基于能耗优化的水声通信网络协议的研究

论文摘要

本文以降低能耗为出发点,对水声通信网络协议进行了研究与设计。通过设计模拟一个小规模水声通信网络,研究通信协议对网络能耗的影响,探讨水声网络优化能耗的实现方法。首先,探讨了水声通信网络的研究意义,研究了水声网络的发展现状,尤其是节能技术的研究现状;提出了本文的研究内容和实现方法。其次,探讨了水声通信网络的体系结构以及通信协议各层的任务、功能和设计目标;着重分析了水声网络实现过程中的能耗问题,提出了一些解决方法。在以上研究的基础上,通过比较水声网络数据链路层和网络层协议的实现算法,设计了基于能耗优先考虑的水声通信网络协议集（不包括物理层）。其中MAC层协议采用S-MAC协议,逻辑链路层协议采用停止等待ARQ协议,网络路由协议采用DSR协议。然后,构建了一个小型水声网络,在仿真软件中选择合适的统计量,并在MAC层对本文选取的S-MAC协议和IEEE802.11协议进行了比较。仿真结果验证该网络达到了能耗优化的效果,且具有一定的可行性。最后,对所做的工作进行了总结,对以后的研究做出了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 0.1 概述
• 0.2 水声网络的发展现状
• 0.3 水声网络节能技术研究现状
• 0.4 本文的研究内容
• 1 水声网络的体系结构
• 1.1 水下传感器节点结构
• 1.2 水声网络的拓扑结构
• 1.3 水声网络协议栈
• 1.3.1 物理层（physical layer ）
• 1.3.2 数据链路层（data link layer）
• 1.3.3 网络层（network layer）
• 1.4 本章小结
• 2 水声网络设计中的能量问题
• 2.1 水声网络节点能量问题
• 2.2 网络通信协议的能量问题
• 2.2.1 数据链路层能量问题
• 2.2.2 网络层能量问题
• 2.3 水声通信网中的节能机制研究
• 2.4 本章小结
• 3 基于能耗优化的水声通信网络协议的设计
• 3.1 基于能耗优化的数据链路层协议选择
• 3.1.1 MAC 层节能协议选择
• 3.1.2 逻辑链路层协议选择
• 3.2 基于能耗优化的路由协议选择
• 3.3 网络的初始化
• 3.3.1 网络模型
• 3.3.2 网络初始化
• 3.3.3 路由优化
• 3.4 本章小结
• 4 基于能耗优化的水声网络协议的仿真与分析
• 4.1 仿真工具OPNET
• 4.2 仿真
• 4.2.1 网络拓扑模型
• 4.2.2 节点建模模型
• 4.2.3 进程建模模型
• 4.2.4 仿真参数设定
• 4.3 仿真结果及分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文