面向小規(guī)模水聲傳感器網(wǎng)的時(shí)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(diǎn)獲取信息，并通過水聲通信和組網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。在網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)共享同一個(gè)水聲信道，即不止一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要占用信道發(fā)送數(shù)據(jù)包，就會(huì)出現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)使用信道的情況，不同節(jié)點(diǎn)由于互相競(jìng)爭(zhēng)而引起數(shù)據(jù)包的碰撞，導(dǎo)致信道資源的浪費(fèi)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(gè)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(fù)責(zé)分配水聲信道資源和決定節(jié)點(diǎn)接入水聲信道的方式，所以MA

2、C協(xié)議的研究是當(dāng)前水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
　　本文對(duì)水聲傳感器網(wǎng)MAC協(xié)議進(jìn)行了深入的研究和分析，針對(duì)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?fù)浜投嗵負(fù)鋬煞N典型拓?fù)鋱?chǎng)景，提出了可以高效利用信道資源和節(jié)省能耗的時(shí)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(shí)分多址MAC協(xié)議，根據(jù)節(jié)點(diǎn)實(shí)際需要發(fā)送數(shù)據(jù)量來動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)送時(shí)隙長(zhǎng)度，同時(shí)設(shè)計(jì)了一種全網(wǎng)最優(yōu)的時(shí)隙順序來減少節(jié)點(diǎn)的

3、空閑等待時(shí)間，并采用將數(shù)據(jù)包的發(fā)送和確認(rèn)相融合的機(jī)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(duì)多跳水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)提出了一種時(shí)分多址MAC協(xié)議，以節(jié)點(diǎn)為調(diào)度單位進(jìn)行時(shí)隙分配，不僅可以應(yīng)對(duì)隱藏終端和暴露終端問題，而且支持節(jié)點(diǎn)向周邊節(jié)點(diǎn)廣播。暴露終端也通過偵聽和解析鄰居節(jié)點(diǎn)廣播的控制包，獲取包確認(rèn)信息和發(fā)送節(jié)點(diǎn)占用信道的情況，進(jìn)而選擇合適的時(shí)機(jī)并行發(fā)送，從而實(shí)現(xiàn)更加高效