一種支持異構(gòu)多信道的多跳無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞抡嫦到y(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種支持異構(gòu)多信道的多跳無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞?真系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，新的通信模式也在不斷地發(fā)展。常見的無 線通信模式是蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，是一種用戶通過無線信道接入基站，W廣覆蓋的網(wǎng)絡(luò)組 網(wǎng)方式，它的目標(biāo)是在有限的頻率和功率資源前提下實(shí)現(xiàn)廣域的無線覆蓋。與蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)相比，Adhoc移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不需要架設(shè)固定中屯、的基站等設(shè)備，節(jié)點(diǎn)間通過交互信息，相互合 作而形成多跳的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)形式更加靈活。AdHoc網(wǎng)絡(luò)中的無線節(jié)點(diǎn)既是一般 意義上的移動(dòng)終端，又可W作為無線中繼和路由設(shè)備對(duì)其他用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，因此具 有動(dòng)態(tài)多跳組網(wǎng)，快速建網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)自恢復(fù)的能力，有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0003] 此外，一些新的無線通信技術(shù)，例如藍(lán)牙、WLAN、WiFi和HyperLAN的出現(xiàn)，也大大 推進(jìn)了無線通信技術(shù)的發(fā)展。面對(duì)著日益增多的寬帶無線多媒體業(yè)務(wù)的要求，單一的信道 系統(tǒng)已難W滿足所有業(yè)務(wù)的需求。如何充分利用各種不同的無線通信系統(tǒng)資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，構(gòu)建一個(gè)廣覆蓋、高效率、穩(wěn)定可靠的通信系統(tǒng)是當(dāng)前無線通信系統(tǒng)發(fā)展的重 點(diǎn)。
[0004] 如何評(píng)估異構(gòu)多信道環(huán)境下的多跳無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)性能指標(biāo)是當(dāng)前。因此，針對(duì)不 同拓?fù)洵h(huán)境的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真，對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議具有極大的意義。計(jì)算機(jī)仿真和建立實(shí)驗(yàn) 床是目前研究Ad化C網(wǎng)絡(luò)常見的方法。 陽(yáng)0化]常見的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，如如alnet、NS2、0P肥T等，可W建立Ad化C網(wǎng)絡(luò)仿真模型， 其是在路由協(xié)議和MC算法的研究方面。
[0006] 在建立實(shí)驗(yàn)床方面，CMU的Maltz等人的實(shí)驗(yàn)中，室外測(cè)試了五個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、兩個(gè) 靜止節(jié)點(diǎn)組成Adhoc網(wǎng)絡(luò)。天津大學(xué)金志剛等的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)床由網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)生成器、基站 系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、基于Linux的軟件路由器和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)五部分組成。由于是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的小 空間實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，有兩個(gè)問題需要解決。一個(gè)問題是，由于無線網(wǎng)卡的設(shè)計(jì)作用范圍是幾 百米，很難實(shí)現(xiàn)Ad化C網(wǎng)絡(luò)多跳的路由環(huán)境；另一個(gè)問題是傳輸信號(hào)的多徑干擾使得路由 不穩(wěn)定。其他的實(shí)驗(yàn)床還有APE(AdhocProtocolEvaluation)實(shí)驗(yàn)床。
[0007] 計(jì)算機(jī)仿真的優(yōu)點(diǎn)顯而易見，系統(tǒng)由嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型、圖形方式或計(jì)算計(jì)程序來 表示，無需采用實(shí)際系統(tǒng)的任何部件，是純軟件系統(tǒng)。但由于人的決策過程是系統(tǒng)中不可缺 少的環(huán)節(jié)，應(yīng)用數(shù)學(xué)或計(jì)算機(jī)程序難W成功地模仿運(yùn)一環(huán)節(jié)，故有其局限性。此外，純軟件 仿真需要將測(cè)試實(shí)物上的軟件重新在仿真平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，增加了工作量。目前不少人試圖采 用人工智能等技術(shù)來改善運(yùn)一環(huán)節(jié)的仿真質(zhì)量，但迄今尚未成熟。該仿真模式抽象程度最 高，仿真費(fèi)用最省，所花時(shí)間最短，做各種變量控制試驗(yàn)亦最簡(jiǎn)便，但存在仿真結(jié)果可信度 不高的問題。而實(shí)驗(yàn)床仿真測(cè)試一般規(guī)模較小，很難在有限空間內(nèi)仿真出各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，存 在擴(kuò)展性不強(qiáng)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種支持異構(gòu)多信道的無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞抡嫦到y(tǒng)，該系統(tǒng)能 夠支持帶有多種異構(gòu)無線信道的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能仿真，支持多跳無線環(huán)境的模擬，可W 克服純軟件仿真和小規(guī)模實(shí)驗(yàn)床的缺點(diǎn)，不受人工因素約束，提高了仿真可信度和擴(kuò)展性， 使得對(duì)Ad化C網(wǎng)絡(luò)的研究更方便和全面；與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞抡孳浖啾?，本系統(tǒng)直 接將異構(gòu)多信道設(shè)備接入仿真系統(tǒng)，同時(shí)不需要將實(shí)物設(shè)備軟件程序在仿真軟件中重新實(shí) 現(xiàn)，也更加接近實(shí)際情況；與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)床仿真方法比較，本系統(tǒng)可W在較小的空間環(huán)境下 模擬仿真出多種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境。
[0009] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種支持異構(gòu)多信道的多跳無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞?真系統(tǒng)，包括多個(gè)異構(gòu)信道子網(wǎng)模擬器；每個(gè)異構(gòu)信道模擬器由W太網(wǎng)交換機(jī)和拓?fù)淇刂?節(jié)點(diǎn)組成，用于模擬每一類異構(gòu)信道子網(wǎng)的無線多跳拓?fù)浞抡?；W太網(wǎng)交換機(jī)通過參數(shù)配 置使實(shí)體設(shè)備之間不直接通信，但實(shí)體設(shè)備均可與拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)之間通信；各拓?fù)淇刂乒?jié) 點(diǎn)間通過網(wǎng)絡(luò)相連，用于控制和管理每個(gè)子網(wǎng)的拓?fù)潢P(guān)系及連通關(guān)系；各拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)工 作在W太網(wǎng)混雜模式下，根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系決定實(shí)體設(shè)備之間的數(shù)據(jù)是否轉(zhuǎn)發(fā)。
[0010] 較佳地，W太網(wǎng)交換機(jī)通過VLAN配置，使實(shí)體設(shè)備之間不直接通信，但實(shí)體設(shè)備 均可與拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)之間通信。
[0011] 較佳地，各拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)配置有拓?fù)淇刂平涌诤屯負(fù)涔芾斫涌?；拓?fù)淇刂平涌谟?于完成子網(wǎng)內(nèi)拓?fù)淇刂坪拖⑥D(zhuǎn)發(fā)；拓?fù)涔芾斫涌谟糜谥С指魍負(fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)之間的通信
[0012] 較佳地，各拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)通過構(gòu)造媒體訪問控制地址和地址解析協(xié)議，將實(shí)體設(shè) 備之間需要傳送的數(shù)據(jù)集中至拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)；拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)體設(shè)備之間的連通性決 定是否轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)。
[0013] 較佳地，拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)體設(shè)備之間數(shù)據(jù)誤碼率決定是否轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)。
[0014] 較佳地，在各拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)中指定有一個(gè)主拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)產(chǎn)生、維護(hù)和管理 所有實(shí)體設(shè)備的位置信息；各子網(wǎng)中相同實(shí)體設(shè)備的位置信息保持一致；當(dāng)有實(shí)體設(shè)備在 網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生移動(dòng)或者有新實(shí)體設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，主拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)還將該實(shí)體設(shè)備的位置變 換信息或者位置配置信息通告給其它從拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)。
[0015] 較佳地，各從拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)在啟動(dòng)時(shí)，向主拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)發(fā)起子網(wǎng)配置參數(shù)請(qǐng)求 消息，主拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)在收到所述子網(wǎng)配置參數(shù)請(qǐng)求消息后，向所述從拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)發(fā)送 子網(wǎng)配置參數(shù)通告消息，所述從拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)收到子網(wǎng)配置參數(shù)通告消息后，回送子網(wǎng)配 置確認(rèn)消息。
[0016] 較佳地，主拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)體設(shè)備移動(dòng)模型，將各實(shí)體設(shè)備的位置信息通過 位置消息廣播給網(wǎng)絡(luò)中的所有拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)。
[0017] 較佳地，主拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)采用觸發(fā)性廣播形式或者周期性廣播形式，廣播各實(shí)體 設(shè)備的位置信息。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明通過采用多個(gè)異構(gòu)信道仿真系 統(tǒng)，W支持異構(gòu)多信道的無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞抡?，?shí)現(xiàn)了異構(gòu)無線多信道自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浒?實(shí)物仿真目的。通過本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)多跳無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的具有多個(gè)異構(gòu)信道的實(shí)體設(shè)備 的半實(shí)物仿真；并具有W下的有益效果：（1)實(shí)現(xiàn)了多跳異構(gòu)多信道無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞抡妫?可完成各類協(xié)議的正確性、有效性W及網(wǎng)絡(luò)性能等仿真驗(yàn)證；（2)實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單易行，僅需 要對(duì)交換機(jī)設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的VLAN配置，根據(jù)需要對(duì)拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單配置即可完成 復(fù)雜的多跳無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞哪M；（3)支持各類多信道無線設(shè)備，采用多個(gè)拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn) 間的協(xié)調(diào)通信，保證了仿真過程中節(jié)點(diǎn)位置等信息的一致性；可廣泛用于無線設(shè)備的協(xié)議 測(cè)試、性能評(píng)估W及系統(tǒng)模擬；(4)相比于其它純軟件仿真方式，本發(fā)明不需要任何其它修 改即可進(jìn)行仿真測(cè)試，同時(shí)采用直接接入實(shí)體設(shè)備的方法將更接近實(shí)際情況；（5)相比于 實(shí)驗(yàn)床方法，本發(fā)明可在較小范圍和較短的時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞抡?，仿真測(cè) 試驗(yàn)證更加全面和高效；(6)本仿真方法對(duì)測(cè)試的實(shí)體設(shè)備是完全透明的，即對(duì)實(shí)體設(shè)備 不需要做任何的修改即可進(jìn)行，可擴(kuò)展性較好，可W和現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互通。綜上所 述，本發(fā)明具有可擴(kuò)展性好，健壯性好，可靠性高和易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，適合應(yīng)用在各種異構(gòu) 多信道無線自組織網(wǎng)絡(luò)中，可廣泛用于無線設(shè)備的協(xié)議測(cè)試、性能評(píng)估W及系統(tǒng)模擬。
【附圖說明】
[0019] 圖1為異構(gòu)多信道無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞抡嫦到y(tǒng)示意圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明中拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)間的通信過程示意圖。
[0021] 圖3為主拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)工作流程示意圖。
[0022] 圖4為從拓?fù)淇刂乒?jié)點(diǎn)工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 容易理解，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神的情況下，本領(lǐng)域 的一般技術(shù)人員可W想象出本發(fā)明異構(gòu)多信道無線