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1、 仿真环境1、Matlab 2、SPW 3、NS2/NS3 4、OPNET 5、主流网络仿真软件比较主流网络仿真软件简介MATLAB MATLAB 是英文 MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。MATLAB 软件是由美国 Mathworks 公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算系统环境。MATLAB 环 境下，用户集成了程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理、网络仿 真、人工智能/神经网络、 工业控制等各个领域的研究功能。MATLAB 提供了一个人机交互的系统环境，该系统的基本数据结构是矩阵，在生成 矩陈对象时，不要求作明确的维数说明。与利用 C语言或FORT
2、RAN语言作数值计 算的程序设计相比，利用MATLAB可以节省大量的编程时间。主流网络仿真软件简介SPW/SPD SPW（Signal Processing Worksystem）仿真软件是 CoWare Inc.公 司的产品，现已改名为SPD （Signal Processing Designer） 它提供了面向电子系统的模块化设计、仿真及实施环境，是进行算 法开发，滤波器设计，C 代码生成，硬/软件结构联合设计和硬件 综合的理想环境。SPW的一个显著特点是他提供了HDS ( Hardware Design System ) 接口和MATLAB接口。MATLAB里面的很多模型可以直接调入 S
3、PW，然后利用 HDS 生成 C 语言仿真代码或者是 HDL(Hardware Description Language) 语言仿真代码。SPW 通常可以应用于无线和有线载波通信、多媒体和网络设计与 分析等领域。 主流网络仿真软件简介SPW具有以下技术特点： 高效便捷的仿真手段：它用 C 语言开发，仿真效率高，同时，他提供图形化的配置 仿真界面，友好的消息显示机制。而且可以在不需要用户干预的情况下进行多速率 、动态调度的仿真处理。 多种建模方式支持：只要是 C/C+兼容的建模，系统都可以提供支持，其建模参数 可以是 C 兼容的变量表达式语言定义的复杂函数。 大规模的标准数据模型，可支持 XML
4、、关系数据库，并提供 TCL、C+等编程接口 。 丰富的构件库，并支持在原有构件库上的编程微调，直接提供 C 源码的编辑和编译 环境。 强大的分析和管理工具，可自动生成信噪比曲线，误码率曲线等。 提供从系统建模到芯片级硬件设计的自动化功能。主流网络仿真软件简介NS2NS 一般被认为起源于1989 年由 UC Berkeley开发的 REAL 网络仿真器 （REAL network simulator） 。1995 年，NS 的开发获得美国军方 DARPA VINT（Virtual InterNetwork Testbed） 项目的资助，由 USC/ISI, Xerox PARC, LBNL,
5、和 UC Berkeley 合作开发。之后， NS2 的开发还得到了 DARPA SAMAN(Simulation Augmented by Measurement and Analysis for Network) 项目和美国国家科学基金 NSF CONSER(Collaborative Simulation for Education and Research)项目的资助。1995年7月31推出v1.0a1版本，此后一直不断有人改进和更新，1996年11月6日即推出 了NS-2的第一个版本：ns-2.0a1 版本。2003 年 2 月 26 日发布 ns-2.1b10 版本后，NS -2
6、改变了主要版本标注方法，ns-2.1b10 作为 NS-2.26。目前最新正式发布版本为 2006年 9 月26 日发布的NS-2.30。其具体版本更新历史和 主要特性改进及其贡献者信息在官方网址详细列出： http:/www.isi.edu/nsnam/ns/CHANGES.html。 主流网络仿真软件简介NS3 ns-3 is a discrete-event network simulator for Internet systemsns-3 allows researchers to study Internet protocols and large-scale systems in
7、 a controlled environmentns-3 is intended to eventually replace the popular ns-2 simulatorns-3 is a new simulator (not backwards-compatible with ns-2)主流网络仿真软件简介ns-3.1: June 2008: ns-3 first stable release - simulator core - TCP/IPv4 - point-to-point, CSMA, WiFi device models - mobility modelsns-3.2:
8、 Sept. 2008: - Python bindings - real-time scheduler - 802.1D learning bridge - Network Simulation Cradle (nsc) - statistics frameworkns-3.3: Dec. 2008: - emulation - initial IPv6 support - ICMP supportns-3.4: Apr 2009: - Tap Device - Object names - new Wifi models - calendar queue scheduler - allin
9、one build systemns-3.5: July 2009: - 802.11e MAC EDCA - 802.11n A-MSDU frame aggregation - 802.11b PHY - Nakagami loss model - Gamma, Erlang, Zipf random variablesns-3.6 is planned for September 2009 timeframe; please see http:/www.nsnam.org/roadmap.htmlns-3 timeline and roadmapOPNET概述：OPNET产品分为如下几个
10、系列：不同的产品针对不同的市场和客户。Modeler主要用于研 发，面向研发单位，设备制造商，以及一些大学。ITGuru 主要针对大型企业对其内部网络进行管理和分析。SPGuru 和WDMGuru面向运营商。ODK是一个软件开发工具包， 由许多丰富成熟的软件组件库构成。ODK主要用于开发定 制的应用程序，用于网络建模、仿真、分析与优化。OPNETOPNET Modeler主要面向于研发，主要功能体现在以下四个方面：设备的研发：一些设备制造商，如3com,Cisco等，在新的设备投入 市场之前，需要将其模型放到OPNET的虚拟网络环境中进行验证。 协议的研发：用于开发用户需要的，或者下一代的通信
11、协议，如 IPV6，并且仿真其性能。 网络的研发：用于分析有线/无线设备组网以后的整体性能与特定参 数。 业务的研发：开发新型的业务模式。虽然OPNET Modeler 的功能集中在以上四项，但是并不局限于以上。 它可以很灵活的应用于各种网络（有线，无线，卫星以及混合网络） 的仿真。 以下列出它的一些典型的应用示例： OPNET国外客户群军方客户：OPNET由于其仿真的精确性，友好的界面以及 具备HLA体系接口，成为军方客户进行和网络有关开发时 的首选产品。OPNET从1987年产生起，一直被美国军方作 为网络建模和仿真的标准，并参与了许多军方项目的开发 。 电信级运营商（A&T,NTT Do
12、como, France Telecom等）大型的通信设备制造商（如3COM, Cisco,Nortel Networks,Lucent等）：这部分客户需要OPNET作为其 网络设备，协议以及应用开发的工具。 中大型企业（如汇丰银行、Beoing等等）：这部分客户一 般具有比较庞大的内部网络，企业的业务依靠网络来进行 ，一些应用对网络的可靠性以及有效性具有较强的依赖性 。OPNET 在国内应用进入中国的时间不长，但也已经有三十多家用户。这三十 多家用户中，有一定影响力的客户较多，如总参通信部， 电子部54所，海军自动化所、电子部7所、10所、29所、30 所等。在民用方面OPNET在我国的应用
13、也越来越广泛，如 信息产业部传输所、大唐电信、中兴通信、华为、 MOTOROLA等设备制造商用OPNET进行设备、协议等的 开发；中国电信广州研究院、中国电信规划设计院等单位 用OPNET进行网络规划、优化。OPNET标准模型库标准模型库分成下述几类： 数据链路层 网络层 路由协议 传输层协议 物理层 实用程序 综合仿真目标 应用层 无线模型 厂商设备模型OPNET仿真无线通信网络参数无线电天线图（长、段、车载天线的增意图等） 天线方位 发射功率 传输及传播延迟（包大小、通道率、收发信机之间的距离） 节点的轨迹（三维空间）。 收信机噪声图 调节类型（fsk、bpsk等） 收信机灵敏度 纠错力
14、外部接口（ECM、干扰源、大气电离层影响等） OPNET的缺点价钱昂贵.OPNET的单使用者授权费超过2万5千美金.学习的进入障碍很高，通过专门培训而达到较为熟练程度 至少需一个多月的时间 仿真网络规模和流量很大时, 仿真的效率会降低。软件所提供的模型库是有限的，因此某些特殊网络设备的 建模必须依靠节点和过程层次的编程方能实现。 OPNET对路由协议的仿真比较适合，但是对链路的仿真好 想就只能通过Pipeline stage来做。主流网络仿真软件比较MATLAB SPW OPNET NS-2界面友好性代码GUI、代码GUI、代码TCL拓扑结构配置 代码GUI、代码GUI、配置方便NSG/Nsbench、代 码支持的构件库 丰富的工具箱丰富的构件库丰富的构件库丰富的组件模块配置灵活性比较灵活 比较灵活 一般非常灵活执行效率 低 一般 较高 较高 支持语言C/FORTRANC/HDLProto-CC+/OTcl可扩展性 比较好 比较好 差 好 兼容性 一般 与MATLAB兼容差 一般 主要应用科学计算、矩阵运 算 DSP、无线通信、 链路层 网络路由仿真网络协议仿真、IP 网络使用成本 较高 高 高 开源免费 入门难度一般 难 难度大 较难
