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《解放军信息工程大学》 2013年
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基于局域网的Ad-Hoc网络仿真平台设计与实现

孙彦艳  
【摘要】:网络协议和网络性能的测试、研究对网络管理维护和发展普及有着极为重要的意义。当前进行网络性能测试评估的方法主要有建模分析、网络模拟、试验测试和网络仿真四种方法。对复杂的网络进行数学建模分析难度较大且准确度不高;网络模拟通过建立逻辑模型实现对网络中各组件的模拟,进而模拟网络的性能,然而网络逻辑模型并不能完全反映网络组件的性能,模拟结果也不能反映网络的实际运行情况;试验测试是通过搭建实际网络来实现网络性能的测试分析,成本过高且限制条件过多,不利于推广实施。网络仿真是是一种准真实网络环境下的测试,以真实的网络架构作为网络仿真的基础,配合必要的逻辑模型,使得仿真平台兼具较高的有效性、较低的仿真成本、较好的可操作性。 本文在局域网之上设计实现了一种分布式无线网络仿真平台,平台由一个控制中心和多个仿真终端节点组成,利用WinPcap捕获原始网络数据包,通过软件方式实现对数据包的处理,达到仿真效果,实现了准真实环境下的网络对网络的仿真。 本文主要完成的工作如下: 1、提出两种分别基于Windows Sockets和WinPcap的无线网络仿真平台设计方案,比较了两种方案的优缺点。使用Free space模型、 Two-ray ground reflection模型和Shadowing模型三种无线信道模型实现对无线信道的模拟;分析了无线信道捕获效应对通信的影响。 2、设计了无线网络仿真平台的整体架构,平台由一个控制中心与若干仿真终端节点组成,控制中心由用户接口、网络拓扑管理、仿真业务控制、性能评估模块,终端节点包括节点能量模型、无线信道模型、数据采集、过滤器等模块组成。对各模块的具体功能和运行机制进行了的说明,尤其对无线信道模型和节点能量模型进行了详细的描述。 3、在VC++6.0编程平台上实现了基于局域网的无线网络仿真平台。对节点业务生成、虚拟网络拓扑、无线仿真层、数据跟踪采集以及性能评估模块的实现方法进行了详细的说明。以LEACH路由协议为例对系统界面设计和仿真平台性能进行测试,仿真结果表明系统设计合理、仿真结果符合预期,仿真结果同NS2网络仿真平台比较证明了仿真平台仿真结果的有效性。 4、在对LEACH路由协议进行详细分析的基础上,提出了基于非均匀划分簇首竞争区域大小并考虑节点能量大小和位置关系的簇首选择算法,设计了簇首间的多跳路由协议,通过仿真分析,改进后的路由协议LEACH_ER大幅提高了网络的生存时间和网络数据的传输量,具有较好的整体性能,进一步证明了仿真平台的有效性。
【学位授予单位】:解放军信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN929.5;TP391.9

【共引文献】
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