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作为陆、海、空立体网络的一个组成部分,水声通信网具有极其重要的作用。目前,国内水声通信网络的研究与应用尚处于起步阶段,从水声通信网络的实现效率、大规模的外场试验工作效率及试验成本考虑,均急需构建一个高效、灵活及可控的集水声通信网络仿真、半实物仿真及外场试验的研究与开发的软件系统,并在此软件系统的基础上对MAC层的控制协议进行研究。本文正是基于这样的需求开展相关的研究工作。首先,构建了用于完成网络协议仿真及实验的开发环境,对NS2(Network Simulator Version 2)及其扩展软件的结构和运行机制的分析,介绍了两种辅助处理工具,为水声通信网络的进一步研究与开发奠定基础。其次,依据应用需求重点研究了ALOHA及CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)两种MAC(Medium Access Control)协议的基本原理,并基于已构建的水声通信网络开发环境对这两种MAC协议进行了仿真分析,仿真结果给出了分组长度与网络吞吐量、端到端时延以及丢包率之间的相应关系,仿真结果为实际系统的外场投放试验提供了重要的分组长度选择参考依据。再次,为了实现仿真、半实物仿真及外场试验代码的高度重用性、外场试验的灵活性及高费效比,研究开展了如下工作:(1)开发了一个基于OMAP-L138的接口程序,这个接口主要由两部分程序组成:DSP+ARM双核间的驱动程序和复用层程序。这个接口完成了NS2网络软件与实际物理层的对接,它使得物理层的开发与NS2网络软件协议的开发相互独立。(2)实现了一种控制链路机制,该机制避免了频繁更换协议带来的不便;它主要实现了以下功能:1)、监测并记录各个通信节点的工作状态;2)、远程控制通信节点的测试协议的定时启动、更换和停止。最后,使用开发完成的综合软件系统及相应的通信物理层进行了水声通信网络的外场试验,试验网络的MAC层采用的是ALOHA协议,试验证明了搭建的软件系统工作稳定,能够完成对通信网节点状态的监测与控制,可根据试验要求方便有效地进行不同网络协议脚本的启停与更换,极大地提高了试验的效率,进而降低了试验的人力及物力消耗,并对测试的ALOHA协议网络性能进行了统计,达到了预期的效果。