水聲通信網(wǎng)絡使用聲波進行通信,在海洋環(huán)境監(jiān)測、災害預警、海下資源勘探、AUV（Autonomous Underwater Vehicle）等水下航行器的實時控制以及軍事作戰(zhàn)指揮等方面有著廣泛的應用前景,是實現(xiàn)水下節(jié)點信息傳輸和交互的主要方式。組建高性能的水聲通信網(wǎng)絡的核心技術之一是研究出高質量的媒體接入控制協(xié)議（MAC協(xié)議）。MAC協(xié)議主要解決多個節(jié)點共享一條鏈路時信道資源的分配問題,設計合理高效的水聲MAC協(xié)議對于水聲通信網(wǎng)絡的發(fā)展尤其重要。然而由于水聲通信時延長、帶寬窄、節(jié)點能量有限等特點,使得MAC協(xié)議的設計面臨很大的困難和挑戰(zhàn)。本論文的主要工作在于針對水聲通信傳播時延長、吞吐量低、節(jié)點碰撞多等特點,設計了一種利用傳播時延的并發(fā)傳輸MAC協(xié)議（PD-DCT協(xié)議）。協(xié)議的基本思想是:提出利用傳播時延的并發(fā)傳輸條件,在接收節(jié)點處為每個節(jié)點建立并發(fā)傳輸表,通過一對節(jié)點握手建立連接實現(xiàn)多節(jié)點在同一時隙內(nèi)無碰撞地并發(fā)傳輸數(shù)據(jù),減少握手次數(shù)的同時降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠骄鶗r延和能量損耗,并且提高了整個網(wǎng)絡的吞吐量和信道利用率。在Aqua-sim平臺上通過C++和OTCL腳本語言實現(xiàn)PD-DCT協(xié)議... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２所示，而水聲通信網(wǎng)絡體系結構參考ＩＯＳ／ＯＳＩ模型以及ＩＥＥＥ??

通信收發(fā)設備復雜，成本較高。??ＴＲＡＭＡ協(xié)議：ＴＲＡＭＡ協(xié)議｜４＜｜是較早提出的分配型ＭＡＣ協(xié)議，該協(xié)議將物理??信道分成多個時隙，如圖２．３所示的信道時隙分配圖，每個時間幀都分為分配接入??（傳輸時隙）和隨機接入（信令時隙）兩個部分，節(jié)點通過對這些時隙的復用為數(shù)??據(jù)信息和控制信息提供通信通道。???傳輸時隙?分配時隙胃切換時隙??＜?分配接入??隨機接入一？??圖２．３?ＴＲＡＭＡ協(xié)議信道時隙分配圖??ＳＭＡＣＳ協(xié)議：ＳＭＡＣＳ協(xié)議［４４］是一種分配型協(xié)議，它結合ＦＤＭＡ和ＴＤＭＡ技術??分配信道，將特有的通信頻率分配給每一對鄰居節(jié)點用于數(shù)據(jù)傳輸，不同節(jié)點之間??的頻率互不干擾，避免了由于節(jié)點同時傳輸數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的碰撞。節(jié)點對分配頻率的??方法為：節(jié)點在啟動時往共享信道中廣播一個邀請信息，目的是通知鄰居節(jié)點建立??連接，鄰居節(jié)點接收到邀請信息后，與發(fā)送邀請信息的節(jié)點相互交換信息，協(xié)商好??兩者之間的通信頻率和使用的時隙。如果發(fā)送邀請信息的節(jié)點接收到多個鄰居節(jié)點??的邀請反饋，則選擇最先應答的節(jié)點，與之建立通信鏈路。??ＳＢＭＡＣ協(xié)議：ＳＢＭＡＣ?（智能阻塞ＭＡＣ）協(xié)議根據(jù)環(huán)境變量動態(tài)確定傳輸??和重傳機制來盡量減少數(shù)據(jù)的傳輸次數(shù)

包的傳輸時間，這樣的時隙劃分可以確保網(wǎng)絡中的所有節(jié)點能夠在同一個時隙內(nèi)??收到控制包，從而檢測當前信道是否有數(shù)據(jù)正在進行傳輸，節(jié)點根據(jù)檢測結果決??定是否需要退避來防止數(shù)據(jù)包之間的沖突。下圖２．４為Ｓｌｏｔｔｅｄ－ＦＡＭＡ協(xié)議的流程圖，??Ｓｌｏｔｔｅｄ－ＦＡＭＡ協(xié)議在數(shù)據(jù)發(fā)送前先通過ＲＴＳ／ＣＴＳ與接收節(jié)點建立握手連接，握手成??功后才能發(fā)送ＤＡＴＡ數(shù)據(jù)包，并且在數(shù)據(jù)包傳輸完畢后反饋ＡＣＫ包紿發(fā)送節(jié)點來確??認數(shù)據(jù)是否成功接收。??／?：?：?：?；?＼??時隙長度??＾?？；??ｊ?ＣＴＳＪ，ＤＡＴＡ，＿｛）?＼?ＡＣＫ＾??發(fā)送節(jié)點丨??；??ｒｎｐｘ?＿＿；＿＿ｊａ＿??＼?＼ｃｔｓｕ，?ＡＣＫ？＿ｙ??接收節(jié)點〇?ｉｊｔｕｘ?：????■Ｖ???ｉ?；?Ｖ．?ｉ?｜???丨?＼、、丨??發(fā)送節(jié)點２：?＼?＼ｒｒ????！—丨丨丨丨、Ｉ?！????＼?＾???發(fā)送節(jié)點３丨?＾ｎＴ丨?退避丨??？?????，??￣￣－?■—－－■■??乂?Ｍ?ｙ??圖２．４?Ｓｌｏｔｔｅｄ－ＦＡＭＡ協(xié)議流程圖??如上圖所示，當發(fā)送節(jié)點有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的時候，不管什么類型的數(shù)據(jù)包都需??要等到下一個時隙開始時刻才發(fā)送，當節(jié)點偵聽到信道中有數(shù)據(jù)時，進入接收模式??并接收數(shù)據(jù)。在Ｓｌｏｔｔｅｄ－ＦＡＭＡ協(xié)議中


本文編號：2911410