短波令牌环协议研究与仿真

发布时间：2020-10-24 13:30

　　 短波自组网因其自动组织和抗毁性等特点,被现代通信系统广泛采用。短波令牌环协议是用于短波自组网通信系统中的媒体访问控制协议,该协议不但继承了无线令牌环协议公平接入、对单节点故障具有鲁棒性等优点,而且能快速适应拓扑变化,因此能有效保证网络的服务质量。首先分析研究了短波令牌环协议,并采用改进算法优化了短波令牌环组网后的传输效果。短波令牌环协议采用的组网算法会导致令牌环网出现不必要中继的问题,改进算法在令牌环邀请新节点结束后要判断令牌环中是否出现中继,如果出现则采用最近插入法调整令牌环的传输顺序表,将需要中继的节点插入到合适的位置,最后达到避免不必要中继的目的。其次,分析研究了短波令牌环协议中的主要关键技术,包括令牌环扩环技术、节点掉落处理技术和环路碰撞处理技术。然后基于OPNET平台,对短波令牌环网络进行了仿真,并分析了令牌环的中继次数、吞吐量和时延。结果表明:基于改进组网算法的令牌环能有效避免不必要中继,提高网络的吞吐量,降低网络的平均时延。最后,基于VS2008平台,采用C++模块化设计,实现了短波令牌环协议仿真系统。系统验证了令牌环网组网流程、扩环流程、节点掉落流程、令牌中继流程和环路碰撞流程的正确性和稳定性。结果表明:协议的状态机完整并正确,能实现令牌环组网和网络稳定的维护功能。
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN925;TP391.9
【部分图文】：

图 4.1 OPNET 软件界面图4.1.2 短波令牌环网络建模本章通过 OPNET14.5 仿真平台对 HFTRP 协议进行仿真，验证网络性能。根据 OPNET 仿真平台特点与协议要求，进行网络模型、节点模型和进程模型的建模最后实现仿真[64-71]。(1)网络模型设计网络模型设置节点分布范围为 1000Km*1000Km。其中根据场景需要设置节点的通信范围；设置节点不同的启动时间来控制节点加入令牌环的先后顺序。节点在启动后按照协议组网完成后按照令牌环设置好的 TOL 顺序传递令牌，控制发送数据的顺序，实现令牌环的运转操作。(2)节点模型设计节点模型设置如图 4.2 所示，模型中所有节点均为该模型。节点模型中主要包含三部分：数据处理部分、媒体访问控制部分和数据传输接收部分。数据处理部分包括 Traffic_gen 模块和 Traffic_sink 模块，Traffic_gen 模块主要负责产生

图 4.2 节点模型计介绍 Token_mac 的进程模型。Token_ma据发送和令牌环维护的工作，进程模型图是负责节点初始化，包含两个状态：Init点的初始化状态，主要负责节点地址等信本章节中主要统计令牌中继次数，数据传点形成自环的过程，包含 FLT 状，SFR 状下层接收机收到的信息(此处节点监听令接收机接收)，若在 TCLT 定时器到期后FR 状态并认为周围不存在令牌环，则开环发生碰撞的概率，节点会在随机定时器点的加入并进入 SEK 状态。

第四章 短波令牌环协议仿真减小而增加，当包到达时间间隔减小到 8 秒之后，网络的吞吐量，不再随着包到达时间的减小而增加。图 4.6 为两种不同组网方式吐量对比图。通过对比结果分析可知，改进后的令牌环吞吐量在包 8 秒时与未改进的令牌环无差距，但当包到达间隔低于 8 秒时，的吞吐量明显优于未改进的令牌环。
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本文编号：2854527