水聲傳感網(wǎng)絡(luò)（Underwater Acoustic Sensor Network,UWASN）在當(dāng)前海洋研究開發(fā)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,媒體接入控制（Medium Access Control,MAC）協(xié)議能夠解決網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)信道共享問題,使得多個節(jié)點(diǎn)公平、有效地共享網(wǎng)絡(luò)資源,是保證水下傳感節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)收集任務(wù)的關(guān)鍵組網(wǎng)技術(shù)。與陸地?zé)o線傳感網(wǎng)絡(luò)不同,UWASN采用聲信號作為傳播媒介,具有傳播時延長、能量有限、誤比特率高、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜多變等特點(diǎn),因此設(shè)計與開發(fā)UWASN中的MAC協(xié)議具有重要研究意義。在現(xiàn)有的固定UWASN中,傳感節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通常經(jīng)過多跳轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn),而由于水聲信道條件較差,數(shù)據(jù)包的多跳轉(zhuǎn)發(fā)容易發(fā)生丟包問題,且重傳數(shù)據(jù)包會導(dǎo)致較大的能量消耗,降低網(wǎng)絡(luò)吞吐量與增加網(wǎng)絡(luò)開銷。近年來,水下移動節(jié)點(diǎn)在UWASN中的應(yīng)用較為廣泛,考慮將移動節(jié)點(diǎn)作為水下匯聚節(jié)點(diǎn)以收集固定傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù),可以有效地提高信道利用率,因此設(shè)計與開發(fā)相應(yīng)的MAC協(xié)議具有較好的應(yīng)用價值。考慮固定UWASN中數(shù)據(jù)收集效率低下的問題,論文提出了一種基于調(diào)度方式的移動UWASN MAC（SCHeduling-ba... 

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

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Grevelingen江口實驗場景[47]

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論19圖1.2Grevelingen江口實驗場景[47]在文獻(xiàn)[48]中，作者采用Evologics公司開源網(wǎng)絡(luò)軟件框架，可消除為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配備額外硬件而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)功能復(fù)雜性，從而簡化創(chuàng)建UWASN并保持其正常運(yùn)行成本。實驗在庫頁島的Tunaicha湖中進(jìn)行，節(jié)點(diǎn)部署情況如圖1.3所示。實驗結(jié)果證實，水下通信節(jié)點(diǎn)包括傳感節(jié)點(diǎn)、航行器、觀測站之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換可成功實現(xiàn)，當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間沒有直接通信路徑時，數(shù)據(jù)傳輸通過中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。采用網(wǎng)絡(luò)層SNCF協(xié)議，中繼節(jié)點(diǎn)能夠?qū)?shù)據(jù)包重定向到其他節(jié)點(diǎn)，使得傳輸至接收節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)頻繁重復(fù)。一方面，SNCF協(xié)議的此功能是一個優(yōu)勢，因為它確保了向最終接收節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的高概率和最短時間；另一方面，重復(fù)數(shù)據(jù)傳輸會增大能量消耗。圖1.3庫頁島Tunaicha湖實驗場景[48]

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論20在文獻(xiàn)[49]中，作者從信號處理的角度對AUV通信進(jìn)行實驗，在日本駿河灣北部和南部分別部署兩個節(jié)點(diǎn)，實驗場景如圖1.4所示。實驗過程中將發(fā)送端信號處理單元安裝在SHINKAI6500上，將接收端信號處理單元安裝在YOKOSUKA上，采用單信道決策反饋均衡器DFE以提高數(shù)據(jù)傳輸速率，從而提高頻譜效率。圖1.4日本駿河灣實驗場景[49]文獻(xiàn)[50]針對AUV收集固定節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的路由協(xié)議，在葡萄牙Porto港口進(jìn)行實驗，實驗場景如圖1.5所示，其中包括AUV移動路徑。實驗中采用的路由協(xié)議比較簡單，AUV首先廣播REPORT消息，其中包含其位置信息，當(dāng)固定節(jié)點(diǎn)收到該REPORT消息時，判斷與AUV之間的距離，若小于設(shè)定距離值，則廣播DATA包。另外，作者還進(jìn)行了數(shù)據(jù)多跳傳輸實驗，其中固定節(jié)點(diǎn)增加了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種基于沖突解析的水聲網(wǎng)絡(luò)ALOHA協(xié)議[J]. 張陽,肖星星,普湛清,黃海寧.  網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù). 2018(01)
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本文編號：3241247