毕业论文无线网络中多媒体信息传输的NS2仿真

无线信道的组成复杂且具有记忆特性，其空中接口易受到不同的干扰出现剧烈的波动，因此利用解析的方式描述无线信道不易实现，其结果也不够精确。业内各学者普遍利用网络仿真软件模拟无线信道的传输过程，并采用难度适当的数学模型描述无线信道。

马尔科夫模型是描述错误记忆特性常用的数学模型。由于马尔科夫模型经过多年的研究具备了丰富的理论基础，另外该模型易于实现且具有很好的扩展性，故应用非常广泛。该模型能够较好地均衡运算的复杂性（模型的建立、参数计算以及性能分析）和有效性（捕捉信道的突发特性）。

(2)二态Gilbert-Elliott（GE）信道模型在NS2中的实现

利用二态隐马尔可夫模型（hidden Markov36 model，HMM）描述二进制无线通信信道中的错误源。该模型将信道分为两个状态，一个是良好状态（Good），一个恶劣状态（Bad），两种状态依照状态转移概率进行相互转。

其中，信道处于良好状态时，无差错出现或差错率很低；信道处于恶劣状态时，差错概率非常高。保持原先状态的概率要大于不同状态间的转移概率，这正好对应无线信道比特错误以突发形式产生的特性。

为了在无线网络上添加一个错误模型，每个节点都可在输出或输入的无线信道上插入一个给定的统计的错误模型。本文通过在C++中对ErrorModel类派生并重新定义

其corrupt方法实现了更为复杂的丢失策略。该模型的插入位置如图2所示。 图2差错模型实现示意图更为确切的说，实例化的错误模型介于mac和netif模块之间。对于输出链路，上层的mac模块通过downtarget_指针指向差错模块；而对于输入链路，差错模块将由下层的netif模块的uptarget_指针来链接。而且在每种情况下，差错模块

的target_指针将分别指向netif和mac。这两种放置方式的区别在于：由于差错在无线信道模块的包拷贝之前就已经确定了，所以发送数据包后将导致所有接收器接收到差错程度相同的分组。另一方面，由于差错是在各个差错模块中独立计算的，所以输入差错模块使每个接收器能够接收被不同程度的差错所污染的分组。

3.3仿真网络的结构

无线局域网的拓扑结构主要分为两种，一种是无中心的拓扑结构，一种是与其对应的有中心的拓扑结构。 (1)无中心拓扑结构

无中心拓扑的网络要求网中任意两个站点均可直接通信。采用这种拓扑结构的网络一般是用公用广播信道，各站点都可竞争公用信道，而信道接入控制(MAC)协议大多采用CSMA(载波监测多址接入)类型的多址接入协议。

这种结构的优点是网络抗毁性好、建网容易、且费用较低。但当网中用户数(站点数)过多时，信道竞争成为限制网络性能的要害。并且为了满足任意两个站点可直接通信，网络中站点布局受环境限制较大。因此这种拓扑结构适用于用户相对减少的工作群网络规模。 (2)有中心拓扑结构

在中心拓扑结构中，要求一个无线站点充当中心站，所有站点对网络的访问均由其控制。这样，当网络业务量增大时网络吞吐性能及网络时延性能的恶化并不剧烈。由于每个站点只需在中心站覆盖范围之内就可与其它站点通信，网络中站点布局受环境限制较小。此外，中心站为接入有线主干网提供了一个逻辑接入点。有中心网络拓扑结构的弱点是抗毁性差，中心点的故障容易导致整个网络瘫痪，并且中心站点的引入增加了网络成本。在实际应用中，无线网通常与有线主干网络结合起来使用。这时，中心站点充当无线 网与有线主干网的转接器。

本设计的仿真结构如下图所示。

3.4 视频仿真的细节

1.发送端记录文件

当原始图像数据经压缩后，把文件中每一个数据量较大的帧（Frame）分割成较小的区段，然后使用UDP协议对区段进行封装，形成UDP封包。网络仿真的传送端需要把描述这些封包的特征数据记录下来，形成记录文件，名称为sd。这些特征数据有封包开始传送的时间，封包的ID，封包的所含的字节数，详细信息如下图所示：

从上表的数据可以看出，id号位0~6的封包属于同一帧的数据集合，因为id为6的封包的字节数不够1024，而单独作为一个封包。

2.接收端记录文件

而在仿真网络的接收端，即视频接收端，myEvalvid程序会产生接收文件，名称为rd。同发送端记录文件一样，接收端记录文件所包含的特征数据有封包开始接受的时间，封包的ID，封包的所含的字节数，详细信息如下图所示： 从上表可以看出id为4的封包于0.064728秒时最先到达接收端，但是同属于一帧的数据，在没有出错的情况下，是在一个时间段内到达接收端的。否则这一帧的数据不完整，在解码播放时会出现画面遗失。

3.帧信息记录文件st 在实验仿真的程序中，用mp4trace.exe程序将视频中每一个帧的

信息攫取出来，形成扩展名为st的文件，这个文件中包含帧的如下信息：帧的编号（从小到大）、帧的类型（H帧（或称I帧）、P帧、B帧）、帧的大小（单位是字节）、封装成UDP封包的个数、发送的时间点，具体信息如下图所示：

由上图所示，H帧与P帧之间或P帧与P帧之间有两个B帧，这符合压缩的参数所设置的gop画面数。

第四章 视频信息传输研究

4.1实验探究步骤

执行过程流程图