基于NS2的动态调整节点发射功率

1基于NS2的动态调整节点发射功率在NS2中，Otcl类和C++类是通过TclCL关联起来的。以NS2实现的AODV协议为例，Tclcl类的定义如下：StaticclassAODVclass:publicTclClass{Public:AODVclass():TclClass(“Agent/MYAODV”){}TclObject*create(intargc,constchar*const*argv){assert(argv==5);return(newAODV((nsaddr_t)atoi(argv[4])));}}class_rtProtoAODV;其中，Agent/MYAODV为编译类(c++)AODV所对应的解释类（Otcl），这样就可以在tcl中使用newAgent/MYAODV来获得AODV类的对象。当在Otcl类中调用某个方法时，ns首先从tcl类中查找并执行该方法；若查找失败，则在该Otcl类对应的C++类的command方法中查找，若查找仍然失败，则沿着该类的父类一直往上找，尝试调用它们的command方法；若所有父类的command方法都不能解析，则报告该命令无法执行。对于每个TclObject，ns为其Otcl中的解释对象建立一个实例过程，cmd{}。过程cmd{}调用影像对象的方法command(),并将cmd{}的参数作为一个参数数组传递给command()方法。以WirelessPhy::command()为例：2intWirlessphy::command(intargc,constchar*const*argv){if(argc==3){if(strcmp(argv[1],“setTxpower”==0)){Pt_consume_=atof(argv[2]);returnTCL_OK;}}}(1)第1个参数(argc)指明解释器的命令行中参数的个数。(2)命令行参数数组(argv)，它包括：argv[0]包含方法名“cmd”；argv[1]指定欲进行的操作，如例子中的“setTxpower”；用户指定的其他参数，被置于argv[2…(argc-1)]中。这些参数作为字符串传递：它们必须转换为适当的数据类型。这样，我们就可以在tcl中使用命令：$objectsetTxpowerxxxx就可以为某个节点（$object为获得的节点的对象）的Pt_consume_赋值为xxxx。针对不同的模块，ns底层已提供了一些相应的command接口或是编写了自己的tcl文件来定义了相关的命令供我们使用。例如Phy/WirelessPhy类的command函数中提供了setTxpower命令来设置节点发送功率能耗。而Node类则在ns/tcl/lib中提供了node.tcl文件，其中定义了很多过程，如Nodeinsprocid{}、Nodeinsprocadd-neighbor{}等。这样，我们在编写自己的tcl文件时就可以直接调用这些命令，3而如果已有的这些命令不能满足仿真要求时就需要自己在相应的command函数中提供接口或者为类添加新的过程。通过查阅相关的资料以及多次尝试，可知利用ns2已有的接口只在tcl中动态调整节点发射功率是很难实现的，必须改变底层的c++代码。对此，我们提出两种解决方法:一种是完全在c++中进行，即在wirelessphy文件中提供一个定时器，定期调用遗传算法：首先获得各节点的坐标（通过获得节点类的坐标变量），然后迭代若干代得到各节点的发射功率值，将其赋给WirelessPhy::sendDown(Packet*p)函数中的发射功率Pt_。但存在两个问题：一方面遗传算法的运行时间较长，因此较难确定定时器的间隔时间，而且要进行调整时必须重新编译ns，效率较低；另一方面我们没有解决如何在WirelessPhy::sendDown(Packet*p)函数中区分每一个节点，为每一个节点分配对应的Pt_值。第二种方法就是在command中添加新的接口，使得可以在tcl文件中定时调用遗传算法并为每个节点分配对应的Pt_值。我们最开始是将遗传算法添加在WirelessPhy类中，然后在WirelessPhy：：command（）中提供了两个接口，如下：if(argc==2){if(strcmp(argv[1],“call-GA”==0)){GA();returnTCL_OK;}}4if(argc==3){if(strcmp(argv[1],“resetpt”==0)){Pt_=pt[atoi(argv[2])];returnTCL_OK;}}其中，pt[]为遗传算法中计算出来的节点的最优发射功率数组。然后在tcl文件中定时调用一个过程，在过程中首先得到某一个节点的物理层对象，然后用该对象去调用遗传算法（因为遗传算法的运行时间较长，如果在仿真中每个节点都去调用它，只运行四、五个节点就会死机）得到pt[]值，最后对每一个节点使用resetpt命令为各自的Pt_赋值。但运行结果出现的问题是，只有调用遗传算法GA()的那个节点的Pt_值正确，其它节点的Pt_值都为0。这是因为每个节点都有自己的物理层对象，所以在WirelessPhy类中定义的每个变量（也包括数组、函数返回值等）都会对应各个节点有不同的值。明白了这一点，我们就需要在c++中得到节点的物理层对象，然后将调用遗传算法的那个节点的物理层对象的pt[]值赋给command函数中的Pt_。但一直也没有解决如何在WirelessPhy.cc中获得节点的物理层对象。所以我们后来将遗传算法添加在了节点类中，即node.cc中（实际中，遗传算法就应该是由节点来运行吧）。然后在WirelessPhy.h中定义了一个节点类的对象：Node*tnode；并在WirelessPhy类的构造5函数中为其赋值：tnode=Node::get_node_by_address(0);//得到0节点的对象然后修改WirelessPhy类中的command函数，如下：if(argc==2){if(strcmp(argv[1],“call-GA”==0)){tnode-GA();//调用node0的GA算法returnTCL_OK;}}if(argc==3){if(strcmp(argv[1],“resetpt”==0)){Pt_=tnode-pt[atoi(argv[2])];//将node0的pt赋给Pt_returnTCL_OK;}}最后在tcl文件中定时调用遗传算法，并将得到的发射功率值赋给每个节点。自定义过程如下：procmyproc{}{globalns_node_setnow[$ns_now]#获得当前时间settime120#//每隔120秒去调用一次setmac0[$node_(0)getMac0];#Node0对象的Mac层6settrace0[$mac0down-target];#Mac层的down-target原本应该是Phy，但是在无线仿真中，基本都打开Trace，所以这里是CUMTrace对象setphy0[$trace0target];#CUMTrace对象的Target就是Phy对象$phy0call-GA；#调用节点0的GA算法for{seti0}{$i20}{incri}{setmac[$node_($i)getMac0]settrace[$macdown-target]setphy[$tracetarget]$phyresetpti}#为每一个节点设置发送功率值$ns_at[expr$expr$now+$time]“myproc”#递归调用}