[发明专利]一种支持异构多信道的多跳无线网络拓扑仿真系统

说明书

本发明提出一种支持异构多信道的多跳无线网络拓扑仿真系统。包括多个异构信道子网模拟器；每个异构信道模拟器由以太网交换机和拓扑控制节点组成，用于模拟每一类异构信道子网的无线多跳拓扑仿真；每个异构信道模拟器通过虚拟局域网接入各实体设备，并与拓扑控制节点连通；各拓扑控制节点间通过网络相连，用于控制和管理每个子网的拓扑关系及连通关系；主拓扑控制节点还负责产生、维护和管理所有实体设备的位置信息等；各拓扑控制节点工作在以太网混杂模式下，根据拓扑关系决定实体设备之间的数据转发，以完成多跳无线网络中的各种网络拓扑结构的仿真和性能统计。本发明不受人工因素约束，提高了仿真可信度和扩展性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种支持异构多信道的多跳无线网络拓扑仿真系统。

背景技术

随着无线通信网络技术的发展和进步，新的通信模式也在不断地发展。常见的无线通信模式是蜂窝移动通信网络，是一种用户通过无线信道接入基站，以广覆盖的网络组网方式，它的目标是在有限的频率和功率资源前提下实现广域的无线覆盖。与蜂窝网络结构相比，Ad hoc移动网络不需要架设固定中心的基站等设备，节点间通过交互信息，相互合作而形成多跳的移动通信网络，其结构形式更加灵活。Ad Hoc网络中的无线节点既是一般意义上的移动终端，又可以作为无线中继和路由设备对其他用户的数据进行转发，因此具有动态多跳组网，快速建网和网络自恢复的能力，有着广泛的应用前景。

此外，一些新的无线通信技术，例如蓝牙、WLAN、WiFi和HyperLAN的出现，也大大推进了无线通信技术的发展。面对着日益增多的宽带无线多媒体业务的要求，单一的信道系统已难以满足所有业务的需求。如何充分利用各种不同的无线通信系统资源，实现网络优势互补，构建一个广覆盖、高效率、稳定可靠的通信系统是当前无线通信系统发展的重点。

如何评估异构多信道环境下的多跳无线网络组网性能指标是当前。因此，针对不同拓扑环境的网络协议仿真，对无线网络的协议具有极大的意义。计算机仿真和建立实验床是目前研究Ad Hoc网络常见的方法。

常见的网络仿真软件，如Qualnet、NS2、OPNET等，可以建立Ad Hoc网络仿真模型，其是在路由协议和MAC算法的研究方面。

在建立实验床方面，CMU的Maltz等人的实验中，室外测试了五个移动节点、两个静止节点组成Ad hoc网络。天津大学金志刚等的实验中，实验床由网络业务生成器、基站系统、测量系统、基于Linux的软件路由器和移动节点五部分组成。由于是在实验室内的小空间实现移动网络，有两个问题需要解决。一个问题是，由于无线网卡的设计作用范围是几百米，很难实现Ad Hoc网络多跳的路由环境；另一个问题是传输信号的多径干扰使得路由不稳定。其他的实验床还有APE(Ad hoc Protocol Evaluation)实验床。

计算机仿真的优点显而易见，系统由严格的数学模型、图形方式或计算计程序来表示，无需采用实际系统的任何部件，是纯软件系统。但由于人的决策过程是系统中不可缺少的环节，应用数学或计算机程序难以成功地模仿这一环节，故有其局限性。此外，纯软件仿真需要将测试实物上的软件重新在仿真平台上实现，增加了工作量。目前不少人试图采用人工智能等技术来改善这一环节的仿真质量，但迄今尚未成熟。该仿真模式抽象程度最高，仿真费用最省，所花时间最短，做各种变量控制试验亦最简便，但存在仿真结果可信度不高的问题。而实验床仿真测试一般规模较小，很难在有限空间内仿真出各种拓扑结构，存在扩展性不强的问题。

发明内容