一种浅海水声通信网络通信协议的设计.pdf

一种浅海水声通信网络通信协议的设计 摘要 本文主要对水声通信网络通信协议进行了研究与设计。通过设计并模拟一个小规模水声 通信网络，研究水下信道传输带宽窄、多径衰落严重和延时大等特性对通信的影响，探讨水 声通信网络通信协议的描述和实现方法。主要工作如下： 首先，探讨了水声通信网络的研究意义，概述了国内外水声通信网络(包括水声传感器 网络拓扑及协议部分)的研究成果，提出了本文的研究内容和研究方法。 其次，分析了海洋水声信道的特性，包括海水中的声传播速度、水声信道的有限带宽性、 空变、时变、随机性、多径传播以及衰落特性等，研究了上述特性对水声通信的影响。 再次，探讨了水声通信网络的组成结构以及通信协议各层的任务、功能以及主要技术。 在以上研究工作的基础上，选择了一个以多径传输为主要模拟对象的简化的浅海水声信 道模型。通过定量分析，选择了多跳式的网络拓扑。通过比较水声通信网络各种协议的实现 算法，设计了适合于浅海水声信道的通信协议集。其中物理层的调制方式为2FSK；数据链路 信道进行复用；网络层使用固定的路由树，在初始化之后，网络重建之前，路由不变。 然后，在仿真软件中搭建了一个由6个节点组成的浅海水声通信网络模型后，选取了合 适的统计量对设计的网络进行了仿真。仿真结果表明，该网络在浅海环境下，端到端时延较 长，围绕65s上下波动，同时头节点的功率消耗随着时间而呈现增加变缓的趋势。 最后，对所作的工作进行了总结，对以后的研究做出了展望。 关键词：浅海水声通信网络；拓扑结构；协议；Opnet ofThe The ofCommunicati013ProtocoIS Design ShaIIOWWaterAcousti cNetworks Abstract underwateracoustic This studiesthecommunicationof papermainly protocols shallow-wateracousticnetworkis thecharacteristicsof simulation,a designed．Afterresearching underwaterchannel．the andrealizationofcommunicationwhichare characterization protocols are main ofthisarc： underwaterdiscussed．The befitting aspectspaper At觚the andtheresearchfocusofunderwateracousticnetworksalediscussed． significance Basedonthe the researchstateswhichis and main summarizingpresent in-countryoverseas，the ideaofthe is forward． paperput ofunderwateracoustic studiesthe thecharacteristics channel，and Secondly,thisanalyzes Paper in