水聲通信網(wǎng)MAC層協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、作為陸、海、空立體網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，水聲通信網(wǎng)具有極其重要的作用。目前，國(guó)內(nèi)水聲通信網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用尚處于起步階段，從水聲通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)效率、大規(guī)模的外場(chǎng)試驗(yàn)工作效率及試驗(yàn)成本考慮，均急需構(gòu)建一個(gè)高效、靈活及可控的集水聲通信網(wǎng)絡(luò)仿真、半實(shí)物仿真及外場(chǎng)試驗(yàn)的研究與開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)，并在此軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)MAC層的控制協(xié)議進(jìn)行研究。本文正是基于這樣的需求開(kāi)展相關(guān)的研究工作。
　　首先，構(gòu)建了用于完成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真及實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，對(duì)N

2、S2（Network Simulator Version2）及其擴(kuò)展軟件的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制的分析，介紹了兩種輔助處理工具，為水聲通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。
　　其次，依據(jù)應(yīng)用需求重點(diǎn)研究了ALOHA及CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）兩種MAC（Medium Access Control）協(xié)議的基本原理，并基于已構(gòu)建的水聲通信網(wǎng)絡(luò)開(kāi)

3、發(fā)環(huán)境對(duì)這兩種MAC協(xié)議進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果給出了分組長(zhǎng)度與網(wǎng)絡(luò)吞吐量、端到端時(shí)延以及丟包率之間的相應(yīng)關(guān)系，仿真結(jié)果為實(shí)際系統(tǒng)的外場(chǎng)投放試驗(yàn)提供了重要的分組長(zhǎng)度選擇參考依據(jù)。
　　再次，為了實(shí)現(xiàn)仿真、半實(shí)物仿真及外場(chǎng)試驗(yàn)代碼的高度重用性、外場(chǎng)試驗(yàn)的靈活性及高費(fèi)效比，研究開(kāi)展了如下工作：（1）開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于OMAP-L138的接口程序，這個(gè)接口主要由兩部分程序組成：DSP+ARM雙核間的驅(qū)動(dòng)程序和復(fù)用層程序。這個(gè)接口完成了NS2

4、網(wǎng)絡(luò)軟件與實(shí)際物理層的對(duì)接，它使得物理層的開(kāi)發(fā)與NS2網(wǎng)絡(luò)軟件協(xié)議的開(kāi)發(fā)相互獨(dú)立。（2）實(shí)現(xiàn)了一種控制鏈路機(jī)制，該機(jī)制避免了頻繁更換協(xié)議帶來(lái)的不便；它主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：1）、監(jiān)測(cè)并記錄各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)；2）、遠(yuǎn)程控制通信節(jié)點(diǎn)的測(cè)試協(xié)議的定時(shí)啟動(dòng)、更換和停止。
　　最后，使用開(kāi)發(fā)完成的綜合軟件系統(tǒng)及相應(yīng)的通信物理層進(jìn)行了水聲通信網(wǎng)絡(luò)的外場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的MAC層采用的是ALOHA協(xié)議，試驗(yàn)證明了搭建的軟件系統(tǒng)工作穩(wěn)定，能夠完