基于dijkstra算法的adhoc網絡的動態仿真優化畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 信源信宿圖14 Ad NS仿真平臺的微波傳輸界面在任意的無線信道環境中，我們假設存在一個相對均勻的或者說穩定的空間區域，能夠使我們在仿真微波通訊時，針對所有屬于這個區域的移動終端，我們只需要做一次迭代仿真運算就相當于對它們全部進行了仿真運算。這樣一來，仿真的速度應該就能成倍甚至是更大程度地提高！根據這個假設的思路去做優化，優化的就不再是算法本身。應該說，這種優化的實質只是一種近似估算；但對于“優化”而言，只要能真正提高“速度”的優化方法，就是好方法！ 當然，不論它如何富有創新意味，它僅僅只是一個假設。任何科學的假設（設想）提出固然異常重要，但同樣重要的還有針對它的實踐論證。在我們的實驗過程中，為了進一步提高效率，我們選用了Ad NS平臺的2D模式的升級版本軟件：微波通訊仿真軟件Impulse Response Simulator（簡稱IRS）。這個軟件能夠根據對通信信道脈沖響應的研究而描繪出通信信道的穩定性特征曲線。而我們要利用的，則是它在做完無線仿真計算后生成的一個有關沖激響應的文件（），這個文件由一系列的坐標及其對應的延時抖動（dispersion of the delay）組成，我們要做的最簡單的也是最主要的工作，就是從這個文件中提取出一組延時數據生成一個新的數組（array），借用MATLAB等軟件讀取之后，再對其進行一系列的統計和分析。在實際的實驗論證中，我們首先選用了普瓦捷大學校園作為應用模擬腳本。先后設置了十個信號發射(emission)點和6個目標(destination)信號群(待測區域)，每次先固定一個發射點，然后分別對應6個待測區域（正方形），并且將每個區域的面積分別從4平方米增加到40平方米，一個信號能得到6組數據。這樣我們就有了60組數據進行對比分析。所有的數據都是在統一的工作頻率、統一的折射、衍射次數、統一的工作海拔高度，以及統一的目標終端排列密度等等的情況下獲得的。然后我們對它們進行群組統計。不但確保了統計分析的涵蓋性和科學性，更確保了我們最看重的精確性。要平臺上實現一次仿真，一般包括下面三個部分：參數設置等前期準備：包括以下參數：頻率f=()，場景（三維仿真圖），衍射和反射的有效次數，信源和信宿的坐標及（海撥）高度等；完整地模擬網絡：結果分析 ：，關于時間延遲的，實際是生成一個原始數據矩陣，可利用MATLAB對數據獲取較便利的優勢及其強大的矩陣數據處理能力來進行分析處理。 1．5 Ad Hoc網絡相關參數 先介紹三個計算公式，分別是數學期望，方差（及標準方差）和標準離差率。1) 數學期望若離散型隨機變量可能取值為，其分布列為則當 （） 時,稱存在數學期望,并且數學期望為 （） 離散型隨機變量的一切可能的取值與對應的概率P(=)之積的和稱為數學期望。2) 方差 （）標準差為： （）數學上一般用E{[XE(X)]^2}來度量隨機變量X與其均值E(X)即期望的偏離程度，稱為X的方差。方差是標準差的平方3）標準離差率（離散系數）標準離差率是以相對數來衡量待決策方案的風險。標準離差率指標的適用范圍較廣，尤其適用于期望值不同的決策方案風險程度的比較。標準離差率，是一個相對指示，它表示某資產每單位預期收益中所包含的風險的大小。一般情況下，標準離差率越大，資產的相對風險越大；標準離差率越小，資產的相對風險越小。標準離差率指標可以用來比較預期收益率不同的資產之間的風險大小。標準離差率是一個相對指標。標準離差率是標準離差與期望值之比。其計算公式為：標準離差率＝標準離差/期望值在課題當中，我們的原始數據是以大量的文件形式出現的，這是一種后綴為“DR” 的特殊文件，里面的內容其實就是一個矩陣。1．6 Ad Hoc網絡的動態仿真進行優化的思路Ad Hoc網絡的優化主要是為了提高軟件的運算速度，但是由于Ad Hoc網絡的本身具有的一些特點，例如，臨時性，隨機性，不確定性，可變性，無固定中心等。而影響它的主要因素是路由算法。所以在這里，我們采用Dijkstra最短路徑算法。Dijkstra算法是一種典型的最短路徑算法，用于計算一個節點到其他所有節點的最短路徑。Dijkstra算法是用于計算一個節點到其他所有節點的最短路徑，其實質就是就是減少計算的次數。其實在實際過程中我們要算成千上萬次，這樣是非常精確的。那是否存在既減少運算次數又保證運算的準確率呢？因此在該過程中，我們假設存在一個相對均勻的或者說穩定的空間區域（即均穩空間），能夠使我們在仿真微波通訊時，針對所有屬于這個區域的移動終端，我們只需要做一次迭代仿真運算就相當于對它們全部進行了仿真運算。這樣一來，仿真的速度就成倍甚至是更大程度地提高了。接下來我們需要驗證的是這個均穩空間的存在。從DR文件中調出矩陣第三列，求出平均延遲、方差以及均方差，進而求出離散系數，Ratio比值(離散系數) =均方差/平均延遲。假設，信源通過四次反射，一次衍射到達信宿的，接受區域面積10m2,，對應的接受區域有125個點，用圖表的形式表示出個范圍所占的個數既信息還原率，通過信息還原率和離散系數確定這條曲線，來確定穩定區間的最大面積。2．1 WLAN的基本概念和技術要求隨著Internet應用的迅猛發展，便攜機、PDA(Personal Data Assistant)等移動智能終端的使用日益增長，給廣大用戶提供了諸多便利（隨時隨處自由接入Internet、能享受更多的業務、安全且有保障的網絡），成為發展的必然。在接入速率和適應環境上與3G技術互為補充的WLAN(Wireless Local Area Network) 即無線局域網迅猛發展，成為新一代告訴無線接入網絡WLAN是指應用無線通信技術將計算機設備互聯起來，構成可以互相通信和實現資源共享的網絡體系。無線局域網本質的特點是不再使用通信電纜將計算機與網絡連接起來，而是通過無線的方式連接，從而使網絡的構建和終端的移動更加靈活。 由于無線局域網需要支持高速、突發的數據業務，在室內使用還需要解決多徑衰落以及各子網間串擾等問題。具體來說，無線局域網必須實現以下技術要求： （1）可靠性：無線局域網的系統分組丟失率應該低于105，誤碼率應該低于108。 （2）兼容性：對于室內使用的無線局域網，應盡可能使其跟現有的有線局域網在網絡操作系統和網絡軟件上相互兼容。 （3）數據速率：為了滿足局域網業務量的需要，無線局域網的數據傳輸速率應該在1Mbps以上。 （4）通信保密：由于數據通過無線介質在空中傳播，無線局域網必須在不同層次采取有效的措施以提高通信保密和數據安全性能。 （5）移動性：支持全移動網絡或半移動網絡。 （6）節能管理：當無數據收發時使站點機處于休眠狀態，當有數據收發時再激活，從而達到節省電力消耗的目的。 （7）小型化、低價格：這是無線局域網得以普及的關鍵。 （8）電磁環境：無線局域網應考慮電磁對人體和周邊環境的影響問題。 。 ，這一波段被全球無線電法規定義為擴頻使用波段。1999年8月，包括用一個基于SNMP的MIB來取代原來基于OSI協議的MIB。另外還增加了兩項內容：，它擴充了標準的物理層，頻帶為5GHz,采用QFSK調制方式，傳輸速率為6Mb/s——54Mb/s。它采用正交頻分復用（OFDM）的獨特擴展擴頻技術，可提供25Mbps的無線ATM街口和10Mbps的以太無線幀結構接口，并支持語音、數據、圖像業務。這樣的速率完全能滿足室內、室外的各種應用場合。但是，采用該標準的產品目前還沒有進入市場。，（CCK）調制方式。該標準可提供11Mb/s的數據速率，大約是原有IEEE標準無線LAN速度的5倍，在11Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率之間自動切換。它從根本上改變WLAN設計和應用現狀，擴大了WLAN的應用領域。現在。而本課題研究的Ad ,，故而在運用Ad Hoc網絡時候。第三章MATLAB的基本知識與應用3．1 MATLAB的概述MATLAB 是一種用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境。它的應用