【摘要】：為探索開(kāi)發(fā)海洋資源、保護(hù)國(guó)家領(lǐng)海安全,近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)水聲通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了大量研究。媒質(zhì)接入控制(MAC)協(xié)議是水聲自組織網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一,其首要任務(wù)是合理分配水聲信道資源并保證可靠傳輸。水下環(huán)境特殊且復(fù)雜,特別是長(zhǎng)時(shí)延和窄帶寬,給MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)帶來(lái)挑戰(zhàn)。因此,如何設(shè)計(jì)一款水聲通信MAC協(xié)議使其最大限度提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和可靠性,同時(shí)又能降低功率消耗和信息傳輸延時(shí)是一項(xiàng)非常緊要的工作。故本論文在現(xiàn)有水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上開(kāi)展如下工作。首先,分析水聲通信MAC協(xié)議面臨的問(wèn)題,對(duì)部分現(xiàn)有MAC協(xié)議的原理進(jìn)行研究和分析,包括ALOHA、傳統(tǒng)TDMA、DACAP、T-Lohi等。同時(shí)分析和研究NS2及其擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的框架和原理,為水聲通信網(wǎng)MAC協(xié)議的仿真打好基礎(chǔ)。其次,在傳統(tǒng)TDMA協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了一種基于時(shí)隙預(yù)約的水聲通信MAC協(xié)議(SR-TDMA)。該協(xié)議通過(guò)預(yù)約機(jī)制動(dòng)態(tài)地調(diào)整每個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送周期的長(zhǎng)度,避免空閑時(shí)隙的浪費(fèi),并且通過(guò)統(tǒng)一回復(fù)確認(rèn)ACK縮短單個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)隙的長(zhǎng)度,解決了傳統(tǒng)TDMA協(xié)議水下信道利用率低的問(wèn)題,提高了網(wǎng)絡(luò)性能。將SR-TDMA協(xié)議與ALOHA、傳統(tǒng)TDMA進(jìn)行仿真對(duì)比,分析其網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)劣。同時(shí)對(duì)以上MAC協(xié)議的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)及數(shù)據(jù)包產(chǎn)生周期進(jìn)行仿真優(yōu)化,對(duì)其適用范圍進(jìn)行分析。最后,在ALOHA和SR-TDMA協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了自適應(yīng)MAC協(xié)議。該協(xié)議通過(guò)自動(dòng)切換兩種協(xié)議機(jī)制,解決了ALOHA協(xié)議的高丟包率和SR-TDMA協(xié)議的長(zhǎng)時(shí)延問(wèn)題。仿真實(shí)驗(yàn)表明,自適應(yīng)MAC協(xié)議具有較好的網(wǎng)絡(luò)性能。
【圖文】：

第 1 章 緒論課題背景及研究意義年來(lái)，人們通過(guò)對(duì)海洋領(lǐng)域的不斷探索加深了對(duì)海洋的認(rèn)識(shí)，隨著全球機(jī)的出現(xiàn)，人們深刻意識(shí)到蘊(yùn)藏著豐富資源的海洋的重要性。海洋約占%，深海或者大洋面積更是達(dá)到了海洋面積的 88%，其中蘊(yùn)含著豐富的礦源以及生物資源，，這也導(dǎo)致了國(guó)際社會(huì)對(duì)海洋權(quán)益和海洋開(kāi)發(fā)的競(jìng)爭(zhēng)越清楚地認(rèn)識(shí)到海洋對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展以及國(guó)家安全的重要性，從海洋強(qiáng)國(guó)”的戰(zhàn)略方針。由于傳統(tǒng)的水下點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信已經(jīng)無(wú)法滿足人們求，1993 年，美國(guó)人第一次提出了“水聲通信網(wǎng)”這個(gè)概念，圖 1.1 給通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它由水下的固定節(jié)點(diǎn)、水面的中繼節(jié)點(diǎn)以及空中的衛(wèi)星是水下固定節(jié)點(diǎn)采集海洋環(huán)境信息等數(shù)據(jù)，并將收集的數(shù)據(jù)信息不斷地繼節(jié)點(diǎn)，中繼節(jié)點(diǎn)將信息進(jìn)行匯總?cè)缓筠D(zhuǎn)發(fā)給衛(wèi)星，最后衛(wèi)星根據(jù)實(shí)際基指控中心或者附近的 AUV[1]。

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文絡(luò) MAC 協(xié)議進(jìn)行了仿真研究并展開(kāi)相關(guān)工作。外的研究現(xiàn)狀通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀通信網(wǎng)事業(yè)起步較早，1994 年就有了水聲局域網(wǎng)這一概念。RONT研發(fā)的“海網(wǎng)”（Seaweb）系統(tǒng)在外場(chǎng)進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)在2000年時(shí)某次外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)布放示意圖[2]。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉培珍;柯友愛(ài);;CDMA通信技術(shù)的原理及其與TDMA、FDMA的比較[J];無(wú)線互聯(lián)科技;2015年02期

2 章佳榮;喬鋼;;利用相對(duì)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)水聲通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)分復(fù)用[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2014年01期

3 王開(kāi)新;;基于TDMA模型的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由算法的研究[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2013年18期

4 張博;姚琳;;OPNET在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)例應(yīng)用[J];信息技術(shù);2012年05期

5 靳建新;;水聲通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究[J];現(xiàn)代導(dǎo)航;2012年02期

6 洪璐;洪鋒;李正寶;郭忠文;;CT-TDMA:水下傳感器網(wǎng)絡(luò)高效TDMA協(xié)議[J];通信學(xué)報(bào);2012年02期

7 周密;崔勇;徐興福;楊旭寧;;水聲傳感網(wǎng)MAC協(xié)議綜述[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2011年09期

8 高艷波;李慧青;柴玉萍;麻常雷;;深海高技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J];海洋技術(shù);2010年03期

9 許肖梅;;水聲通信與水聲網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用[J];聲學(xué)技術(shù);2009年06期

10 石為人;黃河;鮮曉東;許磊;;OMNET++與NS2在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真中的比較研究[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2008年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 陳德富;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)MAC協(xié)議研究[D];上海交通大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 劉興文;基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能路由算法研究[D];北京交通大學(xué);2015年

2 劉文靜;水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究[D];大連理工大學(xué);2015年

3 劉方;WSN中流量自適應(yīng)的跨層MAC協(xié)議研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

4 吳云;基于時(shí)分的水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的研究[D];華南理工大學(xué);2011年

5 寧金龍;基于流量自適應(yīng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究[D];山東大學(xué);2011年

6 趙占偉;水聲通信網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

7 車美玲;基于LEACH的安全建簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

8 孟艷君;水聲通信網(wǎng)MAC層協(xié)議的研究與仿真[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2644925