[发明专利]一种水声传感器网络模拟系统

说明书

本发明涉及一种水声传感器网络测试系统，该测试系统包括：水声信道、服务器、与所述服务器均分别连接的第一调制解调器、第二调制解调器和调音台；所述水声信道包括：声信号发送装置、水环境装置和声信号接收装置。本发明通过服务器确认被模拟的水声传感器网络的各项基础信息，通过第一调制解调器和第二调制解调器模拟水声传感器网络中各个节点实现声信号在水中传播的物理链路，实现了模拟任何复杂的水声传感器网络拓扑结构的功能，通过模拟水声传感器网络拓扑结构以确定不同水声传感器网络效率。

技术领域

本发明涉及水下网络技术领域，尤其涉及一种水声传感器网络模拟测试系统。

背景技术

目前水声传感器网络是一个新兴领域。它广泛的应用和独特的挑战引起了很大的研究浪潮。然而，由于构建水下网络系统并在水下系统进行实验的开销大，大多数研究都是基于建模、分析与模拟的方法。

然而，复杂的水环境和水下声学通信需要一个部署在真实的水下环境中的标准平台，它可以用来测试、评估和比较不同的网络协议和算法。这一平台的缺失将减缓该领域的进一步发展。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明实施例提供了一种水声传感器网络测试系统，包括：水声信道、服务器、与所述服务器均分别连接的第一调制解调器、第二调制解调器和调音台；所述水声信道包括：声信号发送装置、水环境装置和声信号接收装置；

所述服务器，用于根据被模拟的水声传感器网络确定基础信息；

所述服务器，还用于根据所述基础信息向所述第一调制解调器、第二调制解调器和调音台发送控制指令，同时生成声信号发送到所述第一调制器；

所述第一调制解调器，用于模拟虚拟源节点或虚拟中继节点；若用于模拟所述虚拟源节点，则根据所述控制指令对所述声信号进行调制后，发送到所述调音台；若用于模拟所述虚拟中继节点，则将接收到的待测试声信号转发到所述调音台；

所述调音台，用于将调制后的所述声信号根据控制指令混合预存储的特殊音效得到待测试声信号，通过所述声信号发送装置将所述待测试声信号在所述水环境装置中发送到所述声信号接收装置；

所述第二调制解调器，用于模拟虚拟中继节点或虚拟目标节点；若用于模拟所述虚拟中继节点，则通过所述声信号接收装置接收所述待测试声信号，并将所述待测试声信号通过所述服务器转发给所述第一调制解调器；若用于模拟所述虚拟目标节点，则通过所述声信号接收装置接收所述待测试声信号后，进行解调得到完成测试声信号。

进一步，所述基础信息具体包括：虚拟节点的三维位置信息、虚拟中继节点的基础信息和数量、虚拟目标节点的三维位置信息和水环境信息；

所述服务器，具体用于，根据所述水环境信息确定所述水环境中声信号发送过程的信号衰减率；根据所述信号衰减率确定发送给调音台的控制指令；

所述调音台，具体用于，根据接收到的控制指令将调制后的所述声信号与所述控制指令相匹配比例的特殊音效后，得到待测试声信号。

进一步，所述服务器还包括：延迟处理模块，具体用于，当所述第二调制解调器用于模拟所述虚拟中继点时，将通过服务器转发给第一调制解调器的待测试声信号进行模拟发送延迟处理；所述模拟发送延迟的延迟时间为S/V秒；

其中，S为根据基础信息确定从发送所述待测试声信号的节点到接收所述待测试声信号的节点之间的距离；V为声音在水环境中的传播速度。

进一步，所述声信号发送装置还包括：声信号频率调节单元，用于调节所述待测试声信号的频率值；所述待测试声信号的频率范围为200Hz-32kHz，若所述待测试声信号的频率小于或等于预设频率值时，所述待测试声信号在水环境中非定向发送；若所述待测试声信号的频率大于预设频率值时，所述待测试声信号在水环境中定向发送。