基于BellHop模型的海底网络节点部署matlab模拟与仿真

1.程序功能描述

基于BellHop模型的海底网络节点部署matlab模拟与仿真。模拟深海海底和海面，浅海海底和海面四种网络节点部署场景。对比四种场景下的网络性能。

2.测试软件版本以及运行结果展示

matlab2022a/matlab2024b版本运行

3.核心程序

................................................................
figure(1);
subplot(2,2,ii);
plot3(X(1),Y(1),Z(1),'k*');
hold on
plot3(X(2:end),Y(2:end),Z(2:end),'r.');
hold on
Vv     = ones(length(scalex),length(scaley),length(scalez));
[x,y,z]=meshgrid(scaley,scalex,scalez);
hh=slice(x,y,z,Vv,[scalex],[scaley],[scalez]) ;
set(hh,'FaceColor',[0.9,0.9,0.9],'EdgeColor',[1,1,1],'EdgeAlpha',0.002,'FaceAlpha',0.01);%'none')
shading interp                                                              
set(gca,'zdir','reverse');                 
grid on 
xlabel('x/dm');
ylabel('y/dm');
zlabel('z/dm');
% axis([-1.2*C,1.2*C,-1.2*R,1.2*R,-0.2*K,1.2*K]);
view([40,20]);
 
if sel == 1
   title('深海海面');
end
if sel == 2
   title('深海海底');
end
if sel == 3
   title('浅海海面');
end
if sel == 4
   title('浅海海底');
end
end
 
 
 
figure;
load mat\result1.mat
plot(Throughput,'b','linewidth',1);
hold on
load mat\result2.mat
plot(Throughput,'r','linewidth',1);
hold on
load mat\result3.mat
plot(Throughput,'k','linewidth',1);
hold on
load mat\result4.mat
plot(Throughput,'m','linewidth',1);
hold on
grid on;
xlabel('round');
ylabel('吞吐量'); 
legend('深海海面','深海海底','浅海海面','浅海海底');
 
figure;
load mat\result1.mat
plot(max(death)-death,'b','linewidth',1);
hold on
load mat\result2.mat
plot(max(death)-death,'r','linewidth',1);
hold on
load mat\result3.mat
plot(max(death)-death,'k','linewidth',1);
hold on
load mat\result4.mat
plot(max(death)-death,'m','linewidth',1);
hold on
grid on;
xlabel('round');
ylabel('存活节点');
legend('深海海面','深海海底','浅海海面','浅海海底');
 
figure;
load mat\result1.mat
plot(max(Power)-Power,'b','linewidth',1);
hold on
load mat\result2.mat
plot(max(Power)-Power,'r','linewidth',1);
hold on
load mat\result3.mat
plot(max(Power)-Power,'k','linewidth',1);
hold on
load mat\result4.mat
plot(max(Power)-Power,'m','linewidth',1);
hold on
grid on;
xlabel('round');
ylabel('剩余能量');
legend('深海海面','深海海底','浅海海面','浅海海底');
012_077m

4.本算法原理

随着海洋开发活动的日益频繁，如海上油气开采、海洋科研、海洋监测以及新兴的海底数据中心等应用的兴起，对可靠、高效的海底网络的需求愈发迫切。海底网络节点的合理部署是保障网络性能的关键，而准确了解声波在海底环境中的传播特性又是节点部署的重要前提。BellHop 模型作为一种在水声传播领域广泛应用的工具，能够精确模拟声波在复杂海洋环境中的传播过程，为海底网络节点部署提供坚实的理论支撑和技术手段，助力优化节点布局，提升网络通信质量与稳定性。