NS-2でのモデリング。 802.11bワイヤレスモデルの帯域幅を実際のものに近づける

無線データ伝送の新しい標準をリリースする前に、その有効性を評価する必要があります。 コンピュータモデルでこれを行う方が簡単、安価、そして高速です。 Ns-2は、研究者と大規模な研究所がこれらの同じモデルを実行するソフトウェアパッケージの1つです(たとえば、NEC Labs、Mercedes-Benz Research and Development North America)。 私は彼と非常にきついプレーをしました。



結局のところ、ns-2はそれほど単純ではありません。 802.11b標準で動作する2台のコンピューターの最も単純なネットワークモデルは、異常に低いチャネル帯域幅を示しました。 スループットとは、MACレベルではなく、IPレベルでのネットワークレベルの帯域幅を指します。 実際、2台の物理コンピューターはデータをはるかに高速に交換します。



ワイヤレスネットワークのモデル、トポロジ、および基本的なパラメーターは、tclで説明されています。 インターネットを長時間調べてドキュメントを調べた後、実験データの実物大の実験に匹敵する定量的特性を得るために考慮しなければならないパラメーターが特定されました。



パラメータ





1.単一のアクセスポイント(BSS)でワイヤレスネットワークをモデリングする場合、アドホックルーティングを無効にする必要があります。 そうしないと、定期的なルーティングオーバーヘッドメッセージがデータパケットに干渉する可能性があります。



set val(rp) DumbAgent







2.データを送信する前に、ノードはARPメッセージを交換しますが、これはワイヤレスネットワークでの損失の可能性を考えると困難です。 ARPプロトコルが正しく機能するまで、実験中、メッセージはチャネルに到着し続け、データパケットの干渉(損失)につながります。 実験でこの問題を解決するために、最初の10秒を初期化期間として指定できます。 また、この期間中にノードがARPテーブルを構築するのに十分近いと仮定します。 その後の時点で、ノードは実験場所に移動し、データ交換が開始されます。



3.データレートを変更します。 標準802.11の機器は、1、2、5.5、11 Mbpsのデータ転送速度をサポートしています。 速度の選択はエラーに基づいて自動的に行われます。 多くのエラーがある場合、機器の速度は急激に低下します。 エラーはほとんどありません-発生します。 したがって、無線インターフェースのデータ転送速度を11 Mbずつ変更する必要があります。 これを行うには、シミュレーションスクリプトの上部に行を追加します。



Mac/802_11 set dataRate_ 11Mb







4.プリアンブルを短いもの(72ビット)に変更します。 ガジェットを変更する理由 各パケットはプリアンブルと一緒に送信されます。プリアンブルは、パケットの先頭にある特定のビットセットであるため、受信機は実際のデータを受信する準備ができています。 このプリアンブルは、公式の標準に従って、基本速度(1 Mbps)で送信する必要があります。 プリアンブルには、同期フィールドの長さに応じて短いものと長いものの2種類があります。 長いプリアンブルのフィールドサイズは128ビットで、短いプリアンブルのフィールドサイズは56ビットです。 おそらくトランシーバーの進化に起因して、短いプリアンブルが現れました。 NSは、長いプリアンブルを使用するようにデフォルトで設定されています。 プリアンブルの長さを決定することには、特定の困難があります。 次の行をスクリプトの先頭に追加します。



Mac/802_11 set PreambleLength_ 72







注:長いプリアンブルの場合、この値は144です



5. RTS / CTSを無効にします。 ほとんどの802.11bネットワークカードでは、RTS / CTSはデフォルトで無効になっています。 ほとんどの場合、ワイヤレスホームネットワークのインフラストラクチャは非常に単純であるため、RTS / CTSは無駄な負荷になります。 この機能は、ns-2ではデフォルトで有効になっています。 スクリプトの先頭に次の行を追加します(RTSはパケットサイズが3000バイトを超えた場合にのみ送信され、これは発生しません)。



Mac/802_11 set RTSThreshold_ 3000







6.パケットサイズ。 nsの多くのバージョンでは、パケットのデフォルト値は1000バイトです。 UDPパケットのサイズを1500バイト変更します。 パケットサイズは、トレースファイルで確認できます。



Agent/UDP set packetSize_ 1500







7.チャンネルについて忘れないでください。 シミュレーターでは、受信信号のパワーは受信機と送信機の間の距離のみに依存します。 実際には、受信信号のパワーに影響する他の多くの要因があります。



おわりに



ns-2で使用されるワイヤレスインターフェイスモデルは、Lucent 914 MHz WaveLanカードの仕様に基づいています。 特に、デフォルトのビットレートは2 Mbpsです。 ただし、最新の802.11bワイヤレスカードには、多くの違いがあります。 上記は、802.11bワイヤレスネットワークをモデル化する際に考慮すべき要素です。 分析では、シミュレートされた実験でこれらの要因を考慮に入れた後、実際に近い帯域幅が得られることが示されました。



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