网络科技论文发表浅析水声传感网MAC协议的研究(2)

　　MACAMN协议可实现水下节点的1点对多点的传输[18],即发送节点通过形成1串包在1个握手周期内完成对多个邻居节点的数据传输,具体步骤如图6所示[18]。如果1个节点要发送数据包,先广播1个RTS包给目的节点,当目的节点收到RTS包后,会回复1个CTS给发送节点。由于内部节点的传播延迟,当目的节点感知到它所发送的CTS包与前1个目的节点发送的CTS包会在发送节点产生碰撞时,会延迟CTS包的发送[13]。当接收机等待了1个最大传输时延的时延过后,会根据自己所收到的CTS包的顺序,依顺序发送数据包给目的节点。该协议极大地减少了长传播时延导致的时间浪费,也减少了隐藏终端的问题[19]。

　　Slotted FAMA协议包含了时隙划分、载波侦听和握手技术[23]。Slotted FAMA的主要算法和CSMA算法相同,但它和CSMA最大的不同是它分时间段的信道接入和强制性地在每一个节点的开始时隙里面发送RTS,CTS,data和ACK包。时隙长度等于最大传播时间、RTS/CTS包的传输时间和保护时间的总和,每一个包传输都在时隙的开始部分[24],其大致步骤如图8[25]所示。在SFAMA协议中,节点一直侦听信道,在没有侦听到载波或有包要发送的时候,节点处于空闲状态。

　　如果在节点有包准备发送并且没有侦听到载波,节点会发送1个RTS,然后等待2个时隙来接收CTS。如果在这个时间段内没有收到CTS,则认为是发生了碰撞,发送终端会随机退避到另外的时隙。如果在这个新时隙同样没有发现载波,就再次发送RTS。当收到CTS过后,节点会在下一个时隙发送数据。当接收节点收到整个数据包过后,会发送1个确认ACK包回给发送节点,这便完成了整个包握手机制。该协议在很大程度上避免了包的碰撞。在未来的工作中需要改进时隙中的退避算法,使其能够更好地实现网络的公平性[26]。

　　4结论和展望

　　水声传感网因其宽广的应用领域和巨大的应用潜力受到高度重视。本文对近年来水声通信MAC协议的研究进行了综述,并对未来的研究方向进行了展望。目前水声传感网的MAC协议已有一些探索。现有的各种协议在吞吐量、开销、信道利用率以及网络的扩展性等方面存在优势,也有不足。如何更好地克服水声通信中的长传播时延、有限的可用带宽、能量消耗和可移动性等问题,提出更合理更实用的水声通信MAC协议将是该领域未来的重点研究方向。

　　为了提高信道的利用率,现存的MAC协议中ITDMA采用了双向数据包同传的方式,不过仅局限于2个对传节点;MACAMN,RIPT采用了数据包成串的发送方式,不过仅是一对多的传输。目前还没有协议提出了多向数据包成串同传的协议,一个多向数据包成串同传的MAC协议,使得多个传感器节点能够利用水声的高时延在1个给定的周期内传输和接收数据包,该协议是非常具有研究意义的,它能极大地提升整个水声网络的信道利用率。

　　另外,由于水声传感网的应用领域很广,针对不同的环境以及所想要搜集的数据,所采用的MAC协议也会不同,我们不能局限于提出单个的MAC协议,应该考虑到跨层的问题。跨层使得层与层之间能够“直接”通信,避免了冗余信息和对等层的通信开销,能够获得更高的网络性能,所以,基于跨层的水声传感网是值得大力探索和研究的方向。

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