基于OPNET的水聲通信網(wǎng)聯(lián)合仿真平臺(tái)構(gòu)建及MAC協(xié)議仿真.pdf

1、海洋占據(jù)地球表面積三分之二，它是人類活動(dòng)的重要領(lǐng)域之一。隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從空中和陸地延伸到海洋，因此水聲通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在近些年來得到了迅猛的發(fā)展。水聲通信網(wǎng)絡(luò)的研究成為了當(dāng)代海洋研究、海洋資源開發(fā)與利用、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)以及水下軍事戰(zhàn)略的重要組成部分。
　　水聲信道與空間無線信道不同，它是一個(gè)極其復(fù)雜的時(shí)-空-頻變信道。水聲信道的可用帶寬有限，且伴隨著傳播時(shí)延高、多徑效應(yīng)嚴(yán)重、頻率選擇性衰落、海洋噪聲大等特點(diǎn)，

2、這些因素都對(duì)水聲通信網(wǎng)絡(luò)的性能產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。因此模擬復(fù)雜多變的水聲環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)水聲網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的媒介共享、降低節(jié)點(diǎn)功耗、增大網(wǎng)絡(luò)吞吐量和有效地利用信道帶寬是水聲通信網(wǎng)絡(luò)仿真的主要任務(wù)。
　　傳統(tǒng)的水聲網(wǎng)絡(luò)仿真一般只關(guān)心協(xié)議的性能而忽略物理層的構(gòu)建，仿真結(jié)果不能體現(xiàn)真實(shí)水聲網(wǎng)絡(luò)的性能。本文充分考慮水聲信道的特性，改善OPNET對(duì)水聲信道刻畫不準(zhǔn)確的特點(diǎn)，并進(jìn)行MAC協(xié)議的仿真。首先，本文利用OPNET與MATLAB進(jìn)行聯(lián)合仿真，在仿

3、真中加入了水聲信道的瑞利衰落模型，分析水聲網(wǎng)絡(luò)中握手協(xié)議和隨機(jī)接入?yún)f(xié)議的性能，并研究節(jié)點(diǎn)密度與數(shù)據(jù)包大小對(duì)兩種協(xié)議性能的影響。其次，本文構(gòu)架一個(gè)基于BOK制式的水聲網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，該平臺(tái)在仿真中加入了BOK調(diào)制方式和Bellhop射線模型，分別對(duì)深海和淺海信道進(jìn)行建模，分析深海與淺海的傳輸特性對(duì)BOK系統(tǒng)的性能影響，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行水聲網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議仿真。研究海水深度變化和傳輸范圍變化對(duì)隨機(jī)接入?yún)f(xié)議和握手協(xié)議性能的影響。最后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行