本文關(guān)鍵詞：水聲通信網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工程大學(xué)》 2009年

水聲通信網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議研究

于香亮  

【摘要】： 水聲通信網(wǎng)對于海洋資源勘探開發(fā)、海洋環(huán)境立體監(jiān)測、災(zāi)難預(yù)防、地震預(yù)報(bào)、輔助導(dǎo)航以及軍事戰(zhàn)略防衛(wèi)等方面具有十分重要的意義。水聲通信網(wǎng)同無線電網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別在于其較大的傳播時(shí)延、很高的物理層誤碼率以及非常低的傳輸速率,因此水聲通信網(wǎng)的MAC層協(xié)議不能完全應(yīng)用無線電網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 本論文的研究內(nèi)容是水下通信網(wǎng)MAC層協(xié)議的設(shè)計(jì),主要是在水聲通信網(wǎng)物理層完全滿足水聲通信要求的假設(shè)下,數(shù)據(jù)鏈路層如何保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的透明傳輸。 論文基于水聲信道,對目前廣泛使用的三種協(xié)議即ALOHA、基本的CSMA/CA、RTS/CTS應(yīng)答方式的CSMA/CA數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議進(jìn)行了仿真研究,并從網(wǎng)絡(luò)吞吐量、端到端平均時(shí)延、誤碼率、鏈路利用率方面進(jìn)行了性能對比。仿真結(jié)果表明,基本的CSMA/CA雖然誤碼率略遜于應(yīng)答方式的CSMA/CA,但在其它三個(gè)方面其性能明顯優(yōu)于另兩類協(xié)議,因此基本的CSMA/CA更適合應(yīng)用于水聲通信網(wǎng)。 基本的CSMA/CA在數(shù)據(jù)包發(fā)生沖突時(shí),采用二進(jìn)制指數(shù)退避算法進(jìn)行退避來預(yù)防下次數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)的碰撞。水聲通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)率很低,二進(jìn)制指數(shù)退避算法浪費(fèi)了大量的退避時(shí)間,使節(jié)點(diǎn)接入信道的速度顯著減慢。為了克服基本的CSMA/CA接入信道的速度,本文對二進(jìn)制指數(shù)退避算法進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)的退避算法根據(jù)當(dāng)前信道的空閑時(shí)隙進(jìn)行時(shí)隙個(gè)數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整,仿真結(jié)果表明在信道接入時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)利用率等方面協(xié)議的性能均有所提高。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TN929.3
【目錄】：

摘要5-6

ABSTRACT6-9

第1章 緒論9-18

1.1 論文的研究背景和意義9

1.2 水聲通信網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀9-13

1.3 水下通信網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)13-16

1.3.1 水聲通信網(wǎng)基本組成13-14

1.3.2 水聲通信網(wǎng)的組網(wǎng)方式14-16

1.3.3 水聲通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)16

1.4 本論文主要研究內(nèi)容16-18

第2章 水聲通信網(wǎng)協(xié)議的綜合研究18-38

2.1 水聲通信網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)18-24

2.1.1 物理層(Physical Layer)19

2.1.2 數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)19-23

2.1.3 網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)23-24

2.2 水聲通信網(wǎng)協(xié)議基本思想24-32

2.2.1 水聲信道與陸上無線信道的差異24-25

2.2.2 水聲通信網(wǎng)鏈路層多址接入?yún)f(xié)議25-32

2.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真軟件OPNET32-37

2.3.1 網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)介紹32-33

2.3.2 OPNET特點(diǎn)及建模機(jī)制33-37

2.4 本章小結(jié)37-38

第3章 水聲通信網(wǎng)MAC協(xié)議研究38-57

3.1 引言38

3.2 水聲通信網(wǎng)MAC協(xié)議38-44

3.2.1 水聲通信網(wǎng)協(xié)議分類38

3.2.2 ALOHA協(xié)議38-39

3.2.3 CSMA/CA協(xié)議39-44

3.3 水聲通信網(wǎng)基本MAC協(xié)議仿真44-56

3.3.1 ALOHA協(xié)議仿真44-49

3.3.2 CSMA/CA協(xié)議兩種工作方式仿真49-51

3.3.3 CSMA/CA協(xié)議仿真51-54

3.3.4 協(xié)議性能對比分析54-56

3.4 本章小結(jié)56-57

第4章 水聲通信網(wǎng)MAC層協(xié)議算法改進(jìn)57-67

4.1 引言57

4.2 MAC算法改進(jìn)思想57-61

4.2.1 MAC層算法性能深入分析57-58

4.2.2 MAC層退避算法存在的問題58-59

4.2.3 MAC層退避算法改進(jìn)思想59-61

4.3 改進(jìn)的MAC算法實(shí)現(xiàn)61-64

4.3.1 退避過程算法的實(shí)現(xiàn)61-62

4.3.2 數(shù)據(jù)幀沖突過程算法的實(shí)現(xiàn)62

4.3.3 數(shù)據(jù)幀成功發(fā)送過程算法的實(shí)現(xiàn)62-63

4.3.4 延遲過程算法的實(shí)現(xiàn)63-64

4.4 改進(jìn)的MAC算法的仿真64-66

4.5 本章小結(jié)66-67

結(jié)論67-68

參考文獻(xiàn)68-72

攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果72-73

致謝73

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6 孫麗君,孫超;一種適用于淺海信道的盲均衡算法研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2005年02期

7 葛輝良;翟麗雪;熊省軍;孟洪;;矢量水聽器在時(shí)反水聲通信中的應(yīng)用研究[J];聲學(xué)與電子工程;2008年04期

8 田甜;張亮;曾巖艷;;基于DS-DPSK的水聲擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真[J];艦船科學(xué)技術(shù);2009年10期

9 宋君才;邵云生;彭會(huì)斌;;復(fù)雜干擾環(huán)境下水聲通信抗干擾技術(shù)研究[J];艦船電子工程;2010年05期

10 張海英;;海底石油管道中封堵器的水聲通信[J];中國電力教育;2010年S2期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 景連友;黃建國;黃熠;;小型水聲通信接收機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];全國第五屆信號(hào)和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議專刊(第一冊)[C];2011年

2 陳巖;陳庚;;水聲通信多集問題的研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2002年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

3 陳東升;童峰;許肖梅;;時(shí)反聯(lián)合信道均衡水聲通信系統(tǒng)研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2011年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

4 張宏滔;朱洪海;惠力;岳志杰;;一種水聲通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議性能測試系統(tǒng)[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2011年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

5 張宏滔;王忠康;;水下聲通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[A];2011船舶電氣及通訊導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展論壇論文集[C];2011年

6 馬曉民;楊曉帆;田路;;基于擴(kuò)頻編碼的水聲通信技術(shù)研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2002年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

7 張侖淏;許肖梅;魏翀;;Chirp擴(kuò)頻水聲通信系統(tǒng)性能研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2011年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

8 曾立;李斌;閻蕊;;RAKE接收在水聲通信中的應(yīng)用[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2003年青年學(xué)術(shù)會(huì)議[CYCA'03]論文集[C];2003年

9 王旭輝;;基于OFDM技術(shù)的水聲通信系統(tǒng)研究及軟件實(shí)現(xiàn)[A];2011下一代自動(dòng)測試系統(tǒng)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

10 喬鋼;桑恩方;;組合傳感器在水聲通信中的應(yīng)用[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2003年青年學(xué)術(shù)會(huì)議[CYCA'03]論文集[C];2003年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報(bào)記者 林英;[N];光明日報(bào);2011年

2 記者 李將輝;[N];人民政協(xié)報(bào);2010年

3 李杰;[N];中國國防報(bào);2011年

4 本報(bào)記者 司建楠;[N];中國工業(yè)報(bào);2011年

5 本報(bào)記者 侯靜 實(shí)習(xí)生 付少立;[N];科技日報(bào);2001年

6 記者 崔鯨濤;[N];中國海洋報(bào);2011年

7 本報(bào)記者 陳磊;[N];科技日報(bào);2010年

8 石海東;[N];中國國防報(bào);2010年

9 本報(bào)記者 王飛;[N];科技日報(bào);2011年

10 本報(bào)記者 張保淑;[N];人民日報(bào)海外版;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周琳;深遠(yuǎn)海環(huán)境監(jiān)測水聲通信仿真方法與信道估計(jì)研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

2 薛田良;深水水文自動(dòng)采樣方法與控制系統(tǒng)研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

3 陳韻;分?jǐn)?shù)階Fourier變換在水聲通信中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

4 夏夢璐;淺水起伏環(huán)境中模型—數(shù)據(jù)結(jié)合水聲信道均衡技術(shù)[D];浙江大學(xué);2012年

5 李玉祥;LDPC碼在水聲通信中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

6 李霞;水聲通信中的自適應(yīng)均衡與空間分集技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2004年

7 聶星陽;模型與數(shù)據(jù)結(jié)合的淺海時(shí)變水聲信道估計(jì)與均衡[D];浙江大學(xué);2014年

8 程恩;水聲電子郵件傳輸研究[D];廈門大學(xué);2006年

9 曾憲武;水聲綜合通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];中國海洋大學(xué);2008年

10 黃曉萍;基于混沌擴(kuò)頻的水聲通信技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉潔;水聲通信網(wǎng)絡(luò)通信及顯控軟件研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 郭華偉;OFDM技術(shù)在水聲通信中的應(yīng)用研究[D];廈門大學(xué);2002年

3 許婷婷;基于OFDM的水聲通信關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];燕山大學(xué);2010年

4 呂妍妍;Chirp FSK可靠性水聲通信技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

5 謝濤;基于VC++.NET的水聲通信軟件開發(fā)及同步技術(shù)研究[D];云南大學(xué);2010年

6 溫娜;水聲信道中高速傳輸技術(shù)的研究[D];燕山大學(xué);2004年

7 馬雪利;高速水下聲通信技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2004年

8 曾立;RAKE接收技術(shù)在水聲通信中的應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

9 王利平;基于SC-FDE的水聲通信技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

10 肖鵬韜;水聲信道自適應(yīng)均衡算法研究[D];中北大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：水聲通信網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：132349