通信仿真软件OMNeT++

目 录

第一章 无线传感器网络概述........................................................5

概述............................................................................................................................................................5

1.1 NS-2.....................................................................................................................................................6

1.2 OPNET................................................................................................................................................6

1.3 SensorSim...........................................................................................................................................6

1.4 EmStar................................................................................................................................................6

1.5 GloMoSim...........................................................................................................................................6

2.1.2 OMNeT++结构............................................................................................................................9

2.2 OMNeT++的安装...............................................................................................................................9

2.3 OMNeT++语法.................................................................................................................................11

2.3.1 NED 语言....................................................................................................................................11

2.3.1.1 NED 总概述........................................................................................................................11

2.3.1.2 Ned 描述的组件..................................................................................................................11

2.3.1.3 函数.....................................................................................................................................13

2.3.2 简单模块....................................................................................................................................14

2.3.2.1 OMNET＋＋中离散事件...................................................................................................14

2.3.2.2 包传输模型.........................................................................................................................14

2.3.4 模块参数、门及连接的访问....................................................................................................19

2.3.4.1 消息参数的访问.................................................................................................................19

2.3.4.2 门和连接的访问.................................................................................................................19

2.3.4.3 门的传输状态.....................................................................................................................20

2.3.3.4 连接的状态.........................................................................................................................21

2.4 仿真过程............................................................................................................................................21

2.5 配置文件 omnetpp.ini......................................................................................................................22

2.6 结果分析工具....................................................................................................................................22

2.6.1 矢量描绘工具 Plove..............................................................................................................22

2.6.2 标量工具 Scalar.....................................................................................................................23

3.1.4 UWB 的调制方式......................................................................................................................26

3.1.5 用功率控制多址接入方法来进行链路的建立控制................................................................27

3.2 用 OMNeT++对 UWB 进行仿真.....................................................................................................29

3.2.1 算法仿真的概述........................................................................................................................29

3.2.2 算法的具体流程........................................................................................................................31

3.2.3 算法的主要代码........................................................................................................................32

3.2.4 仿真结果分析............................................................................................................................44

3.2.5 应用前景....................................................................................................................................44

参考文献..................................................................................................................................................44

第四章 MAC 层仿真...............................................................45

4.2.1 S-MAC 协议

[12]

...........................................................................................................................47

4.2.2 T-MAC 协议...............................................................................................................................48

4.2.3 AC-MAC 协议............................................................................................................................49

4.3 基于时分复用的 MAC 协议............................................................................................................49

4.3.1 D-MAC 协议..............................................................................................................................49

4.3.2 TRAMA 协议.............................................................................................................................50

4.3.3 AI-LMAC 协议...........................................................................................................................50

4.4 其他类型的 MAC 协议....................................................................................................................50

4.4.1 SMACS/EAR 协议.....................................................................................................................50

4.4.2 基于 CDMA 技术的 MAC 协议................................................................................................51

4.4.3 DCC-MAC..................................................................................................................................51

4.5 基于 OMNeT++的 MAC 层协议仿真.............................................................................................52

4.5.1 S-MAC 协议的仿真...................................................................................................................52

4.5.2 S-MAC 协议流程图...................................................................................................................53

4.5.3 S-MAC 协议的分析...................................................................................................................54

概述..........................................................................................................................................................66

5.1.4 经典算法的 OMNET 仿真.........................................................................................................70

5.2 无线传感器网络路由协议研究的发展趋势....................................................................................78

5.3 无线传感器网络层路由协议与 OMNET++仿真...........................................................................79

5.3.1 无线传感器网络层路由与 OMNET++仿真的基本概念

[19]

.....................................................79

5.3.1.1 传感器网络的体系结构.....................................................................................................79

5.3.2 传感器网络层路由协议的基本概念........................................................................................81

5.3.2.1 网络通信模式

[28]

5.3.2.2 传感器网络层设计

5.4.2 定向扩散(Directed Diffusion：DD)

......................................................................................85

5.4.3 LEACH( Energy Adaptive Clustering Hierarchy)

..................................................................85

5.5. OMNET++仿真实例.......................................................................................................................86

5.5.1 泛洪法........................................................................................................................................86

5.5.2 gossiping 协议............................................................................................................................91

5.6 本章总结............................................................................................................................................92

参考文献..................................................................................................................................................92

第六章 应用层仿真.................................................................95

6.1 无线传感器网络节点定位................................................................................................................95

6.1.1 节点定位的基本概念................................................................................................................95

6.1.1.1 节点定位的定义.................................................................................................................95

6.1.1.2 节点定位的重要性.............................................................................................................96

6.1.2 节点定位的研究........................................................................................................................96

6.1.2.1 测距方法.............................................................................................................................96

6.1.2.2 节点定位原理.....................................................................................................................97

6.1.2.3 节点定位算法分类.............................................................................................................97

6.1.2.4 节点定位性能评价[37].......................................................................................................99

6.1.3 基于 OMNET++的 DV—Hop 定位算法仿真.........................................................................100

6.2.1.3 wsn 网络管理系统的设计标准........................................................................................112

6.2.2 wsn 网络管理系统...................................................................................................................112

6.2.2.1 能量管理系统...................................................................................................................112

6.2.2.2 拓扑控制系统...................................................................................................................113

6.2.2.3 可调试、可配置、可编程系统.......................................................................................114

6.2.3 典型网络管理算法的 Omnet 模拟..........................................................................................116

6.2.3.1 基于 Wsn 的一个简单拓扑查找算法算法模拟..............................................................116

6.2.4 结论..........................................................................................................................................120

6.3 基于路由层安全协议的 OMNeT++仿真......................................................................................121

6.3.1 基础知识介绍..........................................................................................................................121

6.3.1.4 无线传感器网络路由协议的攻击方法...........................................................................122

6.3.1.5 无线传感器网络中经典路由协议安全性分析...............................................................124

6.3.1.6 安全路由技术分析...........................................................................................................125

6.3.2 在 OMNeT++ 中的仿真...........................................................................................................126

6.3.3 总结..........................................................................................................................................132

参考文献................................................................................................................................................133

7.1 移动定位算法介绍..........................................................................................................................138

7.1.1.1 Active Badge 系统.............................................................................................................138

7.1.1.2 RADAR 系统....................................................................................................................138

7.1.1.3 Cricket 系统.......................................................................................................................139

7.1.2 室外移动节点定位算法..........................................................................................................139

7.1.2.1 基于静态定位的移动定位算法.......................................................................................139

7.1.2.2 纯移动定位算法...............................................................................................................140

7.2 移动定位算法的 OMNeT++仿真..................................................................................................140

7.2.1 MCL（Monte Carlo Localization）定位算法简介................................................................140

7.2.2.2 编码阶段...........................................................................................................................146

参考文献................................................................................................................................................150

第一章 无线传感器网络概述

概述