题目：一种移动自组织网络的协议设计、仿真与评估

 移动自组织网络是一种由一组无线移动节点组成，不需要固定通信网络基础设施就能迅速组建使用的多跳、分组自组织的无线移动网络。由于自组织网络具有组网快捷、灵活且不受有线网络约束等优点，因此自组织网络有着广泛的应用前景。
目标瞄准网络是一种特殊的移动自组织网络，具有节点移动速度快、传播距离远的特点，同时又有高吞吐量、低传输时延等性能要求，需要特别的网络设计和研究方法。本文重点研究了适用于目标瞄准网络的底层通信协议，并设计了一套针对其协议进行建模与仿真的方法。并针对底层两套仿真系统无缝切换的需求，对OPNET联合仿真技术进行了研究。通过OPNET的EMA接口与ESYS接口实现了OPNET与外部仿真系统的联合仿真模块，使仿真系统的功能得到扩展，能够满足不同场合下的多种仿真需求。另外，针对半实物仿真与人在回路仿真两种需求研究了实时仿真技术。介绍了实时仿真的模型和实现的要求，并分析了其中的关键技术以及Windows系统难以胜任的原因。在对仿真实时性有特殊需求的场合引入实时扩展子系统（RTX）方案作为解决途径。
本文的创新成果如下：
（1） 采用了离散事件建模的方法对目标瞄准网络进行设备抽象和模型构建，并使用分布式仿真平台对其进行建模与仿真。仿真系统中自行设计了时间同步机制和消息传递机制，便于针对仿真场景进行灵活配置；
（2） 对比了TDMA、CSMA、Aloha三种协议的性能，经分析这些协议难以同时满足目标瞄准网络在吞吐量、实时性、传输成功率三方面的要求，因此这些传统协议不适合直接作为目标瞄准网络的媒体接入控制（MAC）协议。做为对比，随后介绍了基于统计优先多路访问（SPMA）协议，对其碰撞概率与吞吐率进行了理论分析，推导了相关性能指标的计算公式，并对其进行了精确的仿真建模，验证了其可行性；
（3） 分析了传统路由协议在高速移动的无线自组织网络中的缺陷，设计了一种以链路状态感知为基础、地理位置信息加以辅助的移动自组织网络路由协议。文中提出了一套基于节点相对位置和相对速度的链路权值赋值算法，并基于此算法在全局状态路由（GSR）协议上加以改进得到了一种新的位置辅助路由协议。仿真结果表明，对于节点高速移动的网络，改进后的协议具有更好的性能，能够满足应用环境的需求；
（4） 设计了动态入网退网的机制，以及相应的网络地址动态分配方案。设计了一种新的网络地址自动分配机制，配合自适应的路由协议实现了动态组网的功能。并进行了仿真验证，证明其能够满足目标瞄准网络的性能需求。有了动态组网机制以后，目标瞄准网络才真正成为自组织网络，自愈自维护能力得到了增强；
（5） 发明了基于虚拟网卡驱动的仿真中间件，目的有两个：一是屏蔽底层MAC协议的差异，在针对多种通信设备的仿真环境中对不同MAC协议进行建模与仿真的同时不会影响上层应用；二是借助网络驱动接口规范（NDIS）的驱动接口，直接调用Windows传输层（主要是UDP协议）及以上的协议栈，而不必在仿真系统中为传输层另行建模。