试析ad hoc战术网络的仿真研究

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1、重庆大学硕士学位论文AdHoc战术网络的仿真研究姓名：林华波申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：王波20060401中文摘要摘要AdHoc网络是一种无中心、自组织、多跳共享的无线网络。作为一种新型的无线移动网络，AdHoc网络以其特有的无需架设网络设施、可快速展开、抗毁性好等特点，一直是数字化战场的首选技术。近年来，围绕AdHoc网络技术开展的研究非常多，内容涉及AdHoc信道接入技术、路由协议、网络体系结构、服务质量保证、广播和多播、安全问题、传输层服务等各个领域。本课题以我军战术网络为背景，以著名的网络仿真软件OPNET为工具，对我军AdHoc战术网络进行建模与仿真研

2、究。目的是通过对我军AdHoc战术网络的建模与仿真，研究影响我军AdHoc战术网络性能的主要技术问题，为我军战术网络的建设和性能评估提供技术支持，保障在数字化战场条件下战术网络的稳定运行，实现“打得赢”的目标。本文在介绍了AdHoc网络和AdHoc战术网络的基本知识和主要技术，分析比较了现有的计算机网络仿真软件，研究了OPNET无线建模原理的基础上，在OPNET中建立了AdHoc战术网络仿真模型。模型的建立严格遵循OPNET三层建模机制，网络层对应于现实网络中的网络；节点层对应于网络中的通信设备，由协议模块组成；进程层是节点协议模块的实现，以有限状态机表示。节点模型的层次结构类似于T

3、CP/IP体系结构，从上到下依次为：高层→网络层→数据链路层→物理层。高层由ad_hoc_traf_src模块构成，用于产生数据包。网络层由ad_hoc_ip_encap，ad_hoc_ip，ad_hoc_arp三个模块构成，主要完成路由选、从高层到数据链路层之间的数据传送和处理等功能。数据链路层由ad_hoc_mac模块构成，完成mac层的功能。物理层模块是AdHoc网络与有线网络主要区别之一，由ad_hoc_port_rx_0_0模块、ad_hoc_prot_tx_0_0模块和antenna模块三个模块构成，共同完成无线信道的功能。在建立AdHoc战术网络仿真模型的基础上，以我军

4、连排战术网络为背景，设计了一系列实验，分别对不同的天线发射功率、网络规模、节点的运动速度、节点间距离和网络负载等进行了仿真，得到了若干AdHoc战术网络性能的数据和曲线，如：端到端时延、媒体接入时延、网络业务产生速率、吞吐量、网络的丢包率、比特错误率等等。通过对实验结果进行分析和计算，结果表明，节点的运动速度对连排战术网络性能影响很小，不会影响正常的战术通信；当节点间距离增大到某个程度时，会导致通信中断，天线发射功率分别为0.5w、1w、5w、20w的两个AdHoc网络I重庆大学硕士学位论文节点，在没有中继的情况下(跳数为1)的最大通信距离分别为：4km、22km、29km和30km

5、；在排战术网络情况下，负载小于11Mbps时，网络信息的路由、端到端的时延、媒体接入时延、接收节点的比特错误率变化不大，网络运行比较稳定，但会发生少量丢包。在连战术网络环境下，数据率为1Mbps，网络运行平稳，但-6负载达到11Mbps时，接收节点的平均比特错误率接近0.002，大大超过了10，网络运行性能现出不稳定现象。本文是对我军AdHoc战术网络进行的一种探索性研究，在国内还没有先例。研究成果可以应用到我军连排战术网络中，可以为我军AdHoc战术网络的实现和性能评估提供仿真支持，为AdHoc战术网络的设计和规划提供参考。关键词：AdHoc，战术网络，OPNET，网络建模，网络仿

6、真，连队II英文摘要ABSTRACTAdHocnetworkisacollectionofwirelessmobilenodesdynamicallyformingatemporarynetworkwithoutuseofanyexistingnetworkinfrastructureorcentralizedadministration,andthemobilenodesintheAdHocnetworkcommunicatewitheachotherusingmulti-hopswirelesslinks.Asanewwirelesscommunicationtechnology

7、,itisbecauseithassuchcharactersaswithoutusinganyinfrastructure,beingabletobesetrapidlyupandpowerfulant-destructibility,thatthedigitalwarfieldalwaysfirstlyselectsitasitscommunicationnetwork.Inrecentyears，peopleweredoingsomeresearch