CN103813428A

CN103813428A - 一种认知Ad Hoc网络仿真平台

Info

Publication number: CN103813428A
Application number: CN201410086520.9A
Authority: CN
Inventors: 汪恬; 仇润鹤
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2014-05-21

Abstract

本发明涉及一种认知Ad Hoc网络仿真平台，包括NS2无线节点模型，其特征在于，还包括功率控制模块，所述功率控制模块与NS2无线节点模型中的网络接口模块和通道模块相互融合；所述功率控制模块对基于NS2无线节点模型中的传播模型模块对不同信道信息进行汇总，通过将物理层的数据报文传送给介质访问控制模块，由介质访问控制模块根据接收的信噪比作为授权用户与认知用户之间的距离，由功率控制模块确定发送及接收功率。本发明能够实现功率控制，并能够从多个信道中选择合适的信道进行数据传输。

Description

一种认知Ad Hoc网络仿真平台

技术领域

本发明涉及Ad Hoc网络技术领域，特别是涉及一种认知Ad Hoc网络仿真平台。

背景技术

现有的认知Ad Hoc网路仿真平台都旨在满足认知无线电动态频谱切换，多信道传输等基本特性，但很少有对功率控制方面进行阐述，在无线通信系统中发射功率是极为重要的资源，其目的是尽量减少同信道干扰和信道间干扰。对于Ad Hoc网络，终端通常是由电池供电，若能以最小的发射功率进行通信能够延长电池的放电时间。为了提高整个网络的性能，需要从认知节点感知的多个信道中选择合适的信道进行数据传输。因此需要提出一种增加功率控制模块以及控制数据传输模块的认知Ad Hoc网络仿真平台。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种认知Ad Hoc网络仿真平台，能够实现功率控制，并能够从多个信道中选择合适的信道进行数据传输。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种认知Ad Hoc网络仿真平台，包括NS2无线节点模型，还包括功率控制模块，所述功率控制模块与NS2无线节点模型中的网络接口模块和通道模块相互融合；所述功率控制模块对基于NS2无线节点模型中的传播模型模块对不同信道信息进行汇总，通过将物理层的数据报文传送给介质访问控制模块，由介质访问控制模块根据接收的信噪比作为授权用户与认知用户之间的距离，由功率控制模块确定发送及接收功率。

所述功率控制模块定时检测物理层发射到介质访问控制模块的数据报文，根据最新接收的信噪比，调整最大发射功率和最小发射功率，调整幅度为信噪比变化的幅度，若当前信道为可用信道则使用最大发送功率进行传输，若主用户存在，则切换到可用信道进行传输。

认知Ad Hoc网络仿真平台还包括控制数据传输模块，所述控制数据传输模块与NS2无线节点模型中的路由代理模块和网络接口模块相互融合；所述控制数据传输模块通过介质访问控制模块收集可用信道信息，并传送给路由代理模块以实现选择信道进行数据传输。

所述的NS2无线节点模型包括链路层模块、地址解析模块和队列模块；所述链路层模块实现逻辑链路控制，负责将数据分组和重组，分组经过链路层传输到队列模块进行队列管理；所述介质访问控制模块监测包的传输，对单播以及数据进行分组；所述网络接口模块直接与信道模块连接，将上层数据报文发送到信道上或者接收信道上到达的数据报文并上传给上层模块。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明的控制数据传输模块（简称“MCU模块”）能够处理低层传来数据报文，避免直接将接口信息传送给路由代理模块（简称“Rtagent模块”），同时也可以帮助Rtagent模块快速决定使用哪个信道进行传输，有效提高整个网络的性能。增加功率控制模块（简称“PCU模块”）对不同信道分配不同的功率，基于传播模型模块（简称“Prop模块”），对不同信道信息进行汇总，通过将物理层的数据报文传送给MAC模块（即介质访问控制模块），MAC模块通常根据接收的信噪比作为授权用户与认知用户之间的距离，PCU模块确定发送及接收功率。定时检测物理层发射到MAC层数据报文，根据最新接收的信噪比，调整最大、最小发射功率，调整幅度为信噪比变化的幅度，若当前信道为可用信道则使用最大发送功率进行传输，若主用户存在，则切换到可用信道进行传输，保护主用户之间的通信。由于维护一张可用信道列表及信道信息，可以在切换信道时减少延时。

附图说明

图1是现有技术中NS2无线节点模型结构图；

图2是本发明多信道多接口节点模型结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种认知Ad Hoc网络仿真平台，其是在NS2无线节点模型上添加功率控制模块以及数据控制模块实现的。

如图1所示，NS2无线节点模型包括链路层模块(简称“LL模块”)、地址解析模块(简称“ARP模块”)、队列模块(简称“IFQ模块”)、MAC模块、网络接口模块(简称“NetIF模块”)、Prop模块。LL模块实现逻辑链路控制，负责将数据分组和重组，分组经过LL层传输到IFQ模块进行队列管理，MAC模块通过RTS/CTS/DATA/ACK机制监测包的传输，对单播以及数据进行分组，NetIF模块直接与信道模块（简称“Chan模块”）连接，将上层数据报文发送到信道上或者接收信道上到达的数据报文并上传给上层模块。

如图1所示，包在NS2无线节点模型的大致传递流程如下：

Src/Sink模型产生包，发往地址分配模块。

地址分配模块根据包的目的IP地址查找相应的端口分配模块，由于目的地址没有相应的地址分配模块，故包由地址分配模块发往Rtagent模块。

Rtagent模块查找路由表，包由Rtagent模块发往LL模块。

LL模块通过ARP模块，由IP查找相应的MAC地址，包由LL模块依次发往IFQ模块、MAC模块、NetIF模块和Chan模块。

Chan模块把包发往通信范围内的所有节点，即调用WirelessChannel::sendUp函数，查找通信范围内所有节点，取其节点的所有NetIF模块指针，并把包发往其节点所有的NetIF模块。

节点从Chan模块收到包，依次发往NetIF模块、MAC模块、IFQ模块、LL模块和地址分配模块。

如果包的目的IP地址不是本节点的IP地址，则由地址分配模块发往Rtagent模块；否则由地址分配模块发往端口分配模块，若包的目的端口号为255，则由端口分配模块发往Rtagent模块，若为其它值，则发往相应的Src/Sink模块。

如图2所示，在原有无线节点中添加MCU模块和PCU模块，MCU模块和Rtagent模块以及NetIF模块相融合，PCU模块和NetIF模块以及Chan模块相融合。MCU模块通过MAC模块收集可用信道信息，并传送给Rtagent模块以实现选择信道进行数据传输。PCU模块实现对不同信道动态调整发射功率，保护主用户之间的通信。

MCU模块和Rtagent模块以及NetIF模块相融合，处理低层传来数据报文，避免传送接口信息给Rtagent模块，若将接口信息传给Rtagent模块，Rtagent模块会对接口信息做出响应，从而影响网络的性能。同时也可以帮助Rtagent模块快速决定使用哪个信道进行传输。PCU模块和NetIF模块以及Chan模块相融合，对不同信道分配不同发射功率，基于Prop模块，对不同信道信息进行汇总，并根据信道的接收信噪比，进而确定发射功率及接收功率。其中，PCU模块定时检测物理层发射到MAC模块的数据报文，根据最新接收的信噪比，调整最大发射功率和最小发射功率，调整幅度为信噪比变化的幅度，若当前信道为可用信道则使用最大发送功率进行传输，若主用户存在，则切换到可用信道进行传输。

MCU模块能够处理低层传来的数据报文，避免直接将接口信息传送给Rtagent模块，同时也可以帮助Rtagent模块快速决定使用哪个信道进行传输，有效提高整个网络的性能。增加PCU模块对不同信道分配不同的功率，基于Prop模块，对不同信道信息进行汇总，通过将物理层的数据报文传送给MAC模块，MAC层模块通常根据接收的信噪比作为授权用户与认知用户之间的距离，PCU模块确定发送及接收功率。由于维护一张可用信道列表及信道信息，可以在切换信道时减少延时。

Claims

1.一种认知AdHoc网络仿真平台，包括NS2无线节点模型，其特征在于，还包括功率控制模块，所述功率控制模块与NS2无线节点模型中的网络接口模块和通道模块相互融合；所述功率控制模块对基于NS2无线节点模型中的传播模型模块对不同信道信息进行汇总，通过将物理层的数据报文传送给介质访问控制模块，由介质访问控制模块根据接收的信噪比作为授权用户与认知用户之间的距离，由功率控制模块确定发送及接收功率。

2.根据权利要求1所述的认知AdHoc网络仿真平台，其特征在于，所述功率控制模块定时检测物理层发射到介质访问控制模块的数据报文，根据最新接收的信噪比，调整最大发射功率和最小发射功率，调整幅度为信噪比变化的幅度，若当前信道为可用信道则使用最大发送功率进行传输，若主用户存在，则切换到可用信道进行传输。

3.根据权利要求1所述的认知AdHoc网络仿真平台，其特征在于，还包括控制数据传输模块，所述控制数据传输模块与NS2无线节点模型中的路由代理模块和网络接口模块相互融合；所述控制数据传输模块通过介质访问控制模块收集可用信道信息，并传送给路由代理模块以实现选择信道进行数据传输。

4.根据权利要求1所述的认知AdHoc网络仿真平台，其特征在于，所述的NS2无线节点模型包括链路层模块、地址解析模块和队列模块；所述链路层模块实现逻辑链路控制，负责将数据分组和重组，分组经过链路层传输到队列模块进行队列管理；所述介质访问控制模块监测包的传输，对单播以及数据进行分组；所述网络接口模块直接与信道模块连接，将上层数据报文发送到信道上或者接收信道上到达的数据报文并上传给上层模块。