水声传感网MAC协议综述 被引量：6

1

作者 周密 崔勇 +1 位作者 徐兴福 杨旭宁 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第9期5-10,17,共7页

海洋在人类发展中扮演着越来越重要的角色。水下通信技术作为人类认识海洋的重要手段,成为研究界的热点与难点。由于水下通信技术有不同于陆地无线通信的信道特点和性能要求,传统无线通信MAC(medium accesscontrol)协议难以直接应用于... 海洋在人类发展中扮演着越来越重要的角色。水下通信技术作为人类认识海洋的重要手段,成为研究界的热点与难点。由于水下通信技术有不同于陆地无线通信的信道特点和性能要求,传统无线通信MAC(medium accesscontrol)协议难以直接应用于水声通信,因此相继提出针对各种应用场景的水声MAC协议。在简述水声传感网(Un-derwater Acoustic Sensor Network,UWASN)特点和MAC协议设计准则后,根据信道获取方式将当前典型协议分为基于竞争和基于调度两大类。根据冲突处置方式进一步将基于竞争的协议分为随机多址和冲突避免,根据信道分配的动态性将基于调度的协议分为动态分配和静态分配。在此分类基础上,描述了近期出现的典型协议的设计思想、主要机制,并比较了协议在能耗、信道利用、吞吐量等方面的差异,最后指出提高MAC协议性能的发展方向。 展开更多

关键词 水声传感网 基于调度的MAC协议 基于竞争的MAC协议 传输延时 冲突避免 节能性

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压缩感知和LEACH结合的水下传感器网络信息采集方案 被引量：6

2

作者 刘亚 刘功亮 康文静 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期388-395,共8页

由于水下传感器网络特殊的工作环境,节点能耗是其至关重要的问题。针对这一问题,本文提出一种LEACH和压缩感知相结合的水下传感器网络信息采集方案(CS_LEACH)。根据LEACH协议对网络节点分簇后,簇内节点可以以概率q决定是否参与感知数据... 由于水下传感器网络特殊的工作环境,节点能耗是其至关重要的问题。针对这一问题,本文提出一种LEACH和压缩感知相结合的水下传感器网络信息采集方案(CS_LEACH)。根据LEACH协议对网络节点分簇后,簇内节点可以以概率q决定是否参与感知数据,簇内感知到的数据加权叠加后,由簇头传输至Sink节点。在Sink节点,利用压缩感知重构算法进行信息重构,从而得到监测区域的信息图谱。仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,CS_LEACH方案在保证重构精度的前提下,大大节约了节点能量,延长了网络生存周期。 展开更多

关键词 水下声学传感器网络 LEACH协议 压缩感知 能耗

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预调度流水线方式的水声传感器网络MAC协议 被引量：3

3

作者 刘广钟 朱翔宇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期126-131,共6页

针对水声传感器网络中MACAW协议存在的延时问题,在传统USENIX握手协议的基础上,提出一种新的水声传感器网络媒体接入控制(MAC)协议。使用节点预调度方法对数据的传输时隙采取预约选择,在上上级节点与上级节点进行请求发送(RTS)/允许发送... 针对水声传感器网络中MACAW协议存在的延时问题,在传统USENIX握手协议的基础上,提出一种新的水声传感器网络媒体接入控制(MAC)协议。使用节点预调度方法对数据的传输时隙采取预约选择,在上上级节点与上级节点进行请求发送(RTS)/允许发送(CTS)握手与数据传输的同时,下级节点复用上级节点发送的CTS和数据信号作为发送给自己的RTS和确定发送信号,形成一种预调度流水线形式的M AC协议。仿真结果表明,该协议与传统的MACAW协议相比,能有效降低节点间的传输延时,提高水声传感器网络吞吐量,并且有效缓解碰撞,节约能源。 展开更多

关键词 水声传感器网络 媒体接入控制协议 握手协议 传输率 流水线

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水声传感器网络中基于改进时分多址技术的MAC协议 被引量：3

4

作者 熊鹏 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第11期2902-2904,2908,共4页

海洋信道信号传输条件恶劣,水声传感器网络(UASN)的媒体访问控制协议(MAC)要能可靠且有效的工作面临极大的挑战。针对水下分组转发高传输延时和延时的起伏特性,提出了一个利用改进时分多址技术的媒体访问控制协议(W-MAC)。W-MAC通过简... 海洋信道信号传输条件恶劣,水声传感器网络(UASN)的媒体访问控制协议(MAC)要能可靠且有效的工作面临极大的挑战。针对水下分组转发高传输延时和延时的起伏特性,提出了一个利用改进时分多址技术的媒体访问控制协议(W-MAC)。W-MAC通过简化的信号传输同步过程,利用"延缓时间"作为节点的实际数据传送时间,采用具有睡眠策略的监测时间来避免数据碰撞等一系列措施,使W-MAC协议在适应复杂的水下信号传送环境的同时,把能量开销限制在一个合理的水平。仿真实验表明,在水声信道条件下该协议可有效地改善网络性能。 展开更多

关键词 水声传感器网络 时分多址 媒体访问控制协议

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基于进化博弈论的水声传感器网络介质访问控制协议 被引量：2

5

作者 徐明 刘广钟 孙伟 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第11期3160-3163,共4页

为降低水声传感器网络低带宽、高延迟的特性对介质访问控制(MAC)层性能的影响,提出一种基于进化博弈论的MAC协议。该协议中,每个传感器节点可以采用空间复用和时间复用两种策略,并利用复制动力学方程得到进化稳定策略,达到进化稳定均衡... 为降低水声传感器网络低带宽、高延迟的特性对介质访问控制(MAC)层性能的影响,提出一种基于进化博弈论的MAC协议。该协议中,每个传感器节点可以采用空间复用和时间复用两种策略,并利用复制动力学方程得到进化稳定策略,达到进化稳定均衡,提高信道利用率和数据传输效率,进而实现MAC协议的性能优化。仿真实验结果表明,与传统的水声传感器网络MAC协议相比,基于进化博弈论的MAC协议可以提高网络吞吐量以及数据包发送成功率。 展开更多

关键词 水声传感器网络 介质访问控制协议 进化博弈论 时延 复用

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一种用于水声传感网的MAC层协议 被引量：2

6

作者 薛宸 《电讯技术》 北大核心 2015年第7期802-806,共5页

针对分簇的水声传感网,提出了一种基于时分多址(TDMA)的MAC层协议——ClusterTDMA。该协议主要由规划阶段和传输阶段组成。规划阶段,首先由网关节点规划能造成簇间干扰的子节点的传输,其次由各簇头节点分别规划本簇内其他子节点的传输;... 针对分簇的水声传感网,提出了一种基于时分多址(TDMA)的MAC层协议——ClusterTDMA。该协议主要由规划阶段和传输阶段组成。规划阶段,首先由网关节点规划能造成簇间干扰的子节点的传输,其次由各簇头节点分别规划本簇内其他子节点的传输;传输阶段,子节点根据规划表周期性地向簇头节点发送数据,这些数据最终汇聚到网关节点。该协议简单有效地解决了引起簇间干扰子结点的传输规划问题。C++仿真实验表明,该协议具有良好的吞吐率和能量效率性能。 展开更多

关键词 水声传感网 时分多址 MAC层协议 簇间干扰

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水声传感器网络分簇路由协议研究 被引量：2

7

作者 刘广钟 耿伟 《微型机与应用》 2012年第8期44-47,共4页

通过分析LEACH协议的优缺点,提出了一种改进的基于位置的水声传感器网络分簇路由协议——PBCP。该协议对LEACH的簇首选择机制进行了改进,同时基于位置信息将簇首与Sink节点之间的通信由单跳改为多跳。仿真结果表明,与LEACH协议相比,PBC... 通过分析LEACH协议的优缺点,提出了一种改进的基于位置的水声传感器网络分簇路由协议——PBCP。该协议对LEACH的簇首选择机制进行了改进,同时基于位置信息将簇首与Sink节点之间的通信由单跳改为多跳。仿真结果表明,与LEACH协议相比,PBCP协议能够有效节约节点能量,平衡网络负载,延长网络生存时间。 展开更多

关键词 水声传感器网络 位置 分簇 路由协议

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水下声通信传感器网络路由协议研究 被引量：1

8

作者 宋光明 张松 周帆 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期231-237,共7页

路由协议是水下声通信传感器网络(UASN)数据传输的网络层协议,是实现水下网络化数据传输的基础。UASN采用水声信道进行通信,其特殊性给路由协议的研究带来了挑战。文中介绍UASN的应用背景以及水下路由协议的研究必要性,然后讨论了UASN... 路由协议是水下声通信传感器网络(UASN)数据传输的网络层协议,是实现水下网络化数据传输的基础。UASN采用水声信道进行通信,其特殊性给路由协议的研究带来了挑战。文中介绍UASN的应用背景以及水下路由协议的研究必要性,然后讨论了UASN中路由协议面临的设计挑战;提出了水下路由协议的设计目标,分类研究了现有UASN路由协议,并进行了比较与分析。最后总结了UASN路由协议的关键问题。 展开更多

关键词 通信技术 水下声通信传感器网络 路由协议 水声通信 波束宽度

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基于矢量转发的节能型水声传感器网络路由协议

9

作者 魏宗博 李莉 +2 位作者 靳晓珂 路晨贺 李进 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期1486-1490,共5页

近年来,水下物联网和海洋物联网已经成为一个热门的研究方向,水声传感器网络路由协议作为海洋物联网的重要组成部分也得到研究人员的广泛重视。因此在HH-VBF协议的基础上,提出一种基于矢量转发的节能型水声传感器网络路由协议——ES-HH-... 近年来,水下物联网和海洋物联网已经成为一个热门的研究方向,水声传感器网络路由协议作为海洋物联网的重要组成部分也得到研究人员的广泛重视。因此在HH-VBF协议的基础上,提出一种基于矢量转发的节能型水声传感器网络路由协议——ES-HH-VBF协议。ES-HH-VBF协议在保留了将下一跳节点的位置信息作为计算节点转发因子的参考值的基础上,引入了节点剩余能量改进节点转发因子的计算方式,以此来均衡网络中的能量消耗;并且还将预设的距离阈值由HH-VBF协议中的固定值改为根据节点剩余能量变化的动态值,从而可以动态地控制数据冗余。为了验证ES-HH-VBF协议的性能,在水下传感器网络仿真器Aqua-Sim上对HH-VBF协议和ES-HH-VBF协议的性能进行了对比分析。仿真结果表明,随着节点发包间隔的增加,ES-HH-VBF协议的包传递率比HH-VBF协议的包传递率高4.2%左右,网络平均时延比HH-VBF协议低11.3%左右,网络平均能耗比HH-VBF协议低8.2%左右。通过对ES-HH-VBF协议和HH-VBF协议的仿真实验分析可知,ES-HH-VBF协议在提高数据包传递率、降低平均能耗和降低平均延时方面具有较大优势。 展开更多

关键词 水声传感器网络 路由协议 能量消耗 剩余能量 HH-VBF协议

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基于信念状态空间的水声传感器网络MAC协议 被引量：1

10

作者 魏连锁 胡现成 +1 位作者 蔡绍滨 李丽丽 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2017年第6期112-118,共7页

为解决由水声传感器网络信道带宽小、传输延迟长等特性引起节点使用信道时出现的时—空不确定性问题,提出一种基于信念状态空间的水声传感器网络MAC协议(BSPMDP-MAC)。该协议将传感器的接收节点时间轴平均划分n个时隙,按照每个节点的链... 为解决由水声传感器网络信道带宽小、传输延迟长等特性引起节点使用信道时出现的时—空不确定性问题,提出一种基于信念状态空间的水声传感器网络MAC协议(BSPMDP-MAC)。该协议将传感器的接收节点时间轴平均划分n个时隙,按照每个节点的链路质量和剩余能量的等级划分传感器发送节点的动作状态信息,接收节点依据信道占用的历史观测和动作信息的联合概率分布,得出传感器发送节点竞争信道使用权的决策策略序列;根据决策策略序列,发送节点在所分配时隙内依次向接收节点发送数据包,根据当前的信念状态和动作,接收节点对信道的占用进行预测,感知下一个周期的信念状态和接入动作。实验仿真结果表明,该协议可以降低数据包冲突率,提高网络吞吐量与数据包传输成功率,从而降低网络的能量开销。 展开更多

关键词 水声传感器网络 信念状态空间 马尔可夫决策过程 MAC协议 信道

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水声传感器网络MAC协议UW-CSMA/CA的NAV优化 被引量：1

11

作者 李莉 李进 +2 位作者 路晨贺 靳晓珂 魏宗博 《无线电工程》 北大核心 2022年第3期509-514,共6页

水声传感器网络UW-CSMA/CA协议依据源节点与目的节点间最大传播延时确定NAV,这将导致发生网络延时冗余问题,从而降低网络吞吐量。基于此协议,提出了一种根据节点实际距离计算NAV的AN-MAC协议。该协议根据节点间的实际传输距离计算出传... 水声传感器网络UW-CSMA/CA协议依据源节点与目的节点间最大传播延时确定NAV,这将导致发生网络延时冗余问题,从而降低网络吞吐量。基于此协议,提出了一种根据节点实际距离计算NAV的AN-MAC协议。该协议根据节点间的实际传输距离计算出传播延时并存储在控制帧中,将节点间实际传播延时替换最大延时来计算NAV,可以有效减少网络冗余延时。为了提高仿真结果的有效性,在NS-Miracle仿真器中将Bellhop和世界海洋仿真系统WOSS相结合,对2种协议进行仿真和比较。结果表明,AN-MAC协议较UW-CSMA/CA协议在吞吐量和传输延时方面均有改善。 展开更多

关键词 水声传感器网络协议 握手机制 网络分配向量 网络延时 归一化吞吐量

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基于隐马尔科夫模型的水声传感器位置稳定性模型研究 被引量：1

12

作者 李丹 赵荣阳 《电脑与电信》 2022年第5期1-4,共4页

针对水声传感器网络因节点运动造成网络稳定性下降的问题,利用节点数据发射功率的变化过程,基于隐马尔科夫模型建立邻节点位置稳定性评估模型,使用Baum-Welch算法和Viterbi算法对模型进行求解,在数据转发时选择位置稳定的邻节点,提高分... 针对水声传感器网络因节点运动造成网络稳定性下降的问题,利用节点数据发射功率的变化过程,基于隐马尔科夫模型建立邻节点位置稳定性评估模型,使用Baum-Welch算法和Viterbi算法对模型进行求解,在数据转发时选择位置稳定的邻节点,提高分组投递率。仿真实验证明,基于隐马尔可夫模型改进的路由协议能够有效降低因节点运动导致的分组投递率下降问题,提高网络数据转发的性能。 展开更多

关键词 水声传感器网络 隐马尔科夫模型 Baum-Welch算法 VITERBI算法 路由协议

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适用于水声传感网络的多链路传输MAC协议 被引量：1

13

作者 詹长健 雷磊 +1 位作者 沈高青 李志林 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期194-200,共7页

针对水声传感网络存在的高时延、低信道利用率等问题,提出一种新的多链路传输介质访问控制协议。该协议节点通过RTS/CTS握手协议交互时延信息和传输计划,实现多条链路传输数据。在汇聚节点接收多个节点的数据时,汇聚节点根据节点的时延... 针对水声传感网络存在的高时延、低信道利用率等问题,提出一种新的多链路传输介质访问控制协议。该协议节点通过RTS/CTS握手协议交互时延信息和传输计划,实现多条链路传输数据。在汇聚节点接收多个节点的数据时,汇聚节点根据节点的时延和接收的数据帧大小规划节点之间的发送顺序,避免传输冲突造成的能量损失和低信道利用率,同时为得到最大网络吞吐量,给出最优退避窗口值的理论表达式。仿真结果表明,与RC-FAMA、S-FAMA等协议相比,该协议能有效提高水声传感网络的吞吐量,降低传输冲突,从而延长水下节点的工作时间。 展开更多

关键词 水声传感网络 介质访问控制协议 多链路传输 隐藏终端 暴露终端

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基于MACAW的分簇轮转调度式水声传感网MAC协议

14

作者 鲍万松 刘广钟 《微型机与应用》 2017年第16期73-77,共5页

针对当前水声传感器网络长时延和低信道利用率的特点,改进传统的水声通信网MAC协议MACAW协议,设计出一种新型的分簇轮转调度式MAC协议CRD-MACAW协议。该协议通过网络初始化和网络动态更新对部署在网络中的传感器节点按照一定机制进行分... 针对当前水声传感器网络长时延和低信道利用率的特点,改进传统的水声通信网MAC协议MACAW协议,设计出一种新型的分簇轮转调度式MAC协议CRD-MACAW协议。该协议通过网络初始化和网络动态更新对部署在网络中的传感器节点按照一定机制进行分簇,网络中的数据传输则分为簇内传输和簇间传输。簇内传输采用分簇时网络管理节点所分配的轮转顺序进行,节点与节点之间无需发送RTS帧和CTS帧;簇间传输则是通过各个簇首节点之间采用MACAW协议来进行的,最终网络数据汇聚到网络管理节点供分析使用。仿真结果表明,该协议与传统的MACAW协议相比,在网络节点增多、节点整体分布较为分散时,能够有效降低传输时延,提高信道利用率。 展开更多

关键词 水声传感网 MAC协议 分簇 轮转调度 CRD-MACAW协议 MACAW协议

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基于并发预约的水声传感器网络MAC协议

15

作者 林文 《闽江学院学报》 2020年第5期67-73,共7页

由于水声信道具有高传播时延特性,基于握手接入机制的MAC协议在水声传感器网络中面临控制包交互失效问题。时隙FAMA协议通过限制发送时间的方法克服控制包失效问题,然而较长的时隙要求会影响网络性能。基于时隙FAMA协议提出了一种改进... 由于水声信道具有高传播时延特性,基于握手接入机制的MAC协议在水声传感器网络中面临控制包交互失效问题。时隙FAMA协议通过限制发送时间的方法克服控制包失效问题,然而较长的时隙要求会影响网络性能。基于时隙FAMA协议提出了一种改进型协议,该协议通过并发预约机制减少控制包交互占据信道的时间,克服较长时隙对时隙FAMA协议性能的影响。仿真实验结果表明该协议可以有效地提高网络吞吐量。 展开更多

关键词 水声传感器网络 MAC协议 FAMA协议

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水声传感器网络中基于相关性感知的路由协议

16

作者 徐明 刘广钟 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第2期18-22,共5页

针对水声传感器网络数据传输效率低、能量消耗大的问题,提出一种基于相关性感知的路由协议。该协议根据路由过程中数据的相关性进行数据融合以减少通信量。通过平衡各节点的能量消耗,避免某些节点过早地耗尽能量而影响整个网络的生命周... 针对水声传感器网络数据传输效率低、能量消耗大的问题,提出一种基于相关性感知的路由协议。该协议根据路由过程中数据的相关性进行数据融合以减少通信量。通过平衡各节点的能量消耗,避免某些节点过早地耗尽能量而影响整个网络的生命周期。仿真结果表明,该路由协议可以在提高数据包传送率的同时,有效降低网络能量消耗。 展开更多

关键词 水声传感器网络 相关性感知 路由协议 数据采集 能量消耗 负载均衡

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基于ALOHA多址协议的水声传感器网络仿真研究 被引量：3

17

作者 彭琴 张杰 童峰 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第A01期22-24,48,共4页

在水声信道长时延扩展、强多径干扰、强烈随机时-空-频变等恶劣传输条件下设计水声传感器网络多址协议是一项挑战性极大的任务.本文对ALOHA多址协议下水声传感器网络的性能进行仿真研究,首先利用网络仿真软件Opnet建立了ALOHA水声传感... 在水声信道长时延扩展、强多径干扰、强烈随机时-空-频变等恶劣传输条件下设计水声传感器网络多址协议是一项挑战性极大的任务.本文对ALOHA多址协议下水声传感器网络的性能进行仿真研究,首先利用网络仿真软件Opnet建立了ALOHA水声传感器网络模型,并分析了节点数目、数据包产生的平均间隔、数据包帧长等网络参数对网络性能的影响.仿真实验结果表明:根据负载、节点数等网络参数对数据包帧长进行适当设置,将可优化ALOHA网络的吞吐性能. 展开更多

关键词 水声传感器网络 ALOHA协议 OPNET 仿真

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