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

1、作為陸、海、空立體網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分，水聲通信網(wǎng)具有極其重要的作用。目前，國內(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)的實現(xiàn)效率、大規(guī)模的外場試驗工作效率及試驗成本考慮，均急需構(gòu)建一個高效、靈活及可控的集水聲通信網(wǎng)絡(luò)仿真、半實物仿真及外場試驗的研究與開發(fā)的軟件系統(tǒng)，并在此軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對MAC層的控制協(xié)議進行研究。本文正是基于這樣的需求開展相關(guān)的研究工作。
　　首先，構(gòu)建了用于完成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真及實驗的開發(fā)環(huán)境，對N

2、S2（Network Simulator Version2）及其擴展軟件的結(jié)構(gòu)和運行機制的分析，介紹了兩種輔助處理工具，為水聲通信網(wǎng)絡(luò)的進一步研究與開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
　　其次，依據(jù)應(yīng)用需求重點研究了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

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

4、網(wǎng)絡(luò)軟件與實際物理層的對接，它使得物理層的開發(fā)與NS2網(wǎng)絡(luò)軟件協(xié)議的開發(fā)相互獨立。（2）實現(xiàn)了一種控制鏈路機制，該機制避免了頻繁更換協(xié)議帶來的不便；它主要實現(xiàn)了以下功能：1）、監(jiān)測并記錄各個通信節(jié)點的工作狀態(tài)；2）、遠程控制通信節(jié)點的測試協(xié)議的定時啟動、更換和停止。
　　最后，使用開發(fā)完成的綜合軟件系統(tǒng)及相應(yīng)的通信物理層進行了水聲通信網(wǎng)絡(luò)的外場試驗，試驗網(wǎng)絡(luò)的MAC層采用的是ALOHA協(xié)議，試驗證明了搭建的軟件系統(tǒng)工作穩(wěn)定，能夠完