基于NS-3的MANET路由协议性能分析

3路由协议的仿真及性能比较

在Ubuntu 10.04环境下使用NS-3.16对AODV.DS-DV和OLSR这三种路由协议进行仿真，并在相同的仿真场景下比较其性能指标。分别在静态场景和动态场景下，考察网络规模。网络拓扑变化对协议性能的影响。

3.1静态场景

仿真场景设置：模拟器的随机数种子设定为常数7，节点按网格分布，网格边长500 m，节点的规模从2×2，3×3逐渐增大到18×18；设定节点的通信半径为656 m，选取网格中对角线的一个节点向另一个节点发送UDP数据包，共发送500个数据包，包的大小为1 000 B，发送时间间隔为1 s.这里节点的物理层传输延迟模型采用Con-stantSpeedPropagationDelayModel，衰落模型选用Friis-PropagationLossModel，数据传输速率设置为1 Mb/s.增加网络节点数，考察3种协议的端到端平均时延和包投递率情况，如图2和图3所示。

由图2可以看出，3种路由协议的平均时延随节点规模的增大而增大，其中AODV和OLSR协议受到的影响较小，而DSDV的平均时延随着节点规模的增大而急剧增大。图3中AODV，OLSR的数据包投递率随节点数增大而不变，能保证百分百交付；而DSDV协议的投递率在节点数增大到一定的规模后开始下降。以上特性说明在节点规模增大时，AODV和OLSR协议的性能要优于DSDV.

3.2动态场景

仿真场景设置：在静态场景的基础上，为节点添加RandomWalk2dMobilityModel运动模型，该模型为每个节点随机选择一个方向，以设定的速度移动一段时间后再随机选择另一个方向继续移动，直接到仿真结束。设定相同的随机数种子以保证每次仿真中节点的运行轨迹一致。设定网格的边长为300 m，节点的规模固定为7×7，即节点运动的区域限制在2 100 m×2 100 m的矩形内。仍考察对角线的一个节点向另一个节点发送UDP数据包，每次仿真发送3 000个数据包。增加节点移动速度，考察三种协议的端到端平均时延和包投递率情况，如图4和图5所示。

从图4和图5可以看出，3种路由协议的平均时延与节点的移动速度相关性不大，在速度较小时，3种路由协议的平均时延较稳定，但在速度较大时，由于节点在矩形区域内做无规则的快速运动，数据包从源节点传输到目标节点的跳数不确定，所以平均时延变化具有一定随机性。

而由图5可以看出，随着节点移动速度的增大，数据包的投递率逐渐下降，AODV协议因其属于按需路由而不需要频繁地维护路由信息，所以在速度较大时较其他2种协议表现更好。

4结语

论文通过NS-3搭建了MANET路由仿真平台，从端到端平均时延和投递率角度分析比较了MANET三种路由协议。静态场景中，节点数增加时，3种协议端到端平均时延均随之增加，但AODV和OLSR增加不明显，并且两者的投递率也几乎不受网络规模影响，相比之下，DSDV端到端时延和投递率受网络规模影响较明显。动态场景中，节点移动速度增加，3种协议的投递率都降低，而且总体上平均时延较小者，表现出更好的投递率。