水声传感器网络的水声信道建模与仿真

水声信道模型是水声传感器网络建模仿真的基础,对能否正确模拟水声传感器网络通信状态具有重要影响。为了精确模拟水声信道,研究、分析了水声通信的传播延时、传播损失及环境噪声等模型,在水声传感器网络仿真软件Aqua-Sim中引入了海水温度、深度、盐度和酸碱度等变量,实现了Mac Kenzie声速建模和Ainslie&Mc Colm吸收系数模型的建模。仿真分析了各个参数对平均数据包延时、平均能量消耗以及平均吞吐量等网络性能的影响,结果表明声速模型与吸收系数模型的引入使得Aqua-Sim的仿真结果更加精确。此外,在MATLAB中实现了环境噪声模型的建模,得到了不同传播距离下的最优频率,分析了发射功率同通信距离和频率之间的关系。结果显示,在通信距离确定的条件下,选择适当的通信频率可以最小化发射功率,从而达到既满足高信噪比又节约能量的目的。

Modeling and Simulation of Underwater Acoustic Sensor Network Channel