水声传感器网络变时延mac协议研究

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1、硕士学位论文水声传感器网络变时延MAC协议研究作者姓名刘翔学科专业通信与信息系统指导教师季飞教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2016年4月VariableDelayMACProtocolforUnderwaterAcousticSensorNetworkADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuXiangSupervisor：Prof.JiFeiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou，China分类号：TN929.3学校代号：10561学号：201320108609华南理工大学

2、硕士学位论文水声传感器网络变时延MAC协议研究作者姓名：刘翔指导教师姓名、职称：季飞教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：通信与信息系统研究方向：现代通信理论与技术论文提交日期：2016年4月20日论文答辩日期：2016年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：曾杰高级工程师委员：季飞教授，陈芳炯教授，余华教授，田立斌高级工程师华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体

3、，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。√不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人

4、学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期作者联系电话：电子邮箱：摘要占地球四分之三的海洋影响着人类生活的方方面面，其中还有非常丰富的生物，矿产以及石油天然气等人类文明发展不可或缺的资源，随着陆地无线传感器网络的快速发展以及世界范围内对海洋的探索和研究的日益重视，水声传感器网络应运而生。作为水声传感器网络的主要组成部分，MAC层协议在解决多节点在共享信道发送数据碰撞问题，保证能量的有效利用，传输时延尽可能的低以及节点间接入信道的公平性方面都起着重要的作用，

5、然而水声MAC层协议仍然受五倍于陆地无线电的传输时延和高能耗的声波收发器的影响而限制着水声传感器网发展，所以应尽快研究设计适用于水声传感器网络的MAC协议。在过去的几十年里，水声传感器网络被广泛的研究并且有了很大的进展。然而水声通信的特点，如有限带宽，多径传输，相对较长的且可变端到端的传输时延，高比特错误率，能量限制等等，仍然限制水声传感器网络的性能。而目前大部分的研究成果都致力于克服长传播时延对MAC设计的影响，变时延问题并没有收到足够的关注，本文从变时延出发通过马尔科夫模型分析变时延对MAC协议性能的影响，针对变时延对MAC协议中的RTT（传输往返时间）的影响，提出了优化设置RTO（重传时

6、间）的方法来提高协议的性能，包括数值方法和概率统计方法。最后通过Aqua-Sim仿真比较优化协议与FAMA性能，在吞吐量，能耗，以及端到端时延三个方面的性能仿真结果，我们得出优化算法能够有效的避免因水声信道随机变化的时延产生的重复包来提高了协议各方面的性能，比FAMA有更高的吞吐量和更低的端到端时延和更低的平均能耗。关键词:水声传感器网络;媒体接入控制协议;可变时延;Aqua-SimIAbstractAccountingforthethree-quartersoftheearth'soceansaffectallaspectsofhumanlife,wherethereisaveryrichb

7、iological,mineral,oilandgaswhichisindispensableresourceofhumancivilizationdevelopment,withtheincreasingemphasisonexplorationandresearchofworldwidemarineandrapiddevelopmentofterrestrialwirelesssensorne