水声通信网络协议半物理仿真验证系统——水声建模及显控软件的设计

摘要

水声通信网技术研究发展平台是未来水声通信技术发展的研究基础,它主要由多个水声通信机节点工程样机、软件仿真环境、半物理仿真验证系统和海上试验基地构成。“水声通信网络协议半物理仿真验证系统”在接入多个通信节点后,再由人机交互界面设置通信节点参数和海洋环境参数,以模拟海洋环境对网络中各节点之间通信过程的影响,并对通信网络协议、算法性能等进行验证。
　　 本文主要内容是对该仿真验证系统中的水声信道模型和人机交互界面的设计与实现。论文对水声信道的主要特性进行分析,阐述了射线基础理论,在此基础上应用射线理论跟踪模型下的本征声线搜索算法,完成了射线模型的实现。依据显示控制软件的功能需求,设计了主机控制模块和界面显示模块实现对通信系统的实时监控以及通信机运行状态的显示。其中,主机控制模块完成对系统的运行及同步控制、初始化参数设置,并通过与DSP的交互获取所需的仿真数据。界面显示模块实现对DSP输出数据的波形绘制,对占用资源较大的图形界面,创建新的界面线程解决界面更新不流畅的问题,采用双缓冲机制处理文件切换时引起的时延和数据断帧问题,保证数据的实时性和连续不间断。选用VC6.0完成显控软件的编写,并通过与硬件仿真平台的联调测试,对测试数据进行Matlab仿真分析,验证系统是否符合技术指标要求。