隨著海洋事務(wù)的飛速發(fā)展,水聲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。媒質(zhì)接入控制（MAC）協(xié)議劃分水聲信道資源給各個通信節(jié)點并保證節(jié)點之間能夠進行可靠的通信,是水聲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中極為重要的一環(huán)。水聲信道復(fù)雜多變,其時延長帶寬窄,使水下MAC協(xié)議的設(shè)計較之陸地?zé)o線通信MAC協(xié)議面臨著更高的丟包率以及更長的網(wǎng)絡(luò)時延。沒有一種MAC協(xié)議適用于所有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,本文的研究目標是解決MAC協(xié)議用于水下移動網(wǎng)絡(luò)時面臨的長且變化的傳輸時延導(dǎo)致的長網(wǎng)絡(luò)時延以及高丟包率的問題,以提高水下移動網(wǎng)絡(luò)在通信過程中的吞吐量,提升網(wǎng)絡(luò)性能。本文所做的工作主要有以下幾項。首先對目前常用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件進行比較,選擇了OPNET做為網(wǎng)絡(luò)仿真軟件,針對OPNET無線通信模型應(yīng)用于水聲網(wǎng)絡(luò)存在的問題對OPNET無線通信模型里的管道文件參數(shù)進行了修改,使之能夠適配水聲信道;對水聲信道物理層進行分析,將物理層仿真得到的誤碼率曲線帶入OPNET中以模仿物理層行為,搭建整個水聲網(wǎng)絡(luò)仿真平臺。針對基于TDMA協(xié)議的MAC協(xié)議用于水下移動網(wǎng)絡(luò)時存在的問題,在DTSHL協(xié)議的基礎(chǔ)上進行了改進,使之能夠更準確、高效的完成水下移動網(wǎng)絡(luò)時鐘同步,改進后的協(xié)議同步時... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Seaweb2000外場實驗布放圖

第一章緒論3圖1-2SeaWeb2003外場實驗布放圖在Seaweb研究的基礎(chǔ)上，美國再次推動進行了ORION計劃，也即海洋研究交互觀測站網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測主要分為三個模塊：一是海底線纜的區(qū)域觀測，二是海岸帶的觀測，三是浮標的全球觀測[11]。2010年，歐洲防務(wù)署提出并推進了一項取名為RA-CUN的項目，此項目參與國家眾多，包含了大多數(shù)歐洲大國。此項目主旨在于探究同時存在移動和固定節(jié)點時的網(wǎng)絡(luò)，搭建并驗證此水聲網(wǎng)絡(luò)。2014年5月，RA-CUN工程進行了試驗操作，向多國展現(xiàn)了其搭建的水聲移動網(wǎng)絡(luò)。RA-CUN項目證實了水下移動組網(wǎng)的可行性，為未來的探索做出了基礎(chǔ)方面的貢獻[12]。國內(nèi)這方面的研究相對國外來說開始的比較晚，主要包括哈爾濱工程大學(xué)、中船重工715所、廈門大學(xué)等在水聲領(lǐng)域有所建樹的高校和研究所。715所在2010年進行了湖上的水聲組網(wǎng)試驗，主要用的是TDMA與輪詢式結(jié)合的協(xié)議。實驗布放圖和節(jié)點示意圖如下圖1-3和圖1-4所示[13]。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-3715所外場實驗布放圖圖1-4節(jié)點示意圖1.2.2水下通信網(wǎng)絡(luò)MAC層研究現(xiàn)狀根據(jù)水下通信網(wǎng)絡(luò)需求的不同，MAC協(xié)議的分類也有所不同，通常情況下，水下網(wǎng)絡(luò)的MAC層協(xié)議可直接按照傳輸方式劃分為兩大類，其中固定分配協(xié)議主要是對水聲信道按照固定的方式進行分配，以最大限度的合理利用信道資源，常見的固定分配協(xié)議有頻分多址分配協(xié)議[14]、時分多址分配協(xié)議[15]和碼分多址分配協(xié)議[16]。競爭類的協(xié)議按節(jié)點接入網(wǎng)絡(luò)的方式可分為兩類。其中隨機接入?yún)f(xié)議又可以分成兩種典型[17]；ALOHA協(xié)議可以在節(jié)點有數(shù)據(jù)發(fā)送的時候就直接發(fā)送數(shù)據(jù)而不需要等候，對信道中是否有其他數(shù)據(jù)包在傳輸并不關(guān)注；當接收節(jié)點成功收到數(shù)據(jù)后會發(fā)送確認信號來告知發(fā)送端；如果信息在傳輸過程中丟失，則發(fā)送節(jié)點無法收到接收節(jié)點的確認信號，則重新傳輸數(shù)據(jù)包[18]。很多基于ALOHA和CSMA衍生的協(xié)議均是在陸地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)中所使用，陸地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)的傳播時延非常�。姶挪ㄔ诳諝庵械膫鞑ニ俣仁�3108m/s）。直接把地面上的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)用到水聲網(wǎng)絡(luò)中存在很大的問題，因為聲波作為傳播載體時要遠遠低于電磁波在空氣中傳播的速度[19]。握手類媒體接入?yún)f(xié)議的目的是為了更好的避免碰撞，即，在發(fā)送數(shù)據(jù)前，要發(fā)送握手信息競爭信道。聲波在水中的傳播時延較長，會對握手類協(xié)議交換握手信息時有重要的影響。握手類的協(xié)議主要有DACAP、MACAU、slotted-FAMA等[20]。（1）國外研究現(xiàn)狀頻分多址分配協(xié)議是將水聲信道可用帶寬劃分為多個頻段，每個頻段分配給不同的發(fā)送節(jié)點，這樣的分配方式可以讓各個節(jié)點在進行通信的過程中互不干擾，


本文編號：3272506