基于NS2的无线地下网络信道模型仿真

doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2016.01.024

计算机与现代化

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基于NS2的无线地下网络信道模型仿真

天津大学计算机科学与技术学院，天津300072

收稿日期:2015-08-18 出版日期:2016-01-22 发布日期:2016-01-26
作者简介:李文治(1991-),男,河北沧州人,天津大学计算机科学与技术学院硕士研究生,研究方向:计算机网络; 张钢(1960-),男,天津人,教授,硕士生导师,研究方向:计算机网络; 郑莉(1989-),女,山西忻州人,硕士研究生,研究方向:计算机网络。

Simulation of Channel Model for WUSN Based on NS2

School of Computer Science and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China

Received:2015-08-18 Online:2016-01-22 Published:2016-01-26

摘要/Abstract

摘要： 受限于复杂的地下通讯环境，对无线地下传感器网络的大多研究还停留在理论阶段。主流仿真平台所提供的信道模型都只适用于地上无线通信的仿真，没有合适的模型能反映电磁信号在地下环境能量严重损耗的情况。为解决以上问题，给无线地下网络研究提供仿真实验平台，本文采用双径模型为基础叠加多径瑞利衰落的信道模型，在NS2上加以实现并在实现的平台上进行仿真实验。分析吞吐率和单位有效比特能量消耗这2个性能指标在不同含水量下的变化规律。结果表明，所采用的模型能很好地反映地下通讯情况，验证了双径叠加多瑞利分布模型用于地下环境仿真的可行性，为以后的无线地下网络研究提供参考。
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关键词: 无线地下传感器网络, NS2, 无线信道, 仿真

Abstract: Limited by the complex underground environment, most researches on wireless underground sensor networks (WUSN) are still in the theoretical stage. The channel model provided by the mainstream simulation platform is only suitable for the simulation above the ground. There is no suitable channel model which can reflect the serious loss of electromagnetic signal underground. To solve this problem and provide a WUSN simulation platform, a channel model considering not only the propagation of EM waves in soil, but also the reflection and multipath fading effects was adopted and implemented on NS2. Simulations were carried out on the platform, the packet throughput and energy consumption per useful bit were analyzed by simulation. The results show that the model can be used to reflect the underground communication well. This paper can be used as reference for future wireless underground network research.
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Key words: WUSN, NS2, wireless channel, simulation

中图分类号:

TP393.01

李文治,张钢,郑莉. 基于NS2的无线地下网络信道模型仿真[J]. 计算机与现代化, doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.01.024.

LI Wen-zhi， ZHANG Gang， ZHENG Li. Simulation of Channel Model for WUSN Based on NS2[J]. Computer and Modernization, doi: 10.3969/j.issn.1006-2475.2016.01.024.

参考文献

［1］ Stankovic J A. Wireless sensor networks［J］. IEEE Computer, 2008,41(10):92-95.
［2］李莉. 无线地下传感器网络关键技术的研究［D］. 北京:北京邮电大学, 2008.
［3］ Sun Zhi, Akyildiz Ian F. Underground wireless communication using magnetic induction［C］// IEEE International Conference on Communications, 2009. 2009:1-5.
［4］ Sun Zhi, Akyildiz Ian F. Magnetic induction communication for wireless underground sensor networks［J］. IEEE Transactions on Antenna and Propagation, 2010,58(7):2426-2435.
［5］ Sun Zhi, Akyildiz Ian F. Deployment algorithm for wireless underground sensor networks using magnetic induction［C］// 2010 IEEE Global Telecommunications Conference. 2010:1-5.
［6］ Chehri P, Fortier P, Tardif P M. Security monitoring using wireless sensor networks［C］// Proceedings of the 5th Annual Conference on Communication Networks and Services Research. 2007:13-17.
［7］ Kenedy G A, Foster P J. High resilience networks and microwave propagation in underground mines［C］// Proceedings of the 9th European Conference on Wireless Technology. 2006:193-196.
［8］ The University of Southern California Websit. The Network Simulator-NS2［EB/OL］. http://www.isi.edu/nsnam/ns, 2015-08-01.
［9］ Issariyakul T, Hossain E. Introduction to Network Simulator NS2［M］. 2nd ed. New York:Springer-Verlag, 2012:21-40.
［10］Issariyakul T, Hossain E. Application: User Demand Indicator［M］// Introduction to Network Simulator NS2. 2011:273-292.
［11］方路平,刘世华,陈盼,等. NS-2网络模拟基础与应用［M］. 北京:国防工业出版社, 2008:1-5.
［12］Dong Xin, Vuran M C. A channel model for wireless underground sensor networks using lateral waves［C］// 2011 IEEE Global Telecommunications Conference. 2011:1-6.
［13］Li Li, Vuran M C, Akyildiz Ian F. Characteristics of underground channel for wireless underground sensor networks［C］// Proceedings of the IFIP Mediterranean Ad Hoc Networking Workshop, 2007. 2007:92-99.
［14］Vuran M C, Akyildiz Ian F. Channel model and analysis for wireless underground sensor networks in soil medium［J］. Physical Communication, 2010,3(4):245-254
［15］Akyildz Ian F, Stuntebeck E P. Wireless underground sensor networks: Research challenges［J］. Ad Hoc Network Journal (Elsevier), 2006,4(6):669-686.
［16］Foth H D. Fundamentals of Soil Science［M］. 6th ed. New York: John Wiley & Sons, 1978:25-29.
［17］Behari J. Microwave Dielectric Behavior of Wet Soils［M］. New York: Springer, 2005:34-35.

[1]	张春晖, 聂芸, 王国伟. 空天三维仿真中空间目标实时渲染算法[J]. 计算机与现代化, 2023, 0(11): 82-88.
[2]	刘续, 查可可. 一种用于机场特种车辆作业的环境目标识别方法[J]. 计算机与现代化, 2023, 0(08): 18-24.
[3]	刘聪, 聂芸, 王国伟. 空天三维仿真的实体多元表达方法[J]. 计算机与现代化, 2023, 0(04): 90-94.
[4]	张晶, 马潇潇. 海绵校园更新设计虚拟仿真实验系统[J]. 计算机与现代化, 2022, 0(04): 110-114.
[5]	周秀芝, 崔益鹏, 孙忠云. 雷达成像仿真研究综述[J]. 计算机与现代化, 2021, 0(08): 30-34.
[6]	曾旭阳, 孙卡. 基于DI-Guy的校园消防训练仿真[J]. 计算机与现代化, 2021, 0(08): 35-39.
[7]	孙璐, 薛晓斐, 程妞妞. 基于SI1SI2R模型的异质群体重复感染的传染病建模与仿真[J]. 计算机与现代化, 2021, 0(05): 98-104.
[8]	宋鑫, 樊志强, . 基于Laguerre 前向神经网络的信息服务性能建模方法 [J]. 计算机与现代化, 2021, 0(03): 1-6.
[9]	刘嘉昕, 游珍, 黄捷文, 陈家祥, 胡洪文, . 基于庐山三维场景的图算法虚拟仿真系统研究[J]. 计算机与现代化, 2020, 0(12): 90-98.
[10]	杨勤, 王嘉斌, 王卫星. 基于Jack的老年人辅助座椅需求研究及仿真分析[J]. 计算机与现代化, 2020, 0(09): 106-111.
[11]	刘海龙, 张蕾, 吴海波. 基于多工业机器人的轮毂打磨工作站系统[J]. 计算机与现代化, 2020, 0(09): 118-121.
[12]	孙智博, 徐向辉, . 基于谱归一化生成对抗网络的目标SAR图像仿真方法[J]. 计算机与现代化, 2020, 0(08): 14-20.
[13]	刘瑞峰，王家胜，张灏龙，田梦凡. 行为树技术的研究进展与应用[J]. 计算机与现代化, 2020, 0(02): 76-.
[14]	秦鹏霄. 基于Kriging模型的铁路棚架结构失效预测[J]. 计算机与现代化, 2019, 0(12): 6-.
[15]	雷振江1,王雷1,崔吉生1,陈硕2,徐正清3,于海龙2,孟皓2,刘国忠2 . 基于HoloLens的变电站运维仿真培训系统[J]. 计算机与现代化, 2019, 0(11): 94-.

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