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各大仿真软件介绍（包括算法，原理）随着无线和有线设计向更高频率的发展和电路复杂性的增加，对于高频电磁场的仿真，由于忽略了高阶传播模式而引起仿真的误差。
另外，传统模式等效电路分析方法的限制，与频率相关电容、电感元件等效模型而引起的误差。
例如，在分析微带线时，许多易于出错的无源模式是由于微带线或带状线的交叉、阶梯、弯曲、开路、缝隙等等，在这种情况下是多模传输。
为此，通常采用全波电磁仿真技术去分析电路结构，通过电路仿真得到准确的非连续模式S参数。
这些EDA仿真软件与电磁场的数值解法密切相关的，不同的仿真软件是根据不同的数值分析方法来进行仿真的。
通常，数值解法分为显示和隐示算法，隐示算法（包括所有的频域方法）随着问题的增加，表现出强烈的非线性。
显示算法（例如FDTD、FIT方法在处理问题时表现出合理的存储容量和时间。
本文根据电磁仿真工具所采用的数值解法进行分类，对常用的微波EDA仿真软件进行论述。
2．基于矩量法仿真的微波EDA仿真软件基于矩量法仿真的EDA 软件主要包括A D S（Advanced Design System）、Sonnet电磁仿真软件、IE3D和Microwave office。
2.1ADS仿真软件Agilent ADS(Advanced Design System)软件是在HP EESOF系列EDA软件基础上发展完善起来的大型综合设计软件，是美国安捷伦公司开发的大型综合设计软件，是为系统和电路工程师提供的可开发各种形式的射频设计，对于通信和航天／防御的应用，从最简单到最复杂，从离散射频／微波模块到集成MMIC。
从电路元件的仿真，模式识别的提取，新的仿真技术提供了高性能的仿真特性。
该软件可以在微机上运行，其前身是工作站运行的版本MDS（Microwave Design System）。
该软件还提供了一种新的滤波器的设计引导，可以使用智能化的设计规范的用户界面来分析和综合射频／微波回路集总元滤波器，并可提供对平面电路进行场分析和优化功能。
浅析Opnet，Ns2，Matlab网络仿真工具【摘要】网络仿真可以有效提高网络规划和设计的可靠性和准确性，明显地降低网络投资风险，减少不必要的投资浪费。
本文就常见的三种网络仿真工具（OPNET、NS2及MATLAB），从它们的基本情况及特点进行了分析。
【关键字】网络仿真；OPNET；NS2；MATLAB引言随着网络结构和规模越来越复杂化以及网络的应用越来越多样化，单纯地依靠经验进行网络的规划和设计、网络设备的研发以及网络协议的开发，已经不能适应网络的发展，因而急需一种科学的手段来反映和预测网络的性能，网络仿真技术应运而生。
网络仿真可以有效提高网络规划和设计的可靠性和准确性，明显地降低网络投资风险，减少不必要的投资浪费。
各种网络仿真工具在此背景下应运而生。
本文就常见的三种网络仿真工具（OPNET、NS2及MATLAB），从它们的基本情况及特点进行了分析。
基本情况及特点分析1.OPNETOPNET公司最初只有一种产品OPNET Modeler，到目前已经拥有Modeler、ITGuru、SPGuru、WDMGuru、ODK等一系列产品。
对于网络的设计和管理，一般分为3个阶段：第1阶段为设计阶段，包括网络拓扑结构的设计，协议的设计和配置以及网络中设备的设计和选择；第2阶段为发布阶段，设计出的网络能够具有一定性能，如吞吐率、响应时间等等；第3阶段为实际运营中的故障诊断、排错和升级优化。
而OPNET公司的整个产品线正好能面向网络研发的不同阶段，即可以作网络的设计，也可以作为发布网络性能的依据，还可以作为已投入运营的网络的优化和故障诊断工具。
OPNET公司也是当前业界智能化网络管理分析解决方案的主要提供商。
OPNET的主要特点：层次化的网络模型。
使用无限嵌套的子网来建立复杂的网络拓扑结构。
简单明了的建模方法。
Modeler建模过程分为3个层次：过程（process）层次、节点（Node）层次以及网络（Network）层次。
微观交通仿真软件分析比较交通仿真技术是智能技术的一个重要组成部分，是计算机技术在交通工程领域的一个重要应用，它可以动态地、逼真地仿真交通流和交通事故等各种交通现象，复现交通流的时空变化，深入地分析车辆、驾驶员和行人、道路以及交通的特征，有效地进行交通规划、交通组织与管理、交通能源节约与物资运输流量合理化等方面的研究。
同时，交通仿真系统通过虚拟现实技术手段，能够非常直观地表现出路网上车辆的运行情况，对某个位置交通是否拥堵、道路是否畅通、有无出现交通事故、以及出现上述情况时采用什么样的解决方案来疏导交通等，在计算机上经济有效且没有风险的仿真出来。
交通仿真作为仿真科学在交通领域的应用分支，是随着系统仿真的发展而发展起来的。
它以相似原理、信息技术、系统工程和交通工程领域的基本理论和专业技术为基础。
以计算机为主要工具,利用系统仿真模型模拟道路交通系统的运行状态。
采用数字方式或图形方式来描述动态交通系统，以便更好地把握和控制该系统的一门实用技术。
交通相关仿真按类别分为交通流仿真、自动驾驶仿真和交通事故复原仿真等几个类型。
其中交通仿真又按仿真的精确程度和范围分为宏观仿真、中观仿真和微观仿真。
此外交通仿真中有关行人交通流的仿真因为场景不一样又可以单独分离出来单独处理，特别适合于大型公共场所、进出口、通道等的研究。
图0 交通相关仿真分类在众多的交通仿真软件中如何选取最合适的软件作为评价的工具，一般取决于项目的要求和目标而定。
一、主要微观交通仿真软件自20世纪60年代以来，国内外交通业界在微观交通仿真领域进行了卓有成效的研究工作，开发了几十种微观交通仿真模型和多种交通仿真软件系统。
本文将对主要的5种仿真软件进行技术特性分析和性能比较。
（一）VISSIMVISSIM 是德国PTV公司的产品,它是一个离散的、随机的、以100s为时间步长的微观仿真模型。
车辆的纵向运动采用心理- 物理跟驰模型（psycho - physical car –following model ），横向运动（车道变换）则采用基于规则（rule –based）的算法。
一些较新网络仿真器的比较一些较新网络仿真器的比较这是ICC 09 上的一篇文章（ICC 什么时候也接受这样的文章啦？），对最近被使用的一些网络仿真器进行了介绍，并对其性能进行了比较。
正好所介绍的网络仿真器除了JIST 以外，其他的都使用过，基本上还是比较认同作者的比较结论的。
原文章可以从上下载到，文章标题为：“A performance comparison of recent network simulators ”。
下面是阅读此文章后的一些笔记。
网络仿真器在网络协议的研究中还是占有着重要的地位，特别是在网络比较复杂、参数多变的情况下。
现在大部分已有的网络仿真器都是基于离散事件仿真（DES ）的。
也就是说，网络节点触发事件，同时仿真器维护着一个事件列表。
现在用的最多的网络仿真平台是NS2 ，实际上这也是学术界网络仿真事实上的标准。
但是实际上 NS2 却在仿真时间和使用内存上有着扩展性不足的问题，特别是对于现在的新型网络，如无线传感器网络、P2P 网络以及网格网络等，因为这些网络的仿真可能需要大量的节点。
为此，也有一些针对 NS2 的改进，如并行处理。
尽管如此，现在 NS2 还是在做着一次大的重新设计。
这就是 NS3 ，对仿真性能进行了改进。
除了 NS2 之外，学术界和工业界也提出了多种仿真器。
杰出的代表包括 OMNeT++ 、基于 Java 的 JiST 以及商业上使用的 OPNet 等。
另外，还有一些专门针对某个领域的网络仿真器，如针对WSN 的TOSSIM 。
这就给研究者带来了一个问题，该使用什么样的网络仿真器，达到高的仿真性能呢？这篇文章主要是对NS2 、NS3 、OMNeT++ 、JiST 、SimPy 进行了性能比较。
因为NS3 、OMNeT++ 和 JiST 已经得到了越来越多的研究者关注，而 SimPy 则代表了一种新的基于进程范式的仿真器设计（使用Python 语言实现）。
1.NS2NS2 采用了 C++ 来实现仿真节点的行为，而 oTCL 脚本来控制仿真过程。
网络仿真软件性能比较【导读】网络仿真技术是一种通过建立网络设备和网络链路的统计模型, 并模拟网络流量的传输, 从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。
由于仿真不是基于数学计算, 而是基于统计模型，因此，统计复用的随机性被精确地再现。
网络仿真技术是一种通过建立网络设备和网络链路的统计模型, 并模拟网络流量的传输, 从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。
由于仿真不是基于数学计算, 而是基于统计模型，因此，统计复用的随机性被精确地再现。
网络仿真技术具有以下特点:一, 全新的模拟实验机理使其具有在高度复杂的网络环境下得到高可信度结果的特点。
二, 网络仿真的预测功能是其他任何方法都无法比拟的；三，使用范围广, 既可以用于现有网络的优化和扩容,也可以用于新网络的设计，而且特别适用于中大型网络的设计和优化；四，初期应用成本不高, 而且建好的网络模型可以延续使用, 后期投资还会不断下降。
OPNET产品性能简介：OPNET产品主要面向专业人士，帮助客户进行网络结构、设备和应用的设计、建设、分析和管理。
OPNET的产品主要针对三类客户，分成四个系列。
三类客户是指：网络服务提供商；网络设备制造商和一般企业。
四个系列产品核心包括：1.ServiceProviderGuru：面向网络服务提供商的智能化网络管理软件。
是OPNET公司的最新产品。
2.OPNET Modeler：为技术人员（工程师）提供一个网络技术和产品开发平台。
可以帮助他们设计和分析网络、网络设备和通信协议。
3.ITGuru：帮助网络专业人士预测和分析网络和网络应用的性能，诊断问题，查找影响系统性能的瓶颈，提出并验证解决方案。
4.WDM Guru，用于波分复用光纤网络的分析、评测。
我使用的是OPNET Modeler8.1,所以就它和其他的网络仿真软件进行比较。
OPNET Technology公司的仿真软件OPNET具有下面的突出特点，使其能够满足大型复杂网络的仿真需要：1. 提供三层建模机制，最底层为Process模型，以状态机来描述协议；其次为Node 模型，由相应的协议模型构成，反映设备特性；最上层为网络模型。
三层模型和实际的网络、设备、协议层次完全对应，全面反映了网络的相关特性；2. 提供了一个比较齐全的的基本模型库，包括：路由器、交换机、服务器、客户机、ATM设备、DSL设备、ISDN设备等等；3. 采用离散事件驱动的模拟机理（discrete event driven），与时间驱动相比，计算效率得到很大提高。
4. 采用混合建模机制，把基于包的分析方法和基于统计的数学建模方法结合起来，既可得到非常细节的模拟结果，也大大提高了仿真效率。
5. OPNET具有丰富的统计量收集和分析功能。
它可以直接收集常用的各个网络层次的性能统计参数，能够方便地编制和输出仿真报告。
6. 提供了和网管系统、流量监测系统的接口，能够方便的利用现有的拓扑和流量数据建立仿真模型，同时还可对仿真结果进行验证。
OPNET的缺点：1. 价钱昂贵.OPNET的单使用者授权费超过2万5千美金. 价格的因素使得盗版猖獗。
2. 学习的进入障碍很高，通过专门培训而达到较为熟练程度至少需一个多月的时间.3. 仿真网络规模和流量很大时, 仿真的效率会降低。
目前解决方法：采用分层的建模方法，汇聚网络流量，简化网络模型；背景流量和前景流量相配合；流量比例压缩方法；优化调整仿真参数设计；路由流量的简化；结果分析；如何针对不同的统计参数，选择合适的结果收集和处理方法。
来源：（广东省电信科学技术研究院）4. 软件所提供的模型库是有限的，因此某些特殊网络设备的建模必须依靠节点和过程层次的编程方能实现。
（A.网络仿真软件提供的标准的结果参数，往往不能满足实际用户的全部需要，如果用户需要收集网络设备的某些特殊参数时，必须通过过程层次上的编程来收集自己感兴趣的网络参数。
B.一般，厂家提供的网络协议的模型都滞后于标准颁布之日数月甚至一年，如果急需使用厂家模型库中没有提供的新协议、新标准时，就只有通过编程的方法，开发自己的协议模型。
C.对于大型网络的仿真，有时需要根据实际情况，通过编程改变模型的某些特性来提高仿真计算效率。
）涉及底层编程的网元建模具有较高的技术难度，因为需要对协议和标准及其实现的细节有深入的了解、并掌握网络仿真软件复杂的建模机理。
因此，一般需要经过专门培训的专业技术人员才能完成。
编程的难度限制了OPNET的普及与推广。
此外，建立在OPNET上的仿真平台当前无法脱离OPNET环境，也是OPNET 的一个局限性。
5. OPNET对路由协议的仿真比较适合，但是对链路的仿真好想就只能通过Pipeline stage来做。
例如有用户试了把pipeline stage中radio的propagation delay model 的传输速度（default值是光速）改为声波在海水中的速度1500m/s，但是仿真出来的propagation delay结果居然没太大的改变。
而根据使用经验matlab或者spw就比较合适做链路层的仿真。
NS (NETWORK SIMULATOR)简介NS是一个由UC Berkeley开发的用于仿真各种IP网络的为主的优秀的仿真软件。
该软件的开发最初是针对基于UNIX系统下的网络设计和仿真而进行的。
Tcl（Tool Command Language）与Tk是安装在UNIX/Linux环境下的两个包，他们一起构成了一套开发系统应用程序和图形用户界面接口（GUI）应用程序的环境。
Tk是Tcl在X Window环境下的扩展，它包含了Tcl的全部c库函数，以及支持X Window的窗口，控件等c库函数，为用户开发图形用户界面提供了方便。
NS的设计实现了使用两种程序设计语言，C++和Otcl。
这两种程序设计语言都是面向对象的。
C++程序模块的运行速度非常快，是强制类型的程序设计语言，容易实现精确的，复杂的算法，但是修改和发现，修正bug所花费的时间较长，因为它比较复杂。
Otcl是脚本程序编写语言，是无强制类型的，比较简单，容易实现和修改，容易发现的修正bug，虽然它的运行速度和C++的模块相比要慢很多。
NS的仿真原理-网络组件。
NSobject是所有基本网络组件的父类它本身的父类是TclObject类。
这个类的对象有一个基本功能，就是处理数据包（PACKET）。
所有的基本网络组件可以划分为两类，分类器（Classifier）和连接器(Connector)。
它们都是NSobject、的直接子类，也是所有基本网络组件的父类。
分类器的派生类组件对象包括地址分类器和多播分类器等。
连接器的派生类组件对象包括队列，延迟，各种代理，和追踪对象类。
应用程序是建立在传输代理上的应用程序的模拟。
NS2中有两种类型的“应用程序”，数据源发生器和模拟的应用程序。
NS是离散事件驱动的网络仿真器。
它使用Event Scheduler对所有组件希望完成的工作和计划该工作发生的时间进行列表和维护。
NS的工作平台可以是Windows,Linux,Uinx,machitosh,还要求系统装有C++编译器。
NS的工作流程：NS代码使用OTCL语言编写，通过OTCL语言解释器解释，使用NS仿真库进行编译和仿真，输出仿真结果，根据仿真结果记录，可进一步进行相关内容分析，生成网络拓补图或者得到数据的可视化的图表。
使用辅助的NAM工具，在NS中可以清晰显示网络拓补图，使用X Graph工具，可以将NS的仿真结果用图表形式表示，NS设计的出发点是基于网络仿真，它集成了多种网络协议，业务类型，路由排队管理机制，路由算法。
此外，NS还集成了组播业务和应用于局域网仿真有关的部分、MAC层协议。
其仿真主要针对路由层，传输层，数据链路层展开，因此NS可以进行对固定，无线，卫星以及混合等多种网络的仿真。
但它最适用于TCP层以上的模拟。
NS的特点是源代码公开；可扩展性强；速度和效率优势明显。
NS与OPNET优缺点比较：1. OPNET与NS2的关系有点象windows和linux的关系。
而它们也分别是在这两个环境下（OPNET在win，NS2在linux）安装使用最匹配。
2. OPNET是商业软件，所以界面非常好。
功能上很强大，界面错落有致，统一严格。
操作也很方便，对节点的修改主要就是对其属性的修改。
是优点也是其缺点，如果你需要特殊的节点或很适合自己的节点就不如NS2方便。
同时，由于是商业软件所以版本推出不如NS2快。
3. NS2是自由软件，免费，这是与OPNET相比最大的优势，因此它的普及度较高，是OPNET强有力的竞争对手。
4. NS2界面不如OPNET，虽然功能也很强大，但有很多零散的东西，刚学的时候很麻烦，不容易上手。
操作上比较方便，但由于不是同一公司开发的，所以格式上不是很统一，说明手册的条理也不是很好。
没有现成的节点什么的你可以自己用C++编，可以按照自己的意图来构造你想要的节点。
MATLAB软件MATLAB软件是由美国Mathworks公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算系统环境。
MATLAB是英文MATrix LABoratory(短阵实验室)的缩写。
在MATLAB环境下，用户可以集成地进行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等各项操作。
MATLAB提供了一个人机交互的数学系统环境，该系统的基本数据结构是矩阵，在生成矩陈对象时，不要求作明确的维数说明。
与利用c语言或FoRTRAN语言作数值计算的程序设计相比，利用MATLAB可以节省大量的编程时间。
MATLAB的良好的开放性和运行的可靠性使原先控制领域里的封闭式软件包（如英国的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德国的KEDDC）纷纷淘汰，而改以MATLAB为平台加以重建。
MathWorks公司于2001年推出MATLAB6.0版本，6.x版在继承和发展其原有的数值计算和图形可视能力的同时，出现了以下几个重要变化：（1）推出了SIMULINK。
这是一个交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境。
它的出现使人们有可能考虑许多以前不得不做简化假设的非线性因素、随机因素，从而大大提高了人们对非线性、随机动态系统的认知能力。
（2）开发了与外部进行直接数据交换的组件，打通了MATLAB进行实时数据分析、处理和硬件开发的道路。
（3）推出了符号计算工具包。
1993年MathWorks公司从加拿大滑铁卢大学购得Maple的使用权，以Maple为“引擎”开发了Symbolic Math Toolbox 1.0。
MathWorks公司此举加快结束了国际上数值计算、符号计算孰优孰劣的长期争论，促成了两种计算的互补发展新时代。
