本書分為上篇(基礎(chǔ)理論)和下篇(應(yīng)用實踐)兩大部分，針對通信網(wǎng)建模，深入討論了OPNET的仿真架構(gòu)和驅(qū)動方式，剖析了中斷、通信、多進(jìn)程、多隊列等仿真機制，闡述了基于Proto C的進(jìn)程域建模方法。書中基于仿真原理和開發(fā)方法，以M/M/1隊列、CSMA/ALOHA介質(zhì)訪問、定向與全向天線、局域網(wǎng)互聯(lián)為例，從多個角度分析了通信網(wǎng)建模的關(guān)鍵技術(shù)及實驗方法，*后以下一代航空數(shù)據(jù)鏈VDL2為例，介紹了OPNET在實際研發(fā)項目中的建模和仿真。
本書具有較強的系統(tǒng)性和邏輯性，同時注意突出重點，對主要的原理、方法和案例都做了代碼的剖析，具有較強的實踐特色。
本書可作為通信、電子、信息等相關(guān)專業(yè)高年級本科生以及研究生的通信網(wǎng)課程教材或參考書，也可作為通信網(wǎng)絡(luò)研發(fā)人員的參考資料。
傳統(tǒng)的通信網(wǎng)教學(xué)是以數(shù)學(xué)推導(dǎo)為主要分析手段的，如排隊論是通信網(wǎng)中的基礎(chǔ)理論之一，其基本規(guī)律是通過馬氏鏈來進(jìn)行分析的，又如CSMA是通信網(wǎng)中的多址關(guān)鍵技術(shù)，其主要指標(biāo)是通過隨機概率理論來確立的。對通信網(wǎng)協(xié)議棧和網(wǎng)絡(luò)實體(如計算機網(wǎng)、移動通信網(wǎng))的深入討論，也往往要通過數(shù)學(xué)分析和隨機概率的方法來進(jìn)行。這些方法對于本科生而言，常顯得過于艱深，他們必須在數(shù)學(xué)推導(dǎo)中投入很大的精力，這導(dǎo)致許多學(xué)生或者陷入只見樹木，不見森林的怪圈，或者失去學(xué)習(xí)興趣甚至半途而廢。
是否能找到一種繞開或者淡化數(shù)學(xué)模型，突出通信網(wǎng)自身的本質(zhì)規(guī)律并適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)特點的通信網(wǎng)教學(xué)方法呢？答案是肯定的，基于計算機建模的網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)能較好地解決這個問題。網(wǎng)絡(luò)仿真是近年來興起的一項專門技術(shù)，可以通過軟件平臺進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的模擬和仿真。不同于傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析，網(wǎng)絡(luò)仿真采用編程方法構(gòu)建模型，通過計算機進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)行為的模擬并統(tǒng)計性能參數(shù)，從而解決了傳統(tǒng)教學(xué)中教學(xué)建模、推理難度過大的問題。
近年來，作者將OPNET應(yīng)用于通信網(wǎng)的教學(xué)及科研工作中，發(fā)現(xiàn)其可以調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生從對例程的模仿、分析和實驗逐步過渡到自主建模，通過圖形、調(diào)試等工具對通信網(wǎng)的規(guī)律進(jìn)行分析(包括與現(xiàn)有理論的對比分析)，在享受有所收獲的快樂中學(xué)習(xí)、探索。通過科研活動，在為社會服務(wù)的同時，也為教學(xué)的深入和拓展提供了基礎(chǔ)。
基于OPNET的通信網(wǎng)教學(xué)，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，還為學(xué)生提供了一種進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)評估、預(yù)測和設(shè)計的手段。學(xué)生可以在一定程度上進(jìn)行研發(fā)的鍛煉，提高動手能力和獨立思考能力，為日后工作打下基礎(chǔ)。事實上，對于通信網(wǎng)研發(fā)而言，網(wǎng)絡(luò)仿真的作用更為突出。這是因為當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，難以甚至不可能進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，只能通過計算機網(wǎng)絡(luò)仿真進(jìn)行性能評估和方案比較。
為了使本書更加簡練、實用，在成書過程中作者主要有以下幾點考慮：
(1) 總體上，注重理論結(jié)合實際。所謂理論，是指仿真建模的原理和方法；所謂實際，是指建模實例及仿真實驗。本書分上、下兩篇，上篇(一至五章)講述理論基礎(chǔ)，下篇(六至十章)講述應(yīng)用實踐。上篇是下篇的鋪墊，為下篇提供方法；下篇是上篇的實際應(yīng)用，為上篇提供佐證。二者具有內(nèi)在的邏輯性，是貫通統(tǒng)一的。
(2) 對理論的論述要有一定的邏輯性、系統(tǒng)性，但又不能面面俱到。要將重點放在通信網(wǎng)建模的核心思想和關(guān)鍵技術(shù)上，力求做到對重點內(nèi)容(如仿真架構(gòu)、離散驅(qū)動機制、仿真通信機制、多進(jìn)程機制等)的深入剖析，從而切中要害地解決建模中的關(guān)鍵性問題。
(3) 實踐部分的實例是從多個角度來選取的：從通信網(wǎng)基礎(chǔ)理論來說，有M/M/1排隊論；從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來說，涉及通信網(wǎng)中的物理層(如無線發(fā)射技術(shù))、數(shù)據(jù)鏈路層(如MAC子層競爭接入)；從通信網(wǎng)方式來說，涉及有線網(wǎng)(如計算機以太網(wǎng))和無線網(wǎng)(如移動節(jié)點的信噪比分析)等。每個實例都有一定的代表性和典型性，力求用較少的實例體現(xiàn)通信網(wǎng)建模中的一般思路和方法。
(4) 為了突出實踐特色，作者將代碼剖析貫穿于全書的始終，使讀者通過代碼說明理解建立模型的架構(gòu)思想和關(guān)鍵機制，明白案例的建模思路和仿真方法，深刻理解建模的實質(zhì)性內(nèi)容，從而能夠很自然地過渡到自我編程、自我建模、自我研發(fā)的階段。
(5) 鑒于無線技術(shù)在當(dāng)今通信網(wǎng)絡(luò)中的重要地位和無線仿真建模的復(fù)雜性，作者將無線管道階段作為本書的一個重要內(nèi)容，從無線管道階段的建�？蚣�、管道程序，到無線網(wǎng)絡(luò)的模型實例和調(diào)試跟蹤，在多個章節(jié)中從不同角度對無線網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)進(jìn)行剖析。
同時，由于OPNET軟件和幫助文檔都是英文的，因此作者在書中對術(shù)語都加了英文標(biāo)注，以便于讀者對照閱讀。
最后，希望每一位讀者學(xué)有所得、學(xué)有所思、學(xué)有所用！也希望得到來自專家、學(xué)者和廣大讀者的意見、批評和指正。
郜 林
于天津財經(jīng)大學(xué)
2017年9月15日
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