本文選題：水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò) + 時隙�。� 參考：《天津大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著人類對海洋探索的不斷深入,水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因其在海洋學(xué)數(shù)據(jù)收集、環(huán)境監(jiān)測、資源勘探、軍事戰(zhàn)略觀察等方面的廣泛應(yīng)用,成為一個新的研究熱點(diǎn)。但由于水下通信環(huán)境的特殊性,傳輸使用聲波作為載體,而水聲信道具有傳輸時延大、可用帶寬窄以及水中環(huán)境的動態(tài)性等特點(diǎn),使得傳統(tǒng)的應(yīng)用于陸地?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議不能直接用于水下網(wǎng)絡(luò)。本文對水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議進(jìn)行了研究,介紹了水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特性和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),以及分析了水下MAC協(xié)議設(shè)計需要解決的關(guān)鍵問題,如隱藏終端和時空不確定性等問題。此外,闡述了現(xiàn)有的典型水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議,并對比分析了這些協(xié)議的性能特點(diǎn),如R-MAC、Slotted FAMA、ALOHA、T-MAC等協(xié)議。針對動態(tài)的通信環(huán)境對水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的影響,本文分析了水下傳感器節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動特性和運(yùn)動預(yù)測算法,并在此基礎(chǔ)上提出了一種基于可變長時隙機(jī)制的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議:VS FAMA。該協(xié)議采用信道預(yù)約機(jī)制來進(jìn)行沖突避免,應(yīng)用運(yùn)動預(yù)測算法與定位相結(jié)合的方式獲取節(jié)點(diǎn)位置信息,并作為時隙長度的依據(jù),自適應(yīng)地調(diào)整時隙長度,降低了網(wǎng)絡(luò)平均時延,提高時隙資源利用率。最后,通過仿真實(shí)驗,驗證了新協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能的突出表現(xiàn)。
[Abstract]:With the development of ocean exploration, underwater wireless sensor networks (WSNs) have become a new research hotspot due to their wide applications in oceanographic data collection, environmental monitoring, resource exploration, military strategic observation and so on. However, due to the particularity of underwater communication environment, acoustic wave is used as carrier for transmission, and underwater acoustic channel has the characteristics of long transmission delay, narrow band available and dynamic environment in water. Traditional communication protocols used in terrestrial wireless sensor networks can not be directly used in underwater networks. This paper studies the MAC protocol of underwater wireless sensor networks, introduces the network characteristics and network architecture of underwater wireless sensor networks, and analyzes the key problems to be solved in the design of underwater MAC protocols. Such as hidden terminal and time-space uncertainty and so on. In addition, the existing typical MAC protocols in underwater wireless sensor networks are described, and their performance characteristics are compared and analyzed, such as R-MAC Sloted FAMAMA-MAC and so on. Aiming at the influence of dynamic communication environment on underwater wireless sensor networks, this paper analyzes the motion characteristics and motion prediction algorithm of underwater sensor nodes. On this basis, a novel MAC protocol: vs FAMAA is proposed for underwater sensor networks based on variable long time slot mechanism. The protocol adopts channel reservation mechanism to avoid collision, and combines motion prediction algorithm with location to obtain node location information. As the basis of slot length, the protocol adaptively adjusts the slot length to reduce the average delay of the network. Improve the utilization of time slot resources. Finally, the performance of the new protocol in network throughput is verified by simulation experiments.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP212.9;TN929.3

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本文編號：1949496