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随着应用领域的不断扩大,水声通信网络也希望像陆地无线网络一样能为不同业务提供服务质量保障。但与陆地无线网络不同,对于信道环境复杂、带宽很窄、能源和内存非常受限的水声网络而言,提供服务质量支持是一个复杂而全新的课题。本文借鉴无线网络中的服务质量保障技术,结合水声网络自身特点加以改进,设计适用于水声通信网络的服务质量技术。基于多跳场景设计了动态退避算法和拥塞控制算法,改善了网络性能,同时针对能量优化问题,研究了功率控制技术和能量平衡技术,提高了能量的使用效率。论文的具体工作如下:
1.概括了水声通信网络的特点及应用,阐述了服务质量定义及现有模型,同时介绍了水声通信网络服务质量的研究现状及评价参数。
2.介绍了无线网络中的各种服务质量技术,在此基础上分析了水声通信网络提供服务质量时面临的挑战,并研究了适用于水声网络的服务质量技术。
3.结合水声通信网络特点,设计了冲突状态下的动态退避算法,它可以根据网络传输状况实时更新退避时间,有效解决节点冲突,提高网络适应性。
4.实现了一种拥塞控制算法,主要通过缓冲队列管理与链路负载检测相结合的方法来判断网络拥挤状况,及时处理网络拥塞,并通过OPNET仿真分析了其性能。
5.针对水声通信网络的能量效率问题,采用功率控制技术,将网络层路由协议,数据链路层介质接入控制和物理层自适应功率调节等各层功能结合在一起,节省了能量消耗,增大了网络容量。
6.为了更有效地解决“能量洞”问题,研究了两种能量平衡策略:混合数据传输方式和不同初始能量设置,并结合了动态路由选择协议,较好地实现了网络能耗均衡,延长了网络生存时间。