无线网络系统建模综述

《无线网络系统建模综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据第37卷第8期2010年8月计算机科学ComputerScienceVoI．37No．8Aug2010无线网络系统建模综述傅韬黄本雄(华中科技大学电子与信息工程系武汉430074)摘要建模是研究无线网络系统的一种重要手段，是仿真实验的基础核心，涉及系统各方面统计特征的模型描述、参数估计、建模算法的优化和各类模型组织等问题。首先简要介绍了常见的无线网络系统，归纳了衡量网络质量的性能指标体系，然后着重分析了反映系统信道、拓扑、流量和协议行为等特征的代表性数学模型，评价了主流仿真工具的优势与不足。最后对当前研究中存在的问题进行了总结，展望了未来发展趋势。关键词

2、无线网络系统，信道，拓扑，流量，协议行为中图法分类号TP393文献标识码AResearchontheModelingofWirelessNetworkSystemFUTaoHUANGBen-xiong(EI．Departmento／HuazhongUniversityofScience&Technology，Wuhan430074，China)AbstractModelingisoneofthemostimportanttoolsinwirelesssystemresearch．It’Sthefoundationofsimulationexperiment，an

3、drelatestomanyfields，suchasstatisticalcharacteristicsmodeling，parametersestimation，optimizationofthealgorithmandorganizationofallthemodels．Firstly，thispapersummarizedthecommonwirelesssystems，andintro—ducedthemetrics．Secondly，channel。topology，trafficandprotocolsbehaviorwereresearchedi

4、ndetails，mainstreamtoolswereevaluated．Finally，existingproblemsandresearchtrendwereanalyzed．KeywordsWirelessnetwork，Channel，Topology，Traffic，Protocolsbehavior无线网络系统建模是对无线网络的信道特征、拓扑结构、业务流量和通信协议进行数学描述，并用相应的软件或工具综合呈现的过程。它是无线系统研究的一种重要手段，是仿真实验的基础，能够使研究者在花费较少的人力、财力的情况下获得对所研究的算法、协议或技术的正确评价。2

5、1世纪以来，随着无线通信技术的不断进步和应用领域的不断增多，用户群越来越宽泛，网络结构趋于多样化，通信协议、业务类型和传输流虽迅速增长，电波传播的环境复杂多变，这些都给无线网络系统建模的研究带来了挑战和机遇。无线网络系统建模是一项庞杂的T程，涉及网络各方面统计特征的建模、模型参数估计、建模算法的优化，以及将这些模型以较好的架构组织起来，形成反映真实网络特征且性能优良的仿真工具。无线系统单方面特征研究的相关文献已经有很多，从大、小尺度衰落建模到拓扑控制算法生成、实体和群组随机移动轨迹合成，再到网络流量相关性刻画和通信协议行为分析，以美国滨州州立大学、密苏里大学、普

6、渡大学、贝尔实验室和欧洲科学与技术合作组织(COST)为代表的国外著名高校和机构开展了许多工作，然而对于系统的整体特征归纳及综合性分析工作却相当少；在仿真工具研发方面，美国加州大学LBNL国家实验室和MIL3公司走在了世界前列。而强调自主知识产权、推进科技创新的我国。却迄今为止没有一款较有影响力的无线网络系统自主仿真工具。本文首先简要介绍了常见的无线网络系统，对评价网络质量的重要工具——性能指标进行了归类，然后着重研究了描述系统信道、拓扑、流量和协议行为等特征的各类数学模型，并对两款主流的仿真工具——NS2和OPNET的优缺点进行了详细分析，最后给出了总结及发展

7、趋势。希望一方面能够促进现有工具在功能和性能上的完善，另一方面为我国自主开发具有全球先进水平的无线系统仿真工具提供参考。1无线网络系统概述无线网络系统是对利用无线电技术进行通信的网络系统的总称。按照网络规模和采用的协议体系，一般将其划分为两大类：蜂窝网络系统和区域网络系统。此外，还有卫星通讯、数字电视广播等一些影响力相对较小的系统。1．1蜂窝网络系统蜂窝网络是目前全世界应用最广、用户数最多的一类无线系统，从20世纪70年代的模拟蜂窝到GSM、CDMA系统，再到如今的3G网络，无线传输技术和业务架构发生了巨大变化。然而其网络结构却一直相对稳定，分为如下3个部分：用

8、户设备(UE)、接入域(