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水声通信网络中数据链路层协议研究

作　者: 吕中志
导　师: 孙大军
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 水声工程
关键词: 水声通信网络数据链路层协议 MAC协议 MACAW协议
分类号: U666.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 302次
引　用: 3次
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内容摘要

在过去的几十年里,水声通信技术取得了很大的进步。通信系统中增长的比特率和可靠性使得水下节点之间的实时点对点通信成为可能。当前的科学研究正致力于把这些点对点连接结合成为一个无线网络来满足各种要求。但由于海洋中恶劣的传输条件,设计一个高可靠性、高吞吐量、低能量消耗的水声通信网络是一项具有很强挑战性的工作。本文首先综述了水声通信网络的发展概况及其特点,设计了水声通信网络的三层结构,即物理层、数据链路层和网络层。同时分析水下通信的特殊环境,选择适合水下通信网络的多跳式平面拓扑结构。在此基础上,本文研究了数据链路层协议。一方面介绍了三种流量差错控制协议的工作原理,分析了它们的优缺点,结合水下通信网络的特点选择停止等待ARQ协议。另一方面研究了几种介质访问控制协议,提出解决隐蔽终端和暴露终端问题的具体方案,设计了解决报文冲突的退避算法。最后,根据水下通信的可行性设计了一个由四个节点组成的水声通信网络,对其数据链路层协议进行仿真研究。其中流量差错控制协议采用停止等待ARQ协议,介质访问控制协议采用MACAW协议,即RTS—CTS—DATA—ACK信道握手机制。分析比较不同帧长和不同误码率条件下网络的性能。

全文目录

第1章绪论  9-20
  1.1 引言  9-10
  1.2 水声通信网络的发展现状和特点  10-18
    1.2.1 水声通信网络的发展现状  10-12
    1.2.2 水声通信信道的特征  12-13
    1.2.3 水声通信网络的特点  13-15
    1.2.4 水声通信网络的应用方向  15-16
    1.2.5 Ad Hoc网络综述  16-18
  1.3 论文的主要内容  18-20
第2章水声通信网络的分层结构和拓扑结构  20-31
  2.1 水声通信网络的分层结构  20-23
  2.2 网络的拓扑结构  23-27
    2.2.1 网络拓扑结构设计的意义  23-24
    2.2.2 网络拓扑结构设计的分类  24
    2.2.3 平面拓扑结构  24-25
    2.2.4 分级拓扑结构  25-27
  2.3 水声通信网络的拓扑结构  27-29
  2.4 本章小结  29-31
第3章水声通信网络中链路层协议的研究  31-51
  3.1 数据链路层的研究  31-38
    3.1.1 数据链路层的功能  31-34
    3.1.2 帧结构  34-37
    3.1.3 网络时延对网络性能影响的分析  37-38
  3.2 差错控制与流量控制协议  38-49
    3.2.1 停止等待ARQ协议  39-46
    3.2.2 回退N帧ARQ协议  46-47
    3.2.3 选择性重传ARQ协议  47-49
  3.3 本章小结  49-51
第4章介质访问控制协议  51-60
  4.1 介质访问控制MAC协议的研究  51-54
    4.1.1 隐蔽终端的解决方案  52-53
    4.1.2 暴露终端的解决方案  53-54
  4.2 几种介质访问协议的分析比较  54-58
    4.2.1 ALOHA协议  55
    4.2.2 多址接入冲突避免协议(MACA)  55-57
    4.2.3 改进的多址接入冲突避免协议(MACAW)  57-58
  4.3 本章小结  58-60
第5章协议仿真与结果分析  60-72
  5.1 引言  60
  5.2 仿真实验过程  60-65
    5.2.1 仿真流程图  60
    5.2.2 网络模型  60-61
    5.2.3 选择统汁量  61-63
    5.2.4 仿真程序  63-65
  5.3 仿真结果及分析  65-71
  5.4 本章小结  71-72
结论  72-75
参考文献  75-78
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  78-79
致谢  79

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