基于

WinCE 的水声通信网络通信协议设计

    【摘要】水声通信网络节点是水声通信网络的重要组成部分。由于水声信道的复杂性，为了
提供高速实时可靠的水下通信，水声通信网络节点需要采用高效的调制解调方式、现代编码
方式、复杂的信道估计和均衡等手段。传统相对简单的水声通信网络节点无法胜任当前的需
求，因此开发新型的超高速水声通信网络节点具有十分重要的意义。本文通过在

Windows 

CE 系统环境下，通过编程实现 ARM 平台与其他设备的通信，以及实现水下通信网络三节
点网络协议的程序设计。研究节点网络，研究通信信道的冲突问题，应用

CSMA 协议和

RTS-CTS 机制，编写三节点网络通信协议，验证水下通信网络节点三节点网络协议的实现。
 
　　【关键词】网络节点；

wince；信道冲突；数据通信；网络协议 

　　

1.引言 

　　随着嵌入式系统在各个领域的广泛应用，嵌入式系统的软件开发变得越来越重要，而
对于嵌入式的开发环境也有了新的要求

[1]。在我国，嵌入式系统软件的开发正处在初级阶

段，普遍用的是国外产品，所以对嵌入式系统的研究有着极其重要的意义

[2]。嵌入式系统

通信模式一般是由宿主机

/目标机的模式进行[3]，其调试过程分为两部分，一部分是编译软

件运行在宿主机（如

PC 机）上，另一部分是编译软件需要下载到目标机（如移动设备或

者鱼雷等）上

[4]。由于水下通信网络中水声信道的特殊性，在实际的应用中，往往需要三

个或者以上的节点设备进行网络通信，这样就会出现通信信道冲突的问题，要解决这个问
题，就需要在各个节点进行通信的过程中设计一种通信协议。本文设计的一种通信协议可以
有效的改善多节点通信信道冲突的问题。

 

　　

2.水下通信网络节点概述 

　　

2.1 单节点系统 

　　所谓节点简单而言就是指的具有收发数据功能的电脑或其他设备。拥有唯一的网络地址
的设备都可以称作网络节点，如工作站、终端设备、服务器、网络设备等，各个节点之间具有
通信功能，可以进行收发数据。

 

　　

2.2 三节点通信网络概述 

　　本文中三节点通信系统是由三个同样的单节点系统组成，每个节点需要完成的功能是
ARM 分别通过网口，串口控制与之相连的 DSP、PC 机、SD 卡和姿态方位仪之间的数据通讯。
各个节点之间可以通过水声网络收发数据，保证其通信信道的通畅性，不冲突性，其示意
图如图

1 所示。 

　　如图

1 所示，为三个节点组成的节点通信网络，在本文中 A、B、C 三个节点是具有相同

功能的节点。

A 节点与 B 节点之间的信道为 AB 信道，B 节点与 C 节点之间的信道为 BC 信

道，

A 节点与 C 节点之间的信道为 AC 信道，为了保证三个节点之间在进行自主通信时，

不会因为信道冲突而出现未知的错误，本文需要通过设计三节点网络通信协议，验证水下
通信网络节点三节点通信协议的实现。在实际的水声通信网络中，往往需要多个节点进行通
信，三节点通信协议的实现，为多节点水声通信的实现打下了基础。

 

　　

3.基于 CSMA 协议/RTS-CTS 机制的三节点网络协议程序设计 

　　

3.1 水下通信网络节点三节点接收数据程序设计 

　　通过对

CSMA 协议和 RTS-CTS 机制的研究，本文设计了一种基于 CSMA 协议/RTS-

CTS 机制的网络协议来改善水声通信信道的冲突问题。本文提出如下的设计思路[6]来改善
这种信道冲突，定义该三节点网络通信发送数据的数据帧为如下表所示的格式。

 

　　信号类型

 目的节点 源节点 待发送数据 结束符 

　　信号类型指的是

RTS 信号（用 0x00 表示），CTS 信号（用 0x01 表示），DATA 数据