通信工程畢業設計-基于opnet的無線傳感器網絡qos路由及流量建模研究與仿真-免費閱讀

　　

【正文】 在配置完上述基準背景流量后，為了便于分析和觀測，需要配置一些典型的網絡應用，這里以常見的 FTP 業務為例介紹。背景流量定義的主要是鏈路上和節點之間的流量。圖 39 和圖 310 顯示有背景流量的情況下，鏈路的利用率和吞吐量要比沒有背景流量時高。接下來我們要做的就是搜集河海大學工學學士學位論文 第 3 章 OPNET 流量建模機制 22 統計量并運行仿真，查看結果。它的具體模型見下圖 (圖 33)所示。我們的任務就是通過仿真來觀察該公司的網絡在有無背景流量情況下的 FTP 業務響應情況。針對某一特定的業務，測試分析其性能，或者在服務商提供新業務時，測試新業務的性能及網絡整體性能的影響。 背景利用率流量是 定義在鏈路上 或者節點上 的流量 ， 通常用百分比 對應時間的形式來表現 ， 表示網絡中的流量占整條鏈路可承受的最大負載的比例 或消耗網絡節點處理能力的比例。 流量方式 仿真目的 前景業務流量 背景路由流量 背景利用率流量 網絡吞吐量和帶寬 一般需要 需要 網絡的瓶 頸 需要 需要 網絡協議的性能 需要 一般需要 節點鏈路的失效分析 需要 話音、視頻業務分析 需要 需要 一般需要 數據業務分析 需要 一般需要 需要 表 31河海大學工學學士學位論文 基于 OPNET 的無線傳感器網絡 QoS 路由及流量建模研究與仿真 17 背景路由流量 是 定義在一個源節點到一個或多個目的節點之間的流量 ，它 有兩種定義方法 ，一種是 從 網絡管理系統如 HP Openview 的 Netmetrix 讀入 ，另一種是 手工建立 。在 OPNET 的仿真建模中，對網絡流量的建模主要分為背景路由流量 (Background Routed Traffic)建模、背景利用率流量 (Background Utilization Traffic)建模和前景業務流量 (Application Traffic)建模三種方式 。 圖 23 不同 TMR 下的平均端到端時延 圖 24 不同 TMR 下的 II 類網絡生存期 結果表明： TMR 從 5:1 到 1:10 的變化過程中，盡 力而為業務時延較穩定，而實時業務時延顯著低于盡力而為業務，先下降后趨穩定。從平均算法 性能 A B C 網絡生存期 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ 業務類型 不支持 RTamp。設節點能量為 14000 單位，發送和接收一個分組消耗 5 單位。因此 ,在原有 DD 路徑維護機制基礎上定義如下規則來提供對失效鏈路的快速 本地修復和節點失效通知： 規則 1(路徑快速本地修復 )：若當前節點的下一跳傳輸失敗，則在鄰居信息表中將與此下一跳節點間的鏈路代價標為無窮大，并重新進行下一跳選擇。基于 DD 的節點信息處理流程如圖 21 所示。 (3) QoS 路由維護。最優路徑 P*(s,d)滿足： NetworkLifetime→ max (1) Ep=max{min{E(i)|v(i)∈ P}} (2) Bp=min{B(i,j)|a(i,j)∈ P}≥ Bmin (3) Dp=∑ a(i,j)∈ Pd(i,j)≤ Dmax (4) 其中 ,式 (1)表明網絡生存期是系統優化目標 ,式 (2)中 Ep 是所有路徑中能量瓶頸最小的 ,式 (3)表明路徑最小鏈路帶寬 Bp 應不小于業務所需最小帶寬 Bmin,式 (4)表明路徑延遲 Dp 應不大于業務的最大容忍延遲 Dmax。 QoS 路由是在圖 G 中 ,尋找滿足業務 QoS 約束 C,從源節點 v(0)到目標節點 v(n)的可能路徑 P=v(0)→ v(1) →??→ v(n)。 無線傳感器網絡中有三 類基本實體 ： 目標 (Target)、 傳感節點 (SensingNode)和觀測節點 (ObserverNode)。它的特點表現在以下幾個方面： (1)節點低能耗和網絡能耗均衡，以延長網絡生存期和穩定網絡拓撲。 (8)動畫。支持 400 多個庫函數以及書寫風格簡潔的協議模型。幾個不同的網絡場景組成 “項目 ”，用 以比較不同的設計方案。 OPNET Modeler 提供了三層建模機制，分別在進程層，節點層和網絡層進行由下到上的建模。 網絡仿真的意義在于 它可以有效地提高網絡規劃和設計的可靠性和準確性，明顯地降低網絡投資風險，減少不必要的投資浪費。也可以利用無人機飛躍網絡上空，通過匯節點采集數據。每一個傳感器節點由數據采集模塊 (傳感器、 AID 轉換器 )、數據處理和控制模塊 (微處理器、存儲器 )、通信模塊 (無線收發器 )和供電模塊 (電池、 AC/DC 能量轉換器 )等組成。這一章是本文的研究基礎，主要闡述了 OPNET 仿真中的三種流量建模機制，以太平洋東海岸一家公司的網絡為例對背景業務流量進行了研究與仿真，為建立無線傳感器網絡的流量模型奠定了基礎。因此越來越 需要一種新的網絡規劃和設計手段，在這種情況下網絡仿真應運而生。 關鍵詞：無線傳感器網絡； OPNET 仿真； QoS 路由；定向擴散 ；流量工程；網絡吞吐量；時延 河海大學工學學士學位論文 英文摘要 Ⅱ Abstract Wireless sensor work (WSN) is a new kind of wireless works, using brannew informationgathering and processing technology. The WSN, selfanized, is of no infrastructure. Numbers of sensing nodes, posing of sensing implement, data processing unit and munication module, structure the WSN selfdriven. WSN has such characteristics as hardware resource limitation, power capacity limitation, datacentral, selfanization, multihop routing, dynamic topology, dense distribution with numerous nodes. WSN is widely used for its potential ascendancy. However, in modern society, information technology changes with each passing day. With the work structure and scale going more and more plex and the multiplicity of work application, it’ll never adapt to the rapid development if you still rely simply on your experience when you layout and design a new work, Ramp。 Ⅲ、進度安排： ～ 查閱無線傳感器網絡（ WSN）、 OPNET 網絡仿真及相關資料 ～ 熟悉 OPNET 仿真平臺 ～ 研究分析無線傳感器網絡的 QoS路由算法和 OPNET的流量建 模機 制，提出一種建立無線傳感器網絡流量模型的方法 ～ 對所提模型進行 OPNET 仿真實驗，驗證其有效性 ～ 整理相關資料，撰寫畢業設計論文，準備論文答辯 Ⅳ、主要參考資料： 【 1】王文博， 張金文 . OPNET Modeler 與網絡仿真，人民郵電出版社， 【 2】 孫屹 ， 孟晨 . OPNET 通信仿真開發手冊， 國防工業出版社 ， 【 3】 陳敏 . OPNET 網絡仿真， 清華大學出版社 ， 【 4】孫利民，李建中，陳渝， 朱紅松 . 無線傳感器網絡，清華大學出版 社， 指導教師： ， 2021 年 3 月 2 日 學生姓名： ， 專業年級： 2021 級通信工程專業 系負責人審核意見（ 從選題是否符合專業培養目標、是否結合科研或工程實際、綜合訓練程度、內容難度及工作量等方面加以審核 ）： XX 大學工學學士學位論文 任務書 系負責人簽字： ， 年 月 日河海大學工學學士學位論文 中文摘要 Ⅰ 摘 要 無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取和處理技術，是一種新型的、無基礎設施的、自組織的無線網絡。 XX 大學工學學士學位論文 任務書 河 海 大 學 本科畢業設計（論文）任務書 （理 工 科 類） Ⅰ、畢業設計（論文）題目： 基于 OPNET的無線傳感器網絡 QoS路由及流量建模研究與仿真 Ⅱ、畢業設計（論文）工作內容 （從綜合運用知識、研究方案的設計、研究方法和手段的運用、應用文獻資料、數據分析處理、圖紙質量、技術或觀點創新等方面詳細說明） ： （ 1）搜集 /閱讀無線傳感器網絡、 OPNET 網絡仿真等資料 文獻，熟悉無 線傳感器網絡的基本理論問題，熟悉 OPNET 網絡仿真這個仿真軟 件。大量的傳感器節點通過自組織的方式構成了網絡，每個節點集成了傳感器件、數據處理單元和通信模塊。D work facilities and explode work protocols.