行模拟,使得很多研究工作人员能够研究大规模网络和学习新协议新算法的设计和实现,
并且能够在网络实用钱对其进行检验和改进。此外,它还可以在各种新老系统和算法之间
进行比较而不必花费巨资去建立多个实际系统。因此,网络模拟是网络通信研究中一种非
常重要的方法。
(二) NS-3简介
俗话说“工欲善其事必先利其器”。为了方便网络研究人员的研究工作,一款好的网络模
拟软件是必不可少的。它必须具备以下特点:
1)能够提供简单易用的使用界面,能方便快捷地建立和修改模拟环境和模拟配置;
2)能够提供常用的绝大部分网络协议、算法和应用模块;
3)能够方便地进行配置和扩展,有利于添加新的协议和算法。
当 前 有 许 多 优 秀 的 网 络 模 拟 软 件 , 如 NS-2 ( network simulator version 2 )、 OPNET
( optimized performance network engineering tool )、 OMNet++ ( objective modular
network testbed in C++)、GloMoSim(global mobile information system simulator 等,这
为网络研究和开发人员提供了很好的网络模拟平台。
相比于以上提到的网络仿真软件,NS-3 是比较年轻的网络仿真工具。NS-3 是尽量吸取
现有网络模拟工具的优点并避开其缺点,应用现代软件工程思想和网络仿真技术而设计开发
的新一代网络模拟工具。
NS-3 不是 NS-2 的扩展,而是一个全新的网络模拟器,是由美国华盛顿大学的 Thomas
R.Henderson 教授及其研究小组在美国自然科学基金(NFS)的支持下,于 2006 年开始应
用现代网络模拟技术和软件开发技术设计并开发的一个全新网络模拟工具。NS-3 广泛汲取
了现有优秀开源网络模拟器如 NS-2、GTNetS、Yans 等的成功技术和经验,专门用于教育和
研究用途的离散事件模拟器,它基于 GNU GPLv2 许可,可以免费地获取、使用和修改。
NS-3 相对简单易学、可扩展性好、节省资源,并且能提供高性能的,与真实网络相近
的网络仿真,尤其能够集成到实验床和虚拟机环境,逐渐得到学术界的认可,在和仿真相关
的国际会议如 SIMUTools、SpringSim、ICST-NSTools 等,以及网络方面的顶级会议如
Sigcomm 、 Infocom 等 中 研 究 和 使 用 NS-3 的 文 献 逐 渐 增 多 , 详 见
http://www.nsnam.org/overview/publications。
(三) 仿真实验意义
NS-3 具有用于 WiFi 模块的 MAC 层的详细模型,但是,由于其复杂性,很少有研究来
验证 NS-3 MAC 层模型。已经进行了许多研究来验证 NS-3 中的物理层和信道模型[4-8]。
Patidar 等人报道了通过改变节点数量对 NS-3 MAC 层的初步验证研究[9]。 Baldo 等人[10]
使用测试床验证了 NS-3 的 MAC 模型。在本实验中,我们提供[1]中的统一 IEEE 802.11 DCF
分析模型来研究 NS-3 的 WiFi 模块的准确性。
三、 理论模型分析
在本节中,我们介绍 IEEE 802.11 DCF 网络的统一分析框架[1],并概述不饱和网络和饱
和网络、基本接入机制和 RTS / CTS 机制下的网络总速率的表达式,。我们的目标是基于该模
型获得的分析结果来评估 NS-3 的 MAC 层模型的准确性。
(一) IEEE 802.11 DCF网络的投统一分析框架