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由于在海洋探测、石油开采和数据采集等方面的广泛应用,水下无线传感器网络(underwater wireless sensor networks,UWSN)引起人们的密切关注。媒体接入控制(media access control,MAC)协议是设计水下无线传感器网络的核心问题之一,合理高效的MAC协议对水下无线传感器网络的发展尤为重要。因此,本文对水下无线传感器网络MAC协议展开研究,分别针对动态变化的网络负载和半静态时隙分配导致的吞吐量下降问题,提出了两个适用于水下环境的混合MAC协议,并进行了性能分析和仿真实验。论文主要完成以下几个方面的相关工作:(1)针对动态变化的网络负载,设计了一种基于负载的时隙分配水下无线传感器网络混合MAC协议LBTSA(load-based time slot allocation)。LBTSA很好地将TDMA(time division multiple access)和CSMA/CA(carrier sense multiple access/collision avoidance)融合在一起。LBTSA根据负载选择时隙分配方案。然后,基于从节点的优先级和最优退避次数,主节点选择最优接入方式。这样不仅可以很好地适应网络负载的变化,而且可以最大化网络吞吐量。(2)针对半静态时隙分配导致的吞吐量下降问题,设计了一种基于队列长度的动态时隙分配水下无线传感器网络混合MAC协议DTSA(dynamic time slot allocation)。DTSA将TDMA和CSMA/CA相结合。该协议可以根据从节点的队列长度动态地给从节点分配时隙,以实现时隙分配的自适应。这样不仅可以避免信道利用不充分问题,还可以最大化网络吞吐量。本文提出的LBTSA和DTSA主要用于解决网络负载动态变化和半静态时隙分配导致的吞吐量下降问题。经过仿真证明LBTSA的总吞吐量相比TDMA提高了8%,比CSMA/CA提高了45%;LBTSA的吞吐量比HCR(a hybrid mac protocol using channel reservation)提高了21%,比H-MAC(hybrid MAC)提高了115%;端到端时延相比HCR降低了60%,比H-MAC降低了87%。LBTSA可以获得更高的吞吐量和更低的时延。经过仿真证明,DTSA总吞吐量相比HCR提高了16%,相比H-MAC提高了47%。因此DTSA优于未加时隙分配方案的混合MAC协议。