷。
　　綜合考慮UWASN傳播時(shí)延大、數(shù)據(jù)包傳輸出錯(cuò)率高與多用戶傳輸相互干擾等問題，論文介紹了點(diǎn)到點(diǎn)水聲通信中高效數(shù)據(jù)傳輸方案與差錯(cuò)控制機(jī)制，并提出了結(jié)合連續(xù)傳輸與差錯(cuò)控制的按需TDMA協(xié)議，采用按需TDMA方式協(xié)調(diào)多用戶的信道資源利用，數(shù)據(jù)包的傳輸過程采用連