基于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡環(huán)境模擬器的設計(06-100)

　　引言

　　傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)是集中式控制的，網(wǎng)絡的運行要基于預先架設好的網(wǎng)絡設備，但是在不能采用有中心的控制方式時并不適用。這時需要能實現(xiàn)臨時快速自動組網(wǎng)、節(jié)點能夠移動的網(wǎng)絡。

　　移動Ad hoc網(wǎng)絡是一種有特殊用途的對等式網(wǎng)絡，使用無線通信技術、網(wǎng)絡中的節(jié)點互相作為其鄰居的路由器，通過節(jié)點轉發(fā)實現(xiàn)節(jié)點間的通信，節(jié)點可以移動。與傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)相比，它無需固定網(wǎng)絡作為支撐，具有組網(wǎng)快速靈活、支持高移動性、抗毀性強、成本低廉等優(yōu)點，特別適用于軍事、搶險救災、電子教室等領域。這種網(wǎng)絡已經成為無線通信領域中一種有效的通信網(wǎng)絡形式,而且已經取得了廣泛的應用，如802.11系統(tǒng)、美國海陸空一體化數(shù)字通信系統(tǒng)。

　　在移動Ad hoc網(wǎng)絡中，由于通信節(jié)點是可移動的，因此網(wǎng)絡的拓撲結構也隨之動態(tài)變化，在Ad hoc網(wǎng)絡的研制階段，要驗證網(wǎng)絡通信協(xié)議的正確性，必須依托于實際的物理信道，做大量的野外試驗，給網(wǎng)絡通信實驗帶來很大的困難。網(wǎng)絡環(huán)境模擬器就是在這種背景下提出的，利用網(wǎng)絡環(huán)境模擬器，可以不依賴實際的物理信道，而且可以不用考慮物理層的傳輸協(xié)議，而只考慮MAC層和網(wǎng)絡層的協(xié)議開發(fā)，可以加快系統(tǒng)研發(fā)進程，便于系統(tǒng)調試和維護，是應用于通信網(wǎng)絡模擬試驗中的一種簡便而有效的設備。

　　網(wǎng)絡環(huán)境模擬器的功能要求

　　基于網(wǎng)絡環(huán)境模擬器的Ad Hoc網(wǎng)絡實驗系統(tǒng)由一個網(wǎng)絡環(huán)境模擬器和16個節(jié)點的網(wǎng)絡控制器組成。網(wǎng)絡環(huán)境模擬器模擬一個真實的Ad Hoc網(wǎng)絡環(huán)境，網(wǎng)絡控制器模擬Ad Hoc網(wǎng)絡中的節(jié)點，網(wǎng)絡環(huán)境模擬器是針對移動Ad hoc網(wǎng)而研制的，移動Ad hoc網(wǎng)具有自組織和自適應的特性，包括自適應拓撲探測、自適應拓撲更新、自適應路由選擇、網(wǎng)絡自動管理功能等。在Ad hoc網(wǎng)絡的研制階段，還需要MAC層多址協(xié)議的支撐，常用的有CSMA和TDMA。網(wǎng)絡環(huán)境模擬器也要為MAC層接入?yún)f(xié)議提供相應的支持。為了適應這些特性，網(wǎng)絡環(huán)境模擬器應具有以下功能：

　　·能夠任意改變網(wǎng)絡拓撲關系，并且網(wǎng)絡節(jié)點的移動速度可以按照真實的情況模擬；

　　·模擬無線傳輸環(huán)境，實現(xiàn)節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸，并能實現(xiàn)無線信道的特性，在各通信節(jié)點傳輸路徑上可以加不同的誤碼；

　　·能夠為網(wǎng)絡中的節(jié)點提供時間基準和時間同步信息，以支持TDMA或者跳頻接入?yún)f(xié)議；

　　·支持多頻分層分布式的網(wǎng)絡拓撲結構，能夠模擬網(wǎng)絡中的節(jié)點之間的多信道；

　　·能夠跟蹤每個節(jié)點接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)包，為網(wǎng)絡層和MAC層的調試提供支持；

　　·能夠提供相關信息的界面顯示，能夠顯示網(wǎng)絡拓撲結構，以及網(wǎng)絡節(jié)點收發(fā)狀態(tài)、收發(fā)歷程及信道信息；