无线自组织网络半实物模拟系统信道模块的设计与实现

无线自组织网络半实物模拟系统信道模块的设计与实现

无线自组织网络是一种不依赖于固定基础设施的、具有自组织特性的无线网络,具有组网方便、灵活,受时间和空间制约小的特点,广泛应用于救援、战场和探险等场合,因此成为当前的研究热点。目前通常采用网络仿真和实际网络试验两种方法,对无线自组织网络的协议、算法进行验证和测试。但这两种方法都有局限性:网络仿真是使用计算机技术构造网络拓扑和实现网络协议的模拟行为,可能存在一定的偏差而且不能对网络进行实时的监控、配置和分析;而实际网络测试却通常不是很方便且花费较大的代价。半实物仿真技术是一种融合网络仿真和实际网络试验的新技术,它是将一部分真实的设备连接到仿真实验回路中,用计算机和物理设备实现系统模型的仿真。

由于系统中具有真实的软硬件模块,因此半实物仿真比网络仿真对协议和算法的检验更加准确,更能实时对网络进行配置监控;也比实际网络实验对软硬件资源数量要求更少,试验操控性更强,重复实验更容易,使大规模网络仿真成为可能。本课题就是构建这样一个无线自组织网络半实物模拟系统中的信道模块。该系统希望采用多台计算机,在以太网环境下,不借助于任何的无线网络设备,模拟出无线自组织网络的通信环境。模拟内容包括以下几个方面:无线信道访问控制算法模拟、节点的路由转发功能、节点的多层多跳自组织组网、动态拓扑下的组网通信和对整个系统进行实时监控配置。

无线自组织网络半实物模拟系统可以基于室内局域网,利用已有计算机设备和网络设施,快速地搭建起一个无线通信网的仿真环境。在这个仿真环境中,可以设计并测试不同的网络布局方案的可行性、合理性以及有效性,为进一步在实地环境中实施通信网络布置提供预先的设计参考。而且,在虚拟作战环境模拟中引入无线通信网的仿真,将为系统提供一个更加逼近真实的战场通信环境。本文阐述的就是对无线自组织网络半实物模拟系统中的信道模块进行设计和实现。

对真实无线信道通信环境的逼真模拟是信道模块设计的根本目标。在保证整个半实物模拟系统实时性的前提下,该信道模块设计和实现的主要内容是对多信道环境的模拟、对误帧率的模拟和对802.11DCF协议的模拟。