基于节点位置的水声传感器网络功率控制MAC协议

李 莉，魏宗博，路晨贺，靳晓珂，李 进

(1．沈阳化工大学 计算机学院，辽宁 沈阳 110142；2.辽宁省化工过程工业智能化技术重点实验室，辽宁 沈阳 110142)

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由于海洋环境与陆上环境相比，具有传播延时长、可用带宽窄、能量有限、多普勒效应及多径效应明显等特点，现有的陆上MAC协议难以适用于水声传感器网络，致使水声传感器网络MAC协议的研究远落后于陆上传感器网络[1-4]。而高效的MAC协议在提升网络信道的利用率、提高节点的公平性、共享信道、减少通信过程中端到端的延时及通过减少数据传输过程中的冲突来降低能耗等方面起着重要的作用[5-8]。此外，水声传感器网络应用环境都比较复杂，电池更换十分困难，因此能耗问题对水声传感器网络非常重要，节能已成为目前水声传感器网络MAC协议研究的重要方向之一。

目前节能性能较好的几种MAC协议有S-MAC(Sensor-MAC)，T-MAC(Timeout-MAC)和R-MAC(Routing enhanced-MAC)协议。S-MAC协议[9-10]是一种典型的节约能量的传感器网络MAC协议，该协议开创性地提出了节点共同侦听/睡眠的机制，实现了节点周期性的睡眠调度，通过减少空闲侦听时间，有效地提高了能量的利用率，同时该协议又具有良好的拓展性，但其只适用陆上传感器网络。T-MAC协议[11-12]是基于S-MAC协议提出的，与S-MAC协议不同的是，T-MAC协议引入了一个时间参量，即节点活动时间(Time Active,TA)，它随着网络流量动态地调整来提前结束活动周期，从而减少空闲侦听时间，进而达到节能的目的[13]。但TA的引入同时也带来了“早睡”问题，致使节点可能无法接收在TA时间之后到来的数据，从而增加了传输延迟。……