Aloha与CSMA仿真.zip

%np-CSMA协议程序 function [Traffic,S,Delay]=npcsma(capture) %*********** 输入参数 ******************* % capture: 是否考虑捕获效应 0:不考虑 1:考虑 %************* 输出参数 ****************** % Traffic: 实际产生的业务量 % S： 吞吐量 % Delay： 平均延迟 %**********************定义终端状态常数以及仿真结束参数 ********************** STANDBY = 0; %等待 TRANSMIT = 1; %传输 COLLISION = 2; %碰撞 TOTAL=5000; % 成功传输多少数据包后仿真结束 %**********************定义信道参数 ********************** brate = 6e6; % 比特速率 Srate = 0.25e6; % 符号速率 Plen = 500; % 包长（符号数） Ttime = Plen / Srate; % 每个数据包的传输时间 Dtime = 0.1; % 归一化传播延迟 delay = Dtime * Ttime; % 实际延迟 alfa = 3; % 路径损耗指数 sigma = 6; % 阴影衰落标准差 [dB] %**********************定义接入点信息 ********************** r = 100; % 服务区域半径 [m] bxy = [0, 0, 5]; % 接入点位置坐标 (x,y,z)[m] tcn = 10; % 接入点进行正确信号解调所需要的最低信号功率 [dBm] %**********************定义终端信息 ********************** Mnum = 100; % 终端数目 mcn = 30; % 终端在服务区域边缘时，接入点接收到的信号功率 [dBm] mpow = 10^(mcn/10) * sqrt(r^2+bxy(3)^2)^alfa; % 终端的发射信号功率 h=0; % 终端高度 mxy = [randsrc(2,Mnum,[-r:r]); randsrc(1,Mnum,[0:h])]; % 随机生成终端坐标 while 1 d=sqrt(sum(mxy(1:2,:).^2)); % 判断终端与接入点的水平距离是否超过r [tmp,indx]=find(d>r); if length(indx) == 0 break end mxy(:,indx)=[randsrc(2,length(indx),[-r:r]);mxy(3,indx)]; %超过r重新生成位置坐标 end distance=sqrt(sum(((ones(Mnum,1)*bxy).'-mxy).^2)); %终端距离接入点的距离 mrnd = randn(1,Mnum); % 每个终端的阴影衰落 % G=[0.1:0.1:1,2:10,20:20:40]; % 理论业务量 G=[0.1:0.1:1,2:10,20]; for indx=1:length(G) %**************** 初始化相关参数 ****************************** Tint = -Ttime / log(1-G(indx)/Mnum); % 数据包产生间隔的期望值 Rint = Tint; % 数据包重传间隔的期望值 Spnum = 0; % 成功传输的包个数 Splen = 0; % 成功传输的符号的个数 Tplen = 0; % 待传输的符号数 Wtime = 0; % 传输延迟时间(s) mgtime = -Tint * log(1-rand(1,Mnum)); % 初始数据包产生时刻 Mstime = zeros(1,Mnum) - inf; % 数据包传输时刻 mtime = mgtime; % 终端状态改变传输时刻 Mstate = zeros(1,Mnum); % 终端状态 Mplen(1:Mnum) = Plen; % 每个终端传输的数据包长度大小 now_time = min(mtime); %*********************** 仿真循环 ************************************** while 1 idx = find(mtime==now_time & Mstate==TRANSMIT); % 成功传输数据包的终端ID if length(idx) > 0 Spnum = Spnum + 1; Splen = Splen + Mplen(idx); Wtime = Wtime + now_time - mgtime(idx); Mstate(idx) = STANDBY; mgtime(idx) = now_time - Tint * log(1-rand); % 下一个数据包产生时刻 mtime(idx) = mgtime(idx); % 下一个数据包传输时刻 end idx = find(mtime==now_time & Mstate==COLLISION); % 数据包传输失败的终端ID if length(idx) > 0 Mstate(idx) = STANDBY; mtime(idx) = now_time - Rint * log(1-rand(1,length(idx))); %重传等待时间 end idx = find(mtime==now_time & Mstate==STANDBY); % 开始传输数据包的终端ID if length(idx) > 0 Tplen = Tplen + sum(Mplen(idx)); for ii=1:length(idx) jj = idx(ii); %载波监听 idx1 = find((Mstime+delay)<=now_time & now_time<=(Mstime+delay+Ttime)); if length(idx1) == 0 % 信道空闲 Mstate(jj) = TRANSMIT; % 传输数据包 Mstime(jj) = now_time; % 数据包开始传输时间 mtime(jj) = now_time + Mplen(jj) / Srate; % 数据包传输结束时间 else % 信道忙 mtime(jj) = now_time - Rint * log(1-rand); % 等待一段时间再进行监听 end end end if Spnum >= TOTAL % 如果成功传输的数据包达到设定条件，仿真结束 break end idx = find(Mstate==TRANSMIT | Mstate==COLLISION); % 有数据包传输或发生碰撞的终端ID if capture == 0 % 不考虑捕获效应 if length(idx) > 1 Mstate(idx) = COLLISION; % 同时传输数据包的终端数大于1,发生碰撞 end else % 考虑捕获效应 if length(idx) > 1 dxy = distance(idx); % 比较发生碰撞的终端的距离 pow = mpow * dxy.^-alfa .* 10.^(sigma/10*mrnd(idx)); % 计算接入点接收到的各个终端信号功率，其中考虑了阴影衰落的影响 [maxp no] = max(pow); if Mstate(idx(no)) == TRANSMIT if length(idx) == 1 cn = 10 * log10(maxp); else cn = 10 * log10(maxp/(sum(pow)-maxp+1)); end Mstate(idx) = COLLISION; if cn >= tcn % 接收到的信号功率大于捕获门限 Mstate(idx(no)) = TRANSMIT; % 传输成功 end else Mstate(idx) = COLLISION; end end end now_time = min(mtime); % 更新时刻 end Traffic(indx) = Tplen / Srate / now_time; % 计算实际产生的业务量 Traffic(indx) S(indx) = Splen/Srate/now_time; % 计算吞吐量 Delay(indx) = Wtime / TOTAL * Srate / Plen; % 计算平均延迟 end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% end of file %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%