摘要：以采用TDMA接入方式的無線短波通信網(wǎng)絡(luò)為仿真對象，通過對TDMA工作原理的分析，根據(jù)TDMA工作方式，抽象出TDMA無線網(wǎng)絡(luò)的行為模式，應(yīng)用離散事件系統(tǒng)仿真方法中事件調(diào)度法仿真策略和面向?qū)ο蠼７椒ǎ瑢ζ浣⒘朔抡婺Ｐ?，進(jìn)行了仿真流程的設(shè)計，并且介紹了在VC++下構(gòu)建短波通信網(wǎng)絡(luò)模型所需要的類定義。通過仿真數(shù)據(jù)的處理和分析，對影響網(wǎng)絡(luò)性能的各個參數(shù)做出了相應(yīng)的評價。

關(guān)鍵詞：TDMA；調(diào)度仿真策略；無線網(wǎng)絡(luò)；仿真模型

中圖分類號：TN91934；TP393.11文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004373X（2012）18004103

短波通信幾乎是惟一能夠提供抗毀的、廉價的遠(yuǎn)距并且?guī)捪鄬^寬的無線通信手段。因此對短波網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和性能的研究有著重要的意義[1]。目前，在軍用短波組網(wǎng)中使用最多的協(xié)議還是TDMA[2]，所以本文主要針對TDMA的組網(wǎng)方式加以研究，由于無線短波網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)行為具有隨機性，故這里采用建立仿真模型的方法來研究網(wǎng)絡(luò)性能。

1TDMA無線短波網(wǎng)的行為模式

在建立仿真模型之前，首先要分析TDMA無線短波網(wǎng)的行為模式[3]。網(wǎng)絡(luò)的行為可以視為按時序展開的一組事件[4 5]，這些事件導(dǎo)致狀態(tài)遷移。無線短波網(wǎng)絡(luò)的行為主要由以下事件構(gòu)成：

（1）報文到達(dá)，由各從站節(jié)點產(chǎn)生報文，并在報文發(fā)送隊列中進(jìn)行排隊。

（2）報文開始發(fā)送，指節(jié)點在本站點所分配的時隙發(fā)送報文，由主站接收報文，其他各站處于等待狀態(tài)。

（3）報文發(fā)送完畢，當(dāng)一個站點發(fā)送完報文后由擁有下一個時隙的站點發(fā)送報文，如果是本站點已無報文發(fā)送，則處于空閑狀態(tài)，否則將繼續(xù)準(zhǔn)備發(fā)送報文。

（4）報文重發(fā)，當(dāng)一個節(jié)點在本時隙發(fā)送報文時，時隙時間到，而報文沒有發(fā)送完畢或者由于線路問題造成報文丟失時，則此節(jié)點將在下一個幀的自己所擁有的時隙重發(fā)此報文。

由此可見，仿真無線短波網(wǎng)絡(luò)就是對報文的到達(dá)、傳送、離開等事件構(gòu)成的過程進(jìn)行仿真。

2仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1仿真模型[6]

通過對TDMA網(wǎng)絡(luò)行為模式的分析，假設(shè)仿真模型如下：

（1）各站點的報文到達(dá)是隨機的，服從泊松分布。

（2）網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用總線型，在網(wǎng)中選出一個站點作為主站，實施對網(wǎng)絡(luò)的組織與管理。這包括時鐘同步、網(wǎng)絡(luò)啟動、用戶入網(wǎng)、退網(wǎng)、時隙分配等管理。主站在每個幀周期開始的第一個時隙發(fā)送同步信號和時隙分配表，在每個幀周期結(jié)束的最后一個時隙為新站入網(wǎng)時隙，在該時隙中未入網(wǎng)的新站可向主站提出申請，由主站在下一幀中為其分配時隙。如果已經(jīng)入網(wǎng)的某站準(zhǔn)備退出網(wǎng)絡(luò)，則該站在發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中置退網(wǎng)申請，主站收到申請后在下一時幀中不再為該站分配時隙。

（3）一個站點在一個幀的循環(huán)周期內(nèi)到達(dá)的報文在下一幀周期內(nèi)在屬于自己的時隙內(nèi)將發(fā)送完畢。

（4）存放報文的緩沖區(qū)大小不限。

2.2仿真流程

根據(jù)仿真模型，采用離散事件的仿真方法和排隊模型來對該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真。對于報文到達(dá)、報文發(fā)送和報文接收這些事件，采用事件表法進(jìn)行管理[79]。

仿真算法流程圖如圖1所示：