一種淺海水聲通信網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的設(shè)計(jì).pdf

1、本文主要對(duì)水聲通信網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)并模擬一個(gè)小規(guī)模水聲通信網(wǎng)絡(luò)，研究水下信道傳輸帶寬窄、多徑衰落嚴(yán)重和延時(shí)大等特性對(duì)通信的影響，探討水聲通信網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的描述和實(shí)現(xiàn)方法。主要工作如下： 首先，探討了水聲通信網(wǎng)絡(luò)的研究意義，概述了國(guó)內(nèi)外水聲通信網(wǎng)絡(luò)(包括水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼皡f(xié)議部分)的研究成果，提出了本文的研究?jī)?nèi)容和研究方法。 其次，分析了海洋水聲信道的特性，包括海水中的聲傳播速度、水聲信道的有限帶寬

2、性、空變、時(shí)變、隨機(jī)性、多徑傳播以及衰落特性等，研究了上述特性對(duì)水聲通信的影響。 再次，探討了水聲通信網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)以及通信協(xié)議各層的任務(wù)、功能以及主要技術(shù)。 在以上研究工作的基礎(chǔ)上，選擇了一個(gè)以多徑傳輸為主要模擬對(duì)象的簡(jiǎn)化的淺海水聲信道模型。通過定量分析，選擇了多跳式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。通過比較水聲通信網(wǎng)絡(luò)各種協(xié)議的實(shí)現(xiàn)算法，設(shè)計(jì)了適合于淺海水聲信道的通信協(xié)議集。其中物理層的調(diào)制方式為2FSK；數(shù)據(jù)鏈路層的信道共享協(xié)議為基于停

3、等ARQ的改進(jìn)式MACA協(xié)議，同時(shí)使用基于頻分雙工的DS-CDMA對(duì)信道進(jìn)行復(fù)用；網(wǎng)絡(luò)層使用固定的路由樹，在初始化之后，網(wǎng)絡(luò)重建之前，路由不變。 然后，在仿真軟件中搭建了一個(gè)由6個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的淺海水聲通信網(wǎng)絡(luò)模型后，選取了合適的統(tǒng)計(jì)量對(duì)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，該網(wǎng)絡(luò)在淺海環(huán)境下，端到端時(shí)延較長(zhǎng)，圍繞65s上下波動(dòng)，同時(shí)頭節(jié)點(diǎn)的功率消耗隨著時(shí)間而呈現(xiàn)增加變緩的趨勢(shì)。 最后，對(duì)所作的工作進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)以后的研究做出