分布式水下组网MAC协议的设计与仿真

周锋， 夏凡， 乔钢， 王思远

(1.哈尔滨工程大学 水声技术重点实验室， 黑龙江 哈尔滨 150001； 2.海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学)，黑龙江 哈尔滨 150001； 3. 哈尔滨工程大学 水声工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001； 4. 中船重工安谱(湖北)仪器有限公司，湖北 宜昌 443000； 5.哈尔滨工程大学 核科学与技术学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

随着计算机网络水平的提高和水声通信技术研究水平的进步，以二者为基础的水下通信网络得到了更多的关注，无论是在军事应用方面还是在其他领域中水下通信网络都将得到更为广泛的应用[1]。在水声通信网络中，传统的MAC协议包括ALOHA协议、MACAW协议和TDMA协议等。

TDMA协议适用于规模较大的网络或者在需要发送的数据包较大的场景中，但是其相比于其他常用的MAC协议[2]而言，通常具有更大的端到端时延。由于水下的传播时延远远大于无线电中的传播时延，因此在TDMA协议中，网络对于时间同步的精度要求比较高，并且空闲时隙会造成信道资源在时间上的浪费[3]。为了提高水下网络的数据传输效率，本文在传统TDMA协议的基础上提出一种基于传播时延特性的改进协议并对2种TDMA协议的性能进行对比分析。

1 水下组网MAC协议的设计

TDMA协议相对于其他基于竞争的MAC协议具有更好的可靠性，而且相对于其他固定分配MAC协议而言实现起来更为简单[4]。为了解决TDMA协议在水声通信网络中传输效率较低的问题，本文在传统的TDMA协议的基础上设计了一种动态时隙的TDMA协议。……