洪璐，洪锋，李正宝，郭忠文

（中国海洋大学 信息科学与工程学院 计算机科学与技术系，山东 青岛 266100）

1 引言

水下无线传感器网络（UWSN, underwater sensor networks）将采集到的海洋环境数据发送给用户来辅助决策，在环境监测、资源勘探、灾害预警和潜艇探测等民用和军用领域均具有广阔的应用前景[1～3]。

UWSN的重要特点是，主要通信方式只能采用水声通信。这是因为高频无线信号会被海水吸收，光信号也会因海水散射和反射而大量损耗，两者均不能满足水下长距离通信的要求。与无线电信号相比，水声通信的主要特点是：传播时延大，水声信号的传播速率仅为1 500m/s；通信距离长且带宽低，通信距离一般在1～10km级别，通信带宽仅在10kHz级别；误码率高、多途现象和多普勒频移现象均会导致传输错误[4,5]。

由于水声通信的传播时延高和通信距离长，发送端无法判断信道是否冲突；同时，由于低带宽和误码率高的特性，使得 UWSN中每次通信的分组长度必须受到限制。因此，解决UWSN的MAC问题的关键在于接收端判断冲突是否发生。

目前，国内外的研究者在UWSN的MAC问题上展开了深入的研究，主要包括接入竞争控制协议和无冲突接入协议2种。接入竞争控制协议，通过以接收端为中心的虚拟载波监听协议来解决 MAC问题[6～10]，但由于水声通信的时延长，虚拟载波监听的握手机制降低了数据通信时间的比例，导致网络流量较低。

无冲突接入协议主要采用时分复用接入（TDMA），即采用集中式的方式来向 UWSN内各个节点分配通信时间片[11～14]。……