通信系统综合设计.docx

1、通信系统综合设计电子与信息工程学院通信工程1011班通信系统综合设计报告设计题目 低速移动无线自组网AODV吞吐量性能的仿真完成时限 1学周 XX沈健设计地点 XX科技学院电子楼402 成 绩 指导教师 罗恒 提交日期:2013年10月12日一、题目低速移动无线自组网AODV吞吐量性能的仿真二、课程设计要求参数设置仿真时间700s节点数4节点移动速度2m/s仿真场地大小1500m*1500m传播模型Freespace模型传输距离25米传输频率2.472GHzMAC协议802.11b调制算法CCK11(11Mbps)数据包丢包模型丢包模型路由算法AODV传输控制算法TCP数据流CBR B-D数据

2、包间隔0.5个/s缓存长度100个数据包 表 1. 参数设置 A(500,602,0) B(500,600,0) C(600,600,0) D(720,600,0)要求：（1）、节点初始位置如上所示，在20s时，节点B向目标（601,600,0）移动，节点D向目标（599,600,0）移动；（2）、统计500s网络平均吞吐量并使用EXCEL表格画出柱状图；（3）、每行程序需要手写注释。三、原理与背景介绍（一）自组织网络：无线自组网是一个多跳、临时、可自由移动无中心网络。它不需要现有信息基础网络设施的支持，可以在任何时候、任何地点快速构建。自组织网络（ad hoc network）是由一群兼具终

3、端及路由功能的设备通过无线链路形成的多跳临时性自治系统。如果节点是可移动的，这样的网络称为移动自组织网络（mobile ad hoc networks，MANET）。由于节点的发射功率有限，距离较远的两个节点必须借助其它节点的转发才能进行通信，因此节点之间构成无线多跳链路。这种网络中不存在固定的基础设施，如路由器、无线基站等，每个节点都兼有路由器和终端两种功能。作为终端，节点可以运行各种面向用户的应用程序；作为路由器，节点需要为其它节点转发数据包。自组织网络不需要任何中心控制，网络可以自动检测和无缝集成新节点；反过来，当任何节点移出网络时，剩余节点也能自动重配置来适应新的场景。这种无设施的网络

4、能够在没有或者是现有网络基础设施失效的情况下，提供终端之间的相互通信，因而在军事作战及应急救援等方面有重要应用。特点：v自组织v动态拓扑v多跳路由v无中心且所有节点地位平等v灵活性好应用领域：v军事应用v无线传感器网络v个人通信v移动会议v应用于紧急和突发场合v与蜂窝移动通信系统等现有移动通信系统相结合（二）仿真工具NS-2NS2简介：NS2（Network Simulator version 2）是面向对象的、 离散事件驱动的网络环境模拟器，主要用于解决网络研究方面的问题。NS2提供了在无线或有线网络上的TCP/IP、路由、队列管理、IP QoS等多种协议的模拟。NS2使用C+和OTcl（具

5、有面向对象特性的Tcl脚本程序设计语言）作为开发语言不同平台对NS2的支持情况：仿真流程：（三）无线自组网路由协议：无线自组网的路由协议作为影响网络性能的一个重要因素，是确保移动自组网络正确运行的关键。对该领域进行深入而广泛的研究将为移动自组网的应用提供重要科学依据。 分类：根据源端何时获得路由信息 仿真的三种路由协议：v动态源路由协议DSRv无线自组网按需平面距离矢量路由协议AODVv目的序列距离矢量路由协议DSDV性能评价指标：丢包率、端到端时延、路由开销、吞吐量（四）路由仿真路由仿真参数：节点增加移动速度增加三种路由协议定性比较相互比较：v当节点和数据流量不大时，DSR路由协议的综合性能

6、比较好；而当数据流量变大时，DSDV路由各项性能指标具有一定优势，适合传输节点规模大、负载流量大的业务。v在拓扑变化频繁的无线自组网环境中，采用按需路由协议可减少实时路由维护的信道资源消耗；在网络拓扑结构相对稳定的环境中，如果业务对实时性要求较高时，应尽量采用表驱动方式的路由协议。四、仿真程序设计1、 .tcl脚本文件代码set ns new Simulatorset nn 4create-god $nnset tracefd open example.tr w$ns trace-all $tracefdproc finish global ns tracefd $ns flush-trace

7、 close $tracefd exit 0 Phy/WirelessPhy set RXThresh_ 1.49e-08Phy/WirelessPhy set Pt_ 0.1Phy/WirelessPhy set freq_ 2.472e+9 set topo new Topography$topo load_flatgrid 1500 1500set ne 1000 $ns node-config -adhocRouting AODV -llType LL -macType Mac/802_11 -ifqType Queue/DropTail/PriQueue -ifqLen 100 -a

8、ntType Antenna/OmniAntenna -propType Propagation/FreeSpace -phyType Phy/WirelessPhy -channelType Channel/WirelessChannel -topoInstance $topo -energyModel EnergyModel -initialEnergy $ne -agentTrace ON -routerTrace ON -macTrace ON -movementTrace OFF for set i 0 $i $nn incr i set node_($i) $ns node $no

9、de_($i) random-motion 0 $node_(0) set X_ 500.0$node_(0) set Y_ 602.0$node_(0) set Z_ 0.0$node_(1) set X_ 500.0$node_(1) set Y_ 600.0$node_(1) set Z_ 0.0$node_(2) set X_ 600.0$node_(2) set Y_ 600.0$node_(2) set Z_ 0.0$node_(3) set X_ 720.0$node_(3) set Y_ 600.0$node_(3) set Z_ 0.0$ns at 20 $node_(1)

10、setdest 601 600 2 $ns at 20 $node_(3) setdest 599 600 2 set trpower 0.1 Phy/WirelessPhy set Pt_ $trpowerset tcp new Agent/TCPset sink new Agent/TCPSink$ns attach-agent $node_(1) $tcp$ns attach-agent $node_(3) $sink$ns connect $tcp $sinkset p new Application/Traffic/CBR$p attach-agent $tcp$p set pack

11、etSize_ 1000$p set burst_time_ 1s$p set idle_time_ 15s$p set rate_ 2000$p set shape_ 10$ns at 1.0 $p start$ns at 700.0 finish$ns run2、 .awk脚本文件代码BEGIN granularity=1;pre_time=0;throughput=0;i=0;event = $1 curr_time = $2 pkt_size = $8 level = $4 if (curr_time-pre_time result.dat;last_throughput=sumipr

12、e_time=pre_time+granularity;i=0; if ( level= MAC& event =r) sum0=pkt_size; 五、结果分析1、 .tr文件截图如下所示图1. .tr文件.tcl文件在虚拟机终端运行之后，生成相应的.tr文件。2、 .awk文件截图如下所示图2. .awk文件通过awk语言编写程序统计，并将符合的数据保存在result.dat中。3、result.dat文件截图如下所示图3. result.dat文件4、EXCEL统计柱状图如下所示图4. 500s网络平均吞吐量六、设计心得：本次持续一周的通信系统课程设计结束了，通过本次的课程设计初步掌握了

13、虚拟机、NS2、awk等相关知识，会对以后的学习生活有一定的帮着作用。现在了解到NS2是指 Network Simulator version 2，NS（Network Simulator），是一种针对网络技术的源代码公开的、免费的软件模拟平台，是一种面向对象的网络仿真器。本质上是一个离散事件模拟器,由UC Berkeley开发而成。而AODV(Ad hoc on-demand distance vector routing)是一种源驱动路由协议。AODV采用UDP封装，属于应用层协议。它是反应式路由协议，也就是说当向目的节点发送包时，源节点才在网络中发起路由查找过程，找到相应的路由。如果没有这次的课程设计，这些知识我们应该不会涉及到，这也在一定程度上拓宽了我们的知识面。经过连续几天的虚拟机安装，在最终成功之后有一种喜悦感，之后也渐渐发现了虚拟机的乐趣。因为正值暑假，开始的时候同学们的心态受了点影响，经过适应之后态度端正了一些。在刚开始的时候装虚拟机花了好大一番功夫，从最初的迷茫到后面的安装成功，中间遇到了好多困难，在同学们的帮助下都最终解决，这样的经历令人感触很多。