Projektgruppe Mobile und Drahtlose Netzwerkkommunikation

Transkript

1 Projektgruppe Mobile und Drahtlose Matthias Grünewald Christian Schindelhauer Klaus Volbert

2 Die Simulationsumgebung SAHNE Aufbau Simulationsmodell Netzwerkschichten Übertragungsmodell Bewegungsmodelle Statistiken

3 SAHNE Simulation of an Ad Hoc Networking Environment

4 Aufbau von SAHNE Visualisierung Mover Statistik Node Scheduling Routing Transm. Network (Simulationssteuerung) Datenstruktur Paketverarbeitung

5 Netzwerkschichten Quelle Ziel Ende-zu-Ende Punkt-zu-Punkt

6 Netzwerkschichten out in in out Paketverarbeitung out in in out Paketverarbeitung out in receive(); eingehende Pakete verarbeiten work(); Kontrollpakete generieren send(); ausgehende Pakete verarbeiten Übertragungsmedium (globale Paketwarteschlange)

7 Netzwerkschichten Aufgaben (bisher): Scheduling-Schicht Pakete splitten Verschicken der Pakete an ein zufälligs Zwischenziel Routing-Schicht (Network-Layer) Hop-Routing Compass-Routing (benötigt Positionsdaten!) DPS-Routing DSR (Dynamic Source Routing) Transmitter-Schicht (MAC-Layer) Topologieaufbau

8 Schnittstelle zur PPL Sahne Node Scheduler_PPL Router_PPL Transmitter_PPL PPL USER NET MAC PHY Medium

9 Schnittstelle zur PPL Transmitter_PPL: receive(); eingehende Pakete verarbeiten work(); Kontrollpakete generieren send(); ausgehende Pakete verarbeiten process_received_packets(); DOA berechnen empfangene Pakete an PPL übergeben create_control_packets(); PPL-Daten aktualisieren interne Verarbeitung veranlassen Pakete aus PPL holen, USER-Pakete an die höheren Schichten, MAC-Pakete an die tiefere Schicht (Übertragungsmedium) übergeben USER-Pakete an PPL übergeben

10 Übertragungsmodelle in der Theorie: idealisiertes Übertragungsmodell Realitätsnahes Übertragungsmodell: - Ausbreitung von Infrarotlicht - Richtcharakteristik

11 Übertragungsmodelle Einflussfaktoren im IR-Übertragungsmodell Richtcharakteristik Sender Dämpfung Empfänger Empfangscharakteristik

12 Übertragungsmodelle Interferenzen: gleichzeitiges Senden kein Problem Kollision (gemeinsamer Kanal!)

13 Übertragungsmodelle gerichtete Kommunikation IR-Übertragungsmodell Ausbreitung von Infrarotlicht, Richtcharakteristik, Empfangscharakteristik omnidirektionale Kommunikation RF-Übertragunsmodell Ausbreitung von Radiowellen

14 Bewegungsmodelle zufällige Bewegung Bewegung mit zufälligem Ziel - feste Region - bewegliche Region - globaler Zielpunkt durch ein Szenario festgelegte Bewegung

15 Bewegungsmodelle Szenario: nodes=2 nn nn wp wp ac ac br br end erste Zeile: Anzahl der Knoten nn = Knotennr. sowie min. und max. Geschwindigkeit nn <Knotennr> <min_speed> <max_speed> wp = Waypoints: Koordinatenpaare von Wegpunkten wp <Knotennr> <x1> <y2>... <xn> <yn> ac = Activity: Aktivierung/Deaktivierung (Zeitpunkte) ac <Knotennr> <t1>... <tn> br = Break: Anhalten/Weiterfahren (Zeitpunkte) br <Knotennr> <t1>... <tn> letzte Zeile: Dateiende-Markierung

16 Statistiken automatische Generierung Ausgabe als Gnuplot-Daten- und Befehlsdatei z.b: Transmitter (MAC-Layer): Netzwerkstatistik (Anzahl Kanten, Congestion, Dilation) Netzwerkdynamik Router (Network-Layer): Routingzeiten Anzahl Hops der erfolgreich zugestellten Pakete

17 Beispiel Implementierung einer MAC-Layer-Strategie zum Aufbau eines Basisnetzwerks

18 Topolgieaufbau, Einordnung Vermittlungs-Schicht Routing Sicherungs-Schicht MAC Basisnetzwerk (medium access control) Bitübertragungs-Schicht

19 Der Yao-Graph Spanner-Eigenschaft verteilter Aufbau möglich sektorbasiert gerichtete Kommunikation (IR-Übertragungsmodell) Wie ermittelt man den nächsten Nachbarn? YG 6

20 Voraussetzungen keine Positionsdaten keine Entfernungsbestimmung Herkunftsrichtung eines Signals kann nicht bestimmt werden (nur der Haupt-Empfangssektor ist bekannt) keine einheitliche Ausrichtung der Sektoren Nicht-Reziprozität des Übertragungskanals

21 Aufbau des Yao-Graphen Phase 1 Nachbarsuche verdoppeln der Reichweite Kollisionsauflösung durch das exponetielle Backoff-Verfahren Phase 2 Reichweitenanpassung binäre Suche