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水声通信网络在海洋石油工业的远程控制、海洋环境监测、海洋科学数据收集、水下通话、海洋资源勘探等方面具有重要的应用价值。它通常由海底传感器、无人或自主水下航行器和水面站组成,水面站可作为网关进一步通过无线通信链路与陆地基站连接。研究水声通信网络的目标是设计一个由分布式节点自配置的网络,通过调整系统参数使网络链路适应不同环境。
海洋传输信道的特性如可用频带有限、传输时延长以及环境噪声级高等种种困难严重限制了水声通信网络的服务质量。因此,高性能、高可靠性水声通信网络的实现具有极大的技术挑战性,其关键是研究基于海洋信道条件和水声通信网络特点的通信网络技术。
本文重点研究水声通信网络的网络层和链路层协议。首先,着重分析网络层的分级路由协议并选择几种常用协议进行仿真比较,针对LEACH协议提出改进的LEACH协议,通过限制簇头的位置提高簇的稳定性并减少能量消耗,仿真验证了改进后的网络性能:其次,研究链路层的多址接入技术,分别采用TD/CDMA和CDMA多址技术,在网络仿真软件OPNET上建立了两个分级网络模型,并比较了两者性能。最后对继续要做的工作进行分析和总结。