基于NS2的多信道多接口網(wǎng)絡(luò)模型研究與改進(jìn)

1、基于 NS2的多信道多接口網(wǎng)絡(luò)模型研究與改進(jìn)關(guān)文勇,馬立香 作者簡介:關(guān)文勇 (1984-,男 , 碩士研究生 , 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) , 無線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò) . E-mail: 19539326(電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院 , 成都 6117315 摘要:通過對幾種基于 NS2的多接口多信道網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧修改方案的比較研究,針對目前最 為通用的 Ramon 模型,進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)與拓展。新增了信道動(dòng)態(tài)切換功能以及信道切 換時(shí)延模擬功能, 使得協(xié)議棧更為合理且靈活。 引入了匯聚模塊, 使得原本只適用于多信道 路由協(xié)議仿真的 Ramon 模型同時(shí)支持多信道 MAC 協(xié)議的仿真研究。提出了簡單的基于 80

2、2.11的多信道 MAC 協(xié)議,仿真驗(yàn)證結(jié)果證明了改進(jìn)方案的有效性。10關(guān)鍵詞:通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ; 多接口多信道;多信道 MAC 協(xié)議; NS2中圖分類號(hào):TP399NS2-based Multi-interface Multi-channel Network Model Research and Improvement15 Guan Wenyong, Ma Lixiang(School of Communication and Information Engineering, University of Electronic Science andTechonology of China, C

3、hengdu 611731Abstract: In this paper Compared with several multi-interface multi-channel network protocol stack based on NS2, this paper improve Ramon model which is the most popular protocol. Our model adds 20 the function of dynamic channel switching and switching delay, making the stack more reas

4、onable and flexible. Moreover, we introduce convergence module and propose a simple multi-channel MAC protocol which is based on 802.11, making the Ramon model which is only applied to multi-channel routing protocol also supports multi-channel MAC protocol simulation. Simulation results showed the e

5、ffectiveness of our improvement.25Key words: telcommunication; multi-interface multi-channel; multi-channel MAC protocol; Network Simulation version 20 引言隨著無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展, 越來越多的通信設(shè)備支持多接口技術(shù), 以便同時(shí)利用多30 個(gè)無線信道進(jìn)行更高效率的通信。 在無線網(wǎng)絡(luò)通信研究領(lǐng)域, 科研人員希望能夠?qū)χС侄嘟?口多信道的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議繼續(xù)深入地進(jìn)行研究以盡可能高地提升多信道網(wǎng)絡(luò)的性能。 網(wǎng)絡(luò)仿真軟 件 NS2(Network Simu

6、lation version 2 1作為網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域廣泛使用的一種主流網(wǎng)絡(luò)仿真平 臺(tái), 目前卻并不支持所接口多信道網(wǎng)絡(luò)的仿真, 這就給從事多信道網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究的科研人員 造成了不便。近年來,已經(jīng)有一些科研機(jī)構(gòu)或?qū)W者對 NS2進(jìn)行了相應(yīng)的修改以支持多信道35 多接口技術(shù)。這些修改方案中,得到學(xué)術(shù)界關(guān)注的有 MITF 方案、 TENS 方案、 Hyacinth 方 案以及 Ramon 方案等,這些方案有著各自的優(yōu)點(diǎn),但也都并不是特別完善。1 幾種現(xiàn)有多接口多信道方案MITF 方案由巴西里約熱內(nèi)盧大學(xué)的科研人員在名為 MITF 的項(xiàng)目中提出的支持多接口 的方案并在 ns -2.28上實(shí)現(xiàn),該方案的目的

7、就是實(shí)現(xiàn)對多接口的支持,并在此基礎(chǔ)上采用40AODV 路由協(xié)議。 然而隨著 MITF 項(xiàng)目的失敗, 其中的多接口方案也沒有獲得廣泛認(rèn)同。 但 是該方案為之后的多接口多信道仿真研究提供了很多新穎的想法和開闊的思路。TENS方案 2由印度 Indian Institute of Technology Kanpur提出。該方案主要針對 NS2 (version 2.1b9a中 IEEE802.11協(xié)議在 MAC 層和物理層的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了改進(jìn),同時(shí)為該版 本 NS2引入了多信道仿真的能力。該方案通過在物理層的 C+實(shí)現(xiàn)中采用多路復(fù)用方式實(shí) 45現(xiàn)了多信道模型,信道的選擇是通過在 Tcl 腳本中指定一個(gè)信

8、道號(hào)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。另外,該 方案通過修改 TCL 源文件,將完整的物理層復(fù)制了多份,從而把多個(gè)信道相關(guān)組件組合到 了一個(gè)節(jié)點(diǎn)中, 這一點(diǎn)對后來的多信道模型研究具有一定的啟發(fā)性。 但是 TENS 多信道模型 主要目標(biāo)在于仿真出能夠被 IEEE802.11協(xié)議使用的多個(gè)信道以及信道間干擾,因此實(shí)現(xiàn)機(jī) 制上與 NS2已實(shí)現(xiàn)的 802.11協(xié)議密切相關(guān),通用性較差。50Hyacinth 方案 3最初由紐約州立大學(xué)的研究人員提出并在 NS2(version 2.1b9a上實(shí)現(xiàn) . 相 較于前面的 TENS 方案主要針對 MAC 協(xié)議, Hyacinth 方案是為了實(shí)現(xiàn)對特定的多信道路由 協(xié)議的仿真, 因

9、此擴(kuò)展時(shí)涉及的協(xié)議層次更高修改內(nèi)容也更廣。 該方案實(shí)現(xiàn)了針對特定路由 協(xié)議的多信道仿真模型, 為多信道路由協(xié)議的仿真做出一定貢獻(xiàn)。 但是該方案中單個(gè)節(jié)點(diǎn)支 持的多接口個(gè)數(shù)最多為 5個(gè), 而且其信道配置方式為靜態(tài)配置, 不易于靈活使用。 并且其多 55信道的實(shí)現(xiàn)機(jī)制嚴(yán)重依賴于特定的靜態(tài)路由協(xié)議, 仍然不足以擴(kuò)展為更通用的多信道多接口 仿真模型。Ramon 方案 4由 University of Cantabria的 Ramon Aguero Calvo和 Jesus Perez Campo兩 位學(xué)者提出并在 NS2(version 2.29上實(shí)現(xiàn),也是主要針對多信道路由協(xié)議的仿真。該方案大 部分

10、的修改都集中到 Tcl 源碼中, 采取與 Hyacinth 方案相似的思路, 在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)建階段 60復(fù)制網(wǎng)絡(luò)接口中所有組件的方式來實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口, 并將這些接口連接到一個(gè)路由代理上, 從 而使得路由協(xié)議可以直接使用和管理這些接口,以仿真支持多接口多信道的路由協(xié)議。 Ramon 方案盡可能地考慮到了配置的靈活性,使用變量記錄信道數(shù)量并據(jù)此動(dòng)態(tài)生成無線 網(wǎng)絡(luò)接口。 同時(shí)擴(kuò)充了許多配置所需的 Tcl 接口, 可以在仿真場景腳本中調(diào)用這些接口以方 便地實(shí)現(xiàn)對多信道多接口的相關(guān)參數(shù)配置。65Ramon 多信道多接口方案由于其較為靈活的配置能力和可擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)機(jī)制,具有一定 程度的通用性, 被很多科研人員

11、采納并用于相關(guān)項(xiàng)目的研究中。 但是該方案中, 網(wǎng)絡(luò)接口只 能固定綁定到一個(gè)信道上, 一旦綁定, 就不能切換該網(wǎng)絡(luò)接口的工作信道。 而多接口多信道 的實(shí)現(xiàn), 是通過為節(jié)點(diǎn)復(fù)制與可用信道數(shù)量一致的多個(gè)接口, 不同的接口分別綁定到不同的 可用信道, 選擇信道即是選擇其對應(yīng)的接口這樣的方式來實(shí)現(xiàn)的。 這樣的實(shí)現(xiàn)方法, 在可用 70信道數(shù)特別多的情況下, 需要在單個(gè)節(jié)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)大量的網(wǎng)絡(luò)接口, 即需要大量復(fù)制自網(wǎng)絡(luò)層 以下到物理接口的協(xié)議棧,雖然邏輯上仍然是一個(gè)節(jié)點(diǎn),但從 NS2平臺(tái)代碼實(shí)現(xiàn)的角度看 來, 已經(jīng)是大量節(jié)點(diǎn)的組合了。 當(dāng)然這對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型并沒有影響, 但是影響了仿真運(yùn)行本 身的性能, 如果需

12、要進(jìn)行大規(guī)模的多接口多信道的網(wǎng)絡(luò)仿真, 這樣的實(shí)現(xiàn)方式就使得網(wǎng)絡(luò)中 節(jié)點(diǎn)規(guī)模不必要地成倍增大, 最終也會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真性能的下降。 另外, 上述的多接口 75多信道實(shí)現(xiàn)中, 由于對信道的切換即是對接口的切換, 只需令網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議將數(shù)據(jù)包送 達(dá)到相應(yīng)的目標(biāo)接口即可實(shí)現(xiàn),但是這樣的方式忽略了信道的切換延遲,這也是 Ramon 方 案的一個(gè)不合理之處。 中國 科技論文在線2 對 Ramon 方案的改進(jìn)2.1 改進(jìn)原理分析80 NS2中 原 始 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) (MobileNode結(jié) 構(gòu) 模 型 如 圖 1所 示 , 主 要 由 應(yīng) 用 代 理 (ApplicationAgent、路由代理 (

13、RoutingAgent、鏈路 (LL、 MAC 、物理接口 (NetIF以及物理 信道 (channel等模塊按照現(xiàn)實(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)邏輯組織構(gòu)成, 結(jié)合相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在 NS2仿真平臺(tái)上 實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)的許多基本功能。 在原始移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的模型實(shí)現(xiàn)下的仿真, 每個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理接 口僅能同時(shí)工作在一個(gè)固定信道上, 并且即使在有多個(gè)可用信道可用的情況下也無法根據(jù)頻85 譜狀況動(dòng)態(tài)切換其工作信道。本文提出的基于 NS2的多接口多信道模型方案,在 Ramon 方案的基礎(chǔ)之上,針對該方 案的前述缺點(diǎn)作出了改進(jìn)。 經(jīng)本文改進(jìn)后的多接口節(jié)點(diǎn)模型如圖 2所示。 在結(jié)構(gòu)上, 改進(jìn)后 的模型與 Ramon 模型大致相同,僅在

14、路由代理模塊與其下的多個(gè)鏈路模塊之間增加了一個(gè) 匯聚模塊。 但在功能上, 改進(jìn)后的模型中, 多接口網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無線接口可以在所有可用信道90 上動(dòng)態(tài)切換,并且考慮了信道切換延遲,構(gòu)建了更為合理的體系模型。在本文作者參與的寬帶頻譜資源共享項(xiàng)目中, 多接口節(jié)點(diǎn)的接口數(shù)為 3個(gè), 相關(guān)頻段可用信 道數(shù)為 11個(gè),若采用 Ramon 模型,需要為每個(gè)多接口節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn) 11個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口并分別綁定 11個(gè)信道,并在這些網(wǎng)絡(luò)接口中選擇三個(gè)與目標(biāo)信道綁定的的網(wǎng)絡(luò)接口作為當(dāng)前工作的接 口, 信道的切換即是網(wǎng)絡(luò)接口的重新選擇, 不能模擬出信道切換時(shí)不可忽視的信道切換時(shí)延。95 經(jīng)過本文改進(jìn)后的 Ramon 模型,由于網(wǎng)

15、絡(luò)接口的工作信道可以動(dòng)態(tài)切換,所以在代碼實(shí)現(xiàn) 時(shí)只需為每個(gè)多接口節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目所需的三個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口, 各接口可以在信道切換算法的規(guī)范 下在可用信道間自由切換,切換過程考慮了信道切換時(shí)延。 圖 1 NS2中原始 MobileNode 結(jié)構(gòu)模型100 Ramon 方案僅適用于對多信道路由協(xié)議的仿真,本文在上述改進(jìn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步擴(kuò) 展了 Ramon 方案的模型, 增加了匯聚模塊, 屏蔽了下層接口數(shù)的變動(dòng)對上層 (路由模塊 的影 響,并且可以在匯聚模塊內(nèi)結(jié)合上層路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)包的接口分配算法,以更好地對 多信道路由協(xié)議進(jìn)行仿真分析。 匯聚模塊的添加, 使得該模型不僅可以支持多信道路由協(xié)議105 中國

16、 科技論文在線的仿真,同時(shí)也可以較好地支持多信道 MAC 協(xié)議的仿真。在匯聚模塊以下的 MAC 模塊,雖然結(jié)構(gòu)上來看同一節(jié)點(diǎn)的各個(gè)接口采用單獨(dú) MAC 模塊,使用各自的 MAC 協(xié)議,但是同一節(jié)點(diǎn)的所有 MAC 模塊具有統(tǒng)一的接口指針,在邏輯上可以實(shí)現(xiàn)由一套 MAC 協(xié)議對多個(gè)接口上的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理,這樣可以更好地進(jìn)行針對多信道 MAC 協(xié)議的仿真。 110圖 2 改進(jìn)的多接口多信道 MobileNode 結(jié)構(gòu)模型2.2實(shí)現(xiàn)分析本文多接口多信道仿真模型是在 Ramon 方案模型基礎(chǔ)上的改進(jìn),改進(jìn)后的各項(xiàng)功能的 代碼實(shí)現(xiàn)也是在 Ramon 模型代碼實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步修改, Ramon 模型代碼實(shí)

17、現(xiàn)可參考文 獻(xiàn) 4。新增了匯聚模塊以及信道切換功能、信道切換時(shí)延控制等功能,匯聚模塊的添加涉 115及 tcl 解釋層以及 C+編譯層的修改,信道切換以及切換時(shí)延控制則主要涉及 C+編譯層的 修改。2.2.1匯聚模塊 (Convergence Module的添加匯聚模塊位于協(xié)議棧中路由模塊以下鏈路模塊之上, 是連接路由模塊和鏈路模塊的下行 單向模塊。在 Tcl 解釋層的 OTcl 代碼中,需要在文件 ns -lib.tcl 中實(shí)現(xiàn)為仿真場景腳本提 120供的匯聚模塊訪問接口 CModule 過程,并在定義節(jié)點(diǎn)參數(shù)配置的 node-config 過程中添加節(jié) 點(diǎn)層次的匯聚模塊變量 cm 參數(shù)定義

18、。 在文件 ns-mobilenode.tcl 中的 add-target-rtagent 過程中, 創(chuàng)建匯聚模塊實(shí)體, 并將該實(shí)體變量插入到路由代理模塊與鏈路模塊之間。 匯聚模塊添加之 前,路由模塊直接連接到鏈路模塊。添加匯聚模塊后,該模塊上連路由模塊的 downtarget 對象 sndT ,下接鏈路模塊對象 ll_,由于多接口情況下,匯聚模塊下接的鏈路模塊有多個(gè), 125故 ll_變量為對象數(shù)組變量 ll_($i。在 Tcl 解釋層的匯聚模塊添加完成后,在對應(yīng)的 C+編譯層,還需添加 CModule.h/cc文件,在其中進(jìn)行匯聚模塊的 C+實(shí)現(xiàn)。需要聲明并定義 CMClass 類以及 C

19、M 類。繼承自 TclClass 類的 CMClass 類的構(gòu)造函數(shù)通過調(diào)用其基類的構(gòu)造函數(shù) TclClass(“CM” 來指定其對 應(yīng)的 OTcl 對象為 ”CM” , 以此實(shí)現(xiàn)匯聚模塊的注冊、登記。在 CM 類中, 實(shí)現(xiàn)匯聚模塊對上 130 中國 科技論文在線層數(shù)據(jù)報(bào)文的接收、內(nèi)部數(shù)據(jù)報(bào)文的處理以及向下層模塊的報(bào)文分發(fā)等功能。最后, 需要使用匯聚模塊的時(shí)候, 只需在仿真場景腳本文件中的 ns_ node-config命令后的參數(shù)列表中加上參數(shù)-CModule MyCM即可,不需要匯聚模塊時(shí)不帶該參數(shù),則協(xié)議棧模型仍然為原來的路由模塊下接鏈路模塊。2.2.2信道動(dòng)態(tài)切換功能的實(shí)現(xiàn)135信道的

20、切換功能在物理層 NetIF 模塊實(shí)現(xiàn), NetIF 模塊直接與信道 channel 模塊連接, 將上層數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送到信道上或者接收信道上到達(dá)的數(shù)據(jù)報(bào)文并上傳給上層模塊。 信道切換功能可以支持多接口節(jié)點(diǎn)的各個(gè)接口 NetIF 在需要的時(shí)候切換到其它可用信道上工作。首先需要建立可用信道數(shù)組 chs_array,該數(shù)組由所有可用信道的 WirelessChannel 類型的信道指針組成,在各個(gè)信道對象構(gòu)建時(shí)就將其加入信道數(shù)組,該數(shù)組 const 靜態(tài)數(shù)組,140為 WirelessChannel 類類層次上的私有成員,一旦確定數(shù)組成員就不可改變,另有接口get_chnl(int獲取該數(shù)組中的信道對

21、象。在改變物理接口 NetIF 連接的信道對象,需要了解接口與信道之間的連接關(guān)系?？疾靚s-mobilenode.tcl 文件中 tcl 解釋層的 add-interface 過程中, netif 與 channel 相關(guān)的語句以及C+編譯層中對應(yīng)的實(shí)現(xiàn)如表 1所示, 其中 netif 為物理接口變量, channel 為信道對象變量。145表 1 物理接口與信道對象實(shí)現(xiàn)關(guān)系Tcl 命令 對應(yīng) C+實(shí)現(xiàn)$netif channel $channel if (strcmp(argv1, "channel" = 0 .channel_ = (Channel* obj;downt

22、arget_ = (NsObject* obj;. $channel addif $netif else if(strcmp(argv1, "addif" = 0 (Phy* obj->insertchnl(&ifhead_;(Phy* obj->setchnl(this; $channel add-node $self if (strcmp(argv1, "add-node" = 0 .addNodeToList(MobileNode* obj; 根據(jù)上表涉及的相關(guān)代碼實(shí)現(xiàn), 基本可以了解物理接口與信道對象以及接口所在節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)現(xiàn)

23、關(guān)系。 實(shí)現(xiàn)信道的動(dòng)態(tài)切換, 首先要去除物理接口當(dāng)前所連接的信道對象, 并將當(dāng)150前信道對象與所在節(jié)點(diǎn)解除關(guān)聯(lián), 最后才能將所要連接的目標(biāo)信道按照上表中體現(xiàn)出的關(guān)系添加到現(xiàn)有接口上。信道切換的具體實(shí)現(xiàn)主要在 Phy 類的信道切換成員函數(shù) CHAN_SWITCH_TO(Channel*中。該函數(shù)接收一個(gè) Channel 類指針對象參數(shù),該參數(shù)為欲切換的目標(biāo)信道的信道指針。該函數(shù)內(nèi)部,首先獲取本地物理接口當(dāng)前工作信道 ori_ch以及切換目標(biāo)信道 new_ch,在確認(rèn)155當(dāng)前工作信道與切換目標(biāo)信道不是同一信道后, 開始解除本地接口的當(dāng)前工作信道對象, 解除過程按照表 1所列關(guān)系逆向?qū)崿F(xiàn), 然后

24、可以將切換目標(biāo)信道添加到本地接口上, 連接過程按照表 1所列關(guān)系順序?qū)崿F(xiàn),這樣本地物理接口的信道切換過程就完成了。中國科技論文在線 2.2.3 160 信道切換時(shí)延功能的實(shí)現(xiàn) 信道切換過程的切換時(shí)延模擬， NS2 中主要是在 C+編譯層中采用定時(shí)器組件實(shí)現(xiàn)， 在 當(dāng)信道切換命令下達(dá)后， 本地接口的當(dāng)前信道被從接口上解除， 該事件觸發(fā)信道時(shí)延定時(shí)器 ch_switch_delay_timer 開始計(jì)時(shí)，當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)到期后，執(zhí)行 handle(函數(shù)開始將目標(biāo)切換 信道連接到本地接口，在原信道解除之后、目標(biāo)信道連接之前，即定時(shí)器計(jì)時(shí)期間，本地接 口由于沒有連接到任何信道上，故此階段不能進(jìn)行報(bào)文的收發(fā)

25、。定時(shí)器計(jì)時(shí)的時(shí)間長度，即 165 為信道切換時(shí)延的時(shí)延長度 switch_delay，該參數(shù)的值可由仿真場景腳本中的 tcl 命令接口 switch_delay 設(shè)定，通過 Tcl 解釋層傳遞到 C+編譯層，供信道切換時(shí)延定時(shí)器確定切換時(shí) 延。 3 仿真分析 為了驗(yàn)證改進(jìn)后的多接口多信道模型的仿真效果，在 802.11 mac 協(xié)議中添加了簡單的多信 170 道控制算法5，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的仿真場景進(jìn)行仿真分析。 根據(jù) 802.11 協(xié)議，發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)前，需要發(fā)送 RTS 至下一跳節(jié)點(diǎn)向?qū)Ψ秸埱蟀l(fā)送 數(shù)據(jù)，下一跳節(jié)點(diǎn)收到 RTS 后如果條件允許將向發(fā)送方回復(fù) CTS 以同意發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)，

26、然后發(fā)送方開始發(fā)送數(shù)據(jù)給下一跳節(jié)點(diǎn)。本文采用公共信道模型，即設(shè)定一個(gè)公共信道，保 證每個(gè)節(jié)點(diǎn)均有一個(gè)接口連接到該信道， 節(jié)點(diǎn)的其它接口隨機(jī)連接到其他可用信道上， 這樣 175 需要通信的節(jié)點(diǎn)間很有可能僅有一條公共信道可用來進(jìn)行通信。 但是在多接口多信道的節(jié)點(diǎn) 條件下，這樣不能體現(xiàn)出其相對于普通節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率比較低下。要將多接口多 信道充分利用起來， 我們可以在最初利用這僅有的一個(gè)通信信道， 與下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)多 接口信道信息的交流， 獲取下一跳節(jié)點(diǎn)所有接口的當(dāng)前信道信息， 并將自己的各個(gè)接口切換 到對方各接口所在信道上去， 這樣就可以同時(shí)利用多個(gè)信道進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間通信， 大大地改善了

27、180 通信效率。 仿真場景設(shè)計(jì)為在 1000×1000 的平面區(qū)域內(nèi)，分布 14 個(gè)多接口無線節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成分布式 無線網(wǎng)絡(luò)， 各節(jié)點(diǎn)以最大速度 5m/s 低速隨機(jī)移動(dòng)。 節(jié)點(diǎn)間隨機(jī)建立 12 個(gè) UDP 鏈路進(jìn)行 CBR 數(shù)據(jù)通信，節(jié)點(diǎn)間通信采用多信道進(jìn)行通信。各多接口節(jié)點(diǎn)物理接口數(shù)均為 3 個(gè)，可用信道 為 11 個(gè)， 其中設(shè)定 0 號(hào)信道為公共信道。 信道切換時(shí)延設(shè)定為 10ms， 仿真時(shí)長設(shè)定為 100s。 185 作為對比，設(shè)計(jì)另一個(gè)仿真場景拓?fù)浞秶?、?jié)點(diǎn)數(shù)、通信鏈路等場景信息均與上面仿真 場景一致，但節(jié)點(diǎn)采用單接口單信道工作方式。 該仿真實(shí)驗(yàn)通過考察吞吐率、 時(shí)延以及抖動(dòng)等

28、指標(biāo)來比較單接口與改進(jìn)后的多接口的性 能 。 多接口多信道模型與單接口單信道模型的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)吞吐量對比如圖 3 所示，標(biāo)識(shí)為“mimc” 190 的紅色線條表示多接口多信道模型的數(shù)據(jù)，標(biāo)識(shí)為“sisc”的綠色線條表示單接口多信道模型 的數(shù)據(jù)。在仿真運(yùn)行后的 1.0s 到 23.0s 間每間隔 2s 新增一對 UDP 鏈路并開始 CBR 數(shù)據(jù)通 信， 由圖 3 可見在整個(gè)通信過程中， 多接口多信道模型的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)吞吐率遠(yuǎn)高于單接口單信 道模型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)吞吐率， 前者大致約為后者的三倍左右， 在多接口多信道模型采用三接口 三信道的情形下，這樣的結(jié)果比較理想地符合了預(yù)期的結(jié)果。 6 -6- 中國科技論文

29、在線 195 圖 3 多接口多信道模型與單接口單信道模型仿真實(shí)時(shí)吞吐率對比圖 多接口多信道模型與單接口單信道模型的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)延遲對比如圖 4 所示， 標(biāo)識(shí)為“mimc” 的紅色線條表示多接口多信道模型的數(shù)據(jù)，標(biāo)識(shí)為“sisc”的綠色線條表示單接口多信道模型 200 的數(shù)據(jù)。 由圖 4 可見， 多接口多信道模型較之單接口單信道模型在實(shí)時(shí)延遲性能上有明顯的 優(yōu)化，時(shí)延性能相對比較平穩(wěn)，時(shí)延時(shí)長平均在 1.2s 左右。 圖 4 多接口多信道模型與單接口單信道模型仿真實(shí)時(shí)延遲對比圖 205 多接口多信道模型與單接口單信道模型的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)抖動(dòng)對比如圖 5 所示， 標(biāo)識(shí)為“mimc” 的紅色線條表示多接口多信道模型的數(shù)據(jù)，標(biāo)