14.4　编队网络协议设计技术

图14.14　传感器网络的典型协议栈(https://www.daowen.com)

如图14.1b所示，短程水下网络本质上是一个多节点传感器网络。为了开发一个功能性的传感器网络，有必要设计一系列的协议，包括MAC、数据链路控制（data link control，DLC）和路由协议。传感器网络的典型协议栈如图14.14所示。最底层是物理层，负责实现所有的电声信号调节技术，如放大、信号监测、调制解调、信号转换等。第二层是适应MAC和DLC协议的数据链路层。MAC是传感器网络协议栈的重要组成部分，因为它允许在共享信道中无干扰地传输信息。DLC协议包括自动重复请求（automatic repeat request，ARQ）和在非零误码率传输环境中进行无差错数据传输所需的流量控制功能。数据链路连接器功能的设计与传输信道条件密切相关。网络层的主要操作控制是路由协议；负责通过多跳网络将数据包从源发送到目的地。路由协议通过高信噪比链路保持所有到直接数据包的链路的状态信息，以最小化端到端数据包延迟。传输层负责端到端的错误控制过程，该过程复制DLC函数，但在端到端的基础上，而不是由DLL实现的逐跳的基础上。传输层可以使用标准协议，如TCP或UDP。应用层承载不同的操作应用程序，这些应用程序使用较低的层发送或接收数据。为了开发高效的网络体系结构，必须开发特定于网络和／或应用程序的DLL和网络层。以下小节将介绍水下集群编队网络所需的MAC和路由协议设计特点。