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随着陆地资源的匮乏,各国越来越重视海洋资源的开发,相继开展了水声通信网络的研究项目。水声通信网络能够有效地将海、陆、空三者连接到一起,这极大的扩大了海洋探测的范围以及时效性。按照OSI(Open System Interconnection)标准网络体系结构的划分,水声通信的研究主要集中在网络层、数据链路层(MAC)和物理层,其中MAC(Medium Access Control)层协议是负责信道资源的合理利用,以保证分组的可靠传输,因为水声信道带宽、速度等资源受限,因此水声通信网络MAC层协议的研究对我国水声事业的发展至关重要。为了更好地研究和发展水声通信网络MAC协议,需要对MAC协议进行大量的仿真分析和外场实验,基于此本文开展了如下工作。 首先,分析和研究了NS2Network Simulator Version2及其扩展网络仿真软件的框架和原理,为水声通信网 MAC层协议的仿真打好基础,依据应用需求重点研究了ALOHA、DACAP、T-Lohi等MAC协议的基本原理,并用代码实现了T-Lohi协议。 其次,基于已构建的水声通信网络开发环境对用代码实现的T-Lohi协议的正确性进行了验证,并在此基础上开展了ALOHA、DACAP、T-Lohi协议在不同分组长度和周期条件下的仿真分析,通过仿真分析给出了分组长度和周期与网络吞吐量、端到端时延以及丢包率之间的关系,由此得出ALOHA、DACAP、T-Lohi协议的适用范围,为以后在外场实验过程中对MAC层协议的选择提供了一定的标准和依据。 再次,为了使外场实验更加高效、可控以及更方便的统计分析外场实验得到的实验数据,进行了以下工作:第一、修改了网络层的静态路由,修改之后得到的动态路由使外场实验更加高效、可控;第二、修改了NS2扩展网络仿真软件在Emulation模式下的Trace Module,修改之后得到Trace Module为分析外场实验过程中丢包的原因提供了重要的线索。 最后,为了验证ALOHA、DACAP、T-Lohi协议的仿真结果,在水池环境下对ALOHA、DACAP、T-Lohi协议进行了测试,实验结果证明了T-Lohi协议能够在外场实验条件下正常工作,并在此基础上得出ALOHA、DACAP、T-Lohi协议的优缺点和适用范围。