章佳荣，乔钢

(哈尔滨工程大学水声技术重点实验室，黑龙江哈尔滨150001)

水声通信网络在海洋环境监测、自然灾害预警、水下潜器导航、联合作战指挥等方面具有广泛的应用前景［1-3］。但水下设备能量有限且更换不便，数据冲突导致的能量消耗会缩短网络的生存周期［4］。基于握手机制的CSMA协议虽然可以有效减少冲突的发生，但由于载波传播速率低，往复握手会增加信息传播的端到端时延［5-6］。TDMA协议为每个节点分配固定的工作时隙，可以有效地减少冲突、缩短握手信号带来的传输时延［7-8］。但实现TDMA协议需要有严格的帧同步时序，而在水声环境中做到全网时钟的严格同步非常困难，因此无线电中许多成熟的TDMA协议无法直接应用到水声环境中。文献［9-10］分别针对特定的星形网络和分布式网络，提出适用于水声通信网络的TDMA协议，但需要周期地广播同步信号。文章针对水声通信网络实现严格的时钟同步困难、周期广播同步信号效率低的问题，提出一种基于相对时钟的TDMA协议(relative time clock based time division multiple access，RTC-TD-MA)。根据主节点与各子节点的距离安排时间表，各节点将时间表映射到本地时钟上进行工作，不需要全局的时钟同步，并在数据传输过程中完成时钟漂移修正。

1 网络拓扑结构

水声通信网络的拓扑结构可以分为集中式和分布式2种类型，对于集中式网络，各节点之间位置相对固定，采用TDMA协议是一种理想的选择，可以有效缩短握手协议在握手过程中占用的时间。本文提出的基于相对时钟的TDMA协议基于集中式网络的应用背景。……