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

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

2、這些因素都對水聲通信網(wǎng)絡的性能產(chǎn)生了嚴重的影響。因此模擬復雜多變的水聲環(huán)境，并實現(xiàn)水聲網(wǎng)絡節(jié)點的媒介共享、降低節(jié)點功耗、增大網(wǎng)絡吞吐量和有效地利用信道帶寬是水聲通信網(wǎng)絡仿真的主要任務。
　　傳統(tǒng)的水聲網(wǎng)絡仿真一般只關心協(xié)議的性能而忽略物理層的構建，仿真結果不能體現(xiàn)真實水聲網(wǎng)絡的性能。本文充分考慮水聲信道的特性，改善OPNET對水聲信道刻畫不準確的特點，并進行MAC協(xié)議的仿真。首先，本文利用OPNET與MATLAB進行聯(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)絡中握手協(xié)議和隨機接入?yún)f(xié)議的性能，并研究節(jié)點密度與數(shù)據(jù)包大小對兩種協(xié)議性能的影響。其次，本文構架一個基于BOK制式的水聲網(wǎng)絡仿真平臺，該平臺在仿真中加入了BOK調(diào)制方式和Bellhop射線模型，分別對深海和淺海信道進行建模，分析深海與淺海的傳輸特性對BOK系統(tǒng)的性能影響，并在此基礎上進行水聲網(wǎng)絡MAC協(xié)議仿真。研究海水深度變化和傳輸范圍變化對隨機接入?yún)f(xié)議和握手協(xié)議性能的影響。最后對仿真結果進行