基于Network Simulator V2的移动自组网研究

摘要

移动自组网(MANET)是一种不需要基础设施支持的无线网络,具有侈动、分布和多跳的特点.网络中的节点具有终端和路由器的双重功能,节点具有路由获取和分组转发的功能.由于网络拓扑结构动态变化,通信带宽有限以及能量有限等原因,使得移动自组网的研究极具挑战性.该文介绍了移动自组网的起源、特征和当前的发展状况,并归纳了其主要的应用领域;分别从物理层、MAC层、路由层、传输层、中间件和应用层等5个层次分析和介绍了当前MANET采用的技术和协议,尤其对路由协议(DSDV、DSR、TORA、AODV和ZRP)进行了详细的研究.移动自组网是一个复杂的网络,难以进行数学建模和分析,制作实际系统耗费巨大,利用计算机仿真是一个可行的办法.该文介绍了计算机仿真的一般方法和过程,对当前流行的OPNET、GloMoSim和NS-2等3种网络仿真软件的特性进行了比较分析,并选用开放源代码的网络仿真软件NS-2作为移动自组网仿真平台.该文详细介绍了NS-2的原理、基本结构和组件.在仿真实践的基础上,总结和归纳了基于NS-2进行移动自组网仿真的程序方法和仿真步骤,尤其对仿真结果的处理和分析进行了较深入的研究,给出了一套针对路由协议的性能参数计算的方法.路由协议是移动自组网研究的一个热点,当前大多数文献都是针对同一个路由协议在不同网络条件下的自身的比较,而采用统一的模拟平台对其测试数据进行横向比较的则较少.该文基于NS-2网络仿真器构建了小规模(20节点)和中规模(50节点)的移动自组网模型,设计了多种移动场景和流量场景,在给定场景的情况下对四种移动自组网路由算法(DSDV、DSR、TORA、AODV)的成功分组抵达率、端到端延迟和路由开销三种指标进行了仿真分析和性能比较.仿真结果表明先验式协议具有较小的端到端延迟,而反应式协议的成功分组抵达率和路由开销的性能较好.不同的路由协议都有各自的优缺点,还没有各方面性能都较好的通用路由协议,需要根据应用场合选择合适的路由协议.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章移动自组网概述

2.1 Ad hoc网络的起源和特征

2.2移动自组网的应用

2.2.1移动会议

2.2.2个人和家庭应用

2.2.3紧急服务

2.2.4传感器网络

2.2.5军事无线通信

2.2.6分层自组网

2.3移动自组网在当前的发展状况

第3章移动自组网协议结构研究

3.1物理层

3.2数据链路层协议

3.2.1 Carrier Sense MultipleAccess(CSMA)协议

3.2.2 IEEE 802.11中的MAC协议

3.2.3其它MAC协议

3.3网络层路由协议

3.3.1 DSDV协议

3.3.2 DSR协议

3.3.3 TORA协议

3.3.4 AODV协议

3.3.5 ZRP协议

3.4传输层协议

3.4.1无线TCP协议

3.4.2无线UDP协议

3.5中间件和应用层

第4章移动自组网仿真研究

4.1计算机仿真

4.2网络仿真

4.2.1 OPNET仿真软件特点分析

4.2.2 GloMoSim网络仿真软件特点分析

4.2.3 Network Simulator v2仿真软件特点分析

4.2.4网络仿真软件的比较分析

第5章基于NS-2的MANET网络仿真

5.1无线移动仿真模型

5.2仿真程序设计

5.2.1定义网络参数

5.2.2生成仿真对象

5.2.3生成仿真场景

5.2.4仿真退出处理

5.3仿真结果处理与分析

5.3.1仿真结果格式

5.3.2仿真结果处理

5.3.3仿真结果可视化

5.4仿真模型参数与性能指标

5.4.1仿真的限制

5.4.2性能指标

5.4.3性能指标的计算方法

5.5路由协议比较与性能分析

第6章结束语

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

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