基于OPNET的随机接入技术仿真

论文摘要

通信网络中，当两个或多个用户共享同一信道传输数据时，信息就会叠加，目的端就不能接收正确的数据，这时发送端必须重新传输，直到被成功接收。当然，为任意两个终端都建立通路是不现实的，一方面是成本昂贵、扩展较难，另一方面就是通道的利用率会非常低。在通信网络中，多址接入协议(Multiple Access Protocol)就是用来解决多个用户高效、公平的使用共享通信资源的一种技术。随机多址接入系统，是采用竞争的方式接入，和预约多址接入的目的一样，都是如何最大限度的减少信息冲突，提高信道利用率和系统吞吐量。随机多址接入协议基本上有ALOHA、CSMA、CSMA／CD和CSMA／CA等系统，随机接入ALOHA、CSMA是最基本的接入系统，有关它的基本原理，以及信道利用率、网络延迟等基本性能，文中都给了具体的介绍和分析，然后基于OPNET Modeler 10.0平台的建模思想和相关的理论分析，分别对ALOHA、CSMA系统建模仿真。目前比较流行的是在总线以太网中使用的CSMA／CD和在无线局域网中使用的CSMA／CA多址系统，文中给出了CSMA／CD和CSMA／CA的基本原理，对其中使用的关键算法等进行较详细的分析，然后基于以太网和无线局域网分别对CSMA／CD和CSMA／CA进行仿真。CSMA／CD和CSMA／CA广泛应用于计算机的媒体接入控制协议中，在轻负载的网络中，具有很好的性能，当网络负载重时，尤其是在实时性要求较高的网络中，信道的利用率就比较低，时延较大，不能有效的处理动态网络中业务的突发性。另外以太网中的捕获效应和无线局域网的BEB退避算法都不能保证用户接入的公平性，无法从容面对日益壮大的多媒体应用。针对协议的发展状况和存在的不足，对常见的解决方案进行分析，最后根据网络业务的变化提出自适应退避算法，同时在数据帧的尾部添加信息位，指示其它节点随时更新退避计数器值，避免碰撞。随着语音、视频等多媒体业务的发展和普及，用户对通信网络的发展提出了越来越高的要求。为了实现通信网络的5W发展目标：即对任何人(whoever)在任何时候(whenever)，与任何地方(wherever)的任何人(whomever)进行任何方式(whatever)的通信，需要通信网络在有线和无线、固定和移动领域内并行发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文研究的背景
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第二章 通信网络多址协议概述
• 2.1 网络参考模型
• 2.1.1 常用的网络参考模型
• 2.1.2 IEEE802标准
• 2.2 多址协议概述
• 2.2.1 多址协议系统模型
• 2.2.2 多址协议的分类
• 2.3 随机多址接入协议
• 2.3.1 完全随机多址协议
• 2.3.2 载波侦听多址协议
• 2.3.3 随机接入系统关键算法
• 2.3.4 小结
• 第三章 仿真软件OPNET简介
• 3.1 OPNET Modeler10.0
• 3.2 ON/OFF业务建模
• 第四章 随机多址技术的OPNET建模
• 4.1 ALOHA协议和CSMA协议建模
• 4.1.1 ALOHA协议建模
• 4.1.2 CSMA协议建模
• 4.1.3 仿真结果分析
• 4.2 CSMA/CD仿真
• 4.2.1 1-坚持CSMA/CD仿真
• 第五章 无线局域网络CSMA/CA介绍与仿真
• 5.1 802.11 MAC协议概述
• 5.2 DCF协议原理
• 5.2.1 基本访问方式
• 5.2.2 RTS/CTS方式
• 5.2.3 CSMA/CA协议
• 5.3 CSMA/CA协议系统仿真分析
• 第六章 系统改进与仿真
• 6.1 CSMA/CD的改进
• 6.1.1 CSMA/CD改进的思路
• 6.1.2 CSMA/CD改进的实现
• 6.1.3 改进的CSMA/CD仿真
• 6.2 CSMA/CA的改进
• 6.2.1 BEB退避算法存在的问题
• 6.2.2 CSMA/CA的改进
• 6.2.3 改进后的CSMA/CA的仿真
• 第七章 结束语
• 7.1 本文的工作
• 7.2 结论
• 参考文献
• 读研期间发表论文及实践情况
• 致谢