RIM-MAC：提升水下传感网吞吐量的多会话MAC协议

"RIM-MAC：一种适用于水下传感网接收者发起的多会话MAC协议" 水下无线传感器网络（Underwater Wireless Sensor Networks, UWSNs）主要依赖声波进行通信，因为声波在水中的传播效果优于电磁波。然而，这种通信方式存在显著的长延迟和低带宽问题，这给设计有效的媒体接入控制（MAC）协议带来了巨大挑战。针对这些难题，研究人员提出了RIM-MAC（Receiver-Initiated Multi-Session MAC）协议，这是一种创新的MAC协议，特别适用于水下传感网络。 RIM-MAC协议的核心在于接收者发起的多会话机制。传统的MAC协议通常由发送方发起通信，但RIM-MAC则反转了这一过程，由接收方启动通信会话。通过接收者发起的一次会话，协议可以利用四次握手来完成对所有相邻节点的数据分组传输，显著减少了握手次数，从而提高了网络效率。此外，协议还利用节点监听到的本地信息，如邻居延迟图和邻居的传输调度，来预测和避免信道冲突，进一步提升了信道利用率，特别是对于有长传播延迟的环境。 RIM-MAC协议还强调了节点间的并行传输能力，增强了空间和时间上的复用率。在发送者和接收者两端优化了资源分配，使得网络吞吐量相比传统的水下MAC协议至少提高了36%。不仅如此，为了确保网络中各个竞争节点的公平信道访问，RIM-MAC还引入了一种自适应数据轮询策略为基础的网络负载公平算法（FTA）。该算法能够动态调整节点的访问权限，确保在网络高负载情况下，各个节点都能公平地获取信道资源。 仿真实验结果证明，在长传播延迟的条件下，RIM-MAC协议在吞吐量性能上明显优于常见的水下MAC协议。这一成果对于提升UWSNs的通信效率和数据传输质量具有重要意义，尤其是在海洋监测、海底探测等应用场景中，RIM-MAC协议能够更好地满足网络性能需求，降低通信延迟，提高整体网络性能。