الگو های محیطی دنیای واقعی برای ارزیابی شبکه ad hoc متحرک
28,900 تومانشناسه فایل: 4215
مقدمه مقاله
ماهیت شبکه های موقت سیار، مدلسازی شبیه سازی را به یک ابزار ارزشمند برای درک عملیات این شبکه ها تبدیل ساخته است. کانال‌های بی‌سیم با توجه به انواع پدیده‌ها، از جمله انتشار در چند مسیر، محو شدن، اثرات جوی و موانع، با تغییرات بالایی در کیفیت این کانال ها روبرو می‌شوند.
در حالی که آزمون های دنیای واقعی برای درک عملکرد پروتکل های شبکه سیار مهم هستند، شبیه سازی، یک محیط با مزایای خاص را برتر از مطالعات در دنیای واقعی فراهم می کند. این مزایا شامل حالات قابل تکرار، جداسازی پارامترها و کشف انواع معیارها می شود. با توجه به این مزایا، شبیه سازی به یک ابزار محبوب برای توسعه و مطالعه پروتکل های موقت شبکه تبدیل شده است. اکثریت قریب به اتفاق پروتکل های شبکه ارتباطی پیشنهادی برای شبکه های موقت با برخی از ابزارهای شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته اند.
اجزای مهم، شبیه سازهای شبکه موقت، مدل های تحرک و انتشار سیگنال هستند. در ابتدا هنگامی که گره ها قرار می گیرند، مدل تحرک تعیین می‌کند که چگونه گره ها در شبکه حرکت کنند. انواع مدل های تحرک برای شبکه های موقت ارائه شده است و یک نظرسنجی از بسیاری از آنها انجام شده است [8].
اگرچه این مدل ها به طور گسترده ای دارای ویژگی های حرکتی متغیر هستند، آنچه که همه این مدل ها به طور مشترک در خود دارند، این است که الگوهای حرکتی که آنها ایجاد می کنند، لزوما با حرکت در دنیای واقعی قابل مقایسه نیستند. این مدل ها، حرکت های ناهمبسته تصادفی را در سراسر قلمروهای بدون مانع ایجاد می نمایند. در واقع، افراد در محیط های دانشگاهی، در کنفرانس ها، و در مناطق خرید به طور کلی در جهت تصادفی در مناطق بدون مانع حرکت نمی کنند.
افراد تمایل دارند تا یک مقصد خاص را انتخاب کنند و در یک مسیر به خوبی تعریف شده برای رسیدن به آن مقصد حرکت نمایند. انتخاب مسیر توسط مسیرها و موانع تحت تاثیر قرار می گیرد. به عنوان مثال، در یک پردیس، افراد به طور کلی در مسیری حرکت می کنند که برای ارتباط داخلی ساختمان های پردیس فراهم شده است.
در حالی که برخی افراد ممکن است از این مسیرها (به عنوان مثال، توسط میانبر زدن از میان چمن ها) پیروی ننمایند، اکثریت افراد در طول این مسیرهای فراهم شده حرکت می‌کنند. علاوه بر این، مقاصد به طور معمول تصادفی نیستند، اما ساختمان ها، نیمکت های پارک، و دیگر مکان‌های خاص در درون دانشگاه، به طور تصادفی انتخاب می شوند و قرار گرفته می گیرند.
تحقیقات قبلی [8]، [19] نشان داده‌اند که مدل تحرک مورد استفاده می‌تواند به طور قابل توجهی عملکرد پروتکل‌های مسیریابی موقت، از جمله نسبت تحویل بسته، اضافه بار کنترل و تاخیر بسته داده ها را تحت تاثیر دهد. از اینرو، استفاده از مدل های تحرکی که با دقت، حالات مطلوب مورد استفاده محتمل تر در این پروتکل را نشان می دهند، مهم است. به این ترتیب، عملکرد پروتکل را می توان با دقت بیشتری پیش بینی کرد.
در این مقاله، ما ایجاد مدل های حرکت واقعی تر را از طریق گنجاندن موانع، ساخت مسیرهای حرکت واقعی و تعیین تضعیف سیگنال ناشی از موانع پیشنهاد داده ایم. موانع در داخل یک منطقه شبکه برای مدلسازی محل ساختمان ها در یک محیط، به عنوان مثال، پردیس، قرار داده می شوند. هنگامی که ساختمان ها قرار می گیرند، به منظور ساخت مسیرهای حرکت، ما از دیاگرام Voronoi [23] برای رئوس موانع استفاده می نماییم. سپس گره ها به طور تصادفی در سراسر مسیرها توزیع می شوند. انتخاب مقاصد از مجموعه ای از موانع صورت می گیرد و به منظور رسیدن به مقصد انتخاب شده در آن مسیر، محاسبات کوتاه ترین مسیر برای تعیین مسیر هر گره استفاده می شود.
هنگام معرفی موانع موثر بر حرکت گره های سیار (سیار) در محیط شبیه سازی، مدلسازی ویژگی های انتشار در چند مسیر و ویژگی های محو شدن سیگنال در حضور این موانع لازم است. پس از آن، ما یک مدل محو شدن سیگنال غیرپیچیده را نیز معرفی می نماییم که تغییر رفتار سیگنال های رادیویی انتشار یافته بین فرستنده-گیرنده منبع و مقصد نشان می دهد. سیگنال با یک ضریب، میرا می شود که به موقعیت نسبی دو گره و ویژگی‌های مادی موانعی که در مسیر بین دو گره قرار دارند، بستگی دارد.
هدف ما در این مقاله، گسترش کار قبلی ما [19] و ایجاد یک مدل کامل توسعه یافته در دنیای واقعی است. بدین منظور، ما به این مدل، ویژگی های اضافی از جمله و مهمتر از همه، ابتکارات حرکت و محو شدن واقعی سیگنال را می افزاییم. ما معتقدیم که از طریق مجموعه گسترده ای از شبیه سازی های جدید، در این مدل توسعه یافته، به طور کامل عوامل اصلی که بر ارتباطات در محیط های سیار اثر می گذارند، در نظر گرفته خواهد شد. نتایج خاص ما در این مقاله به شرح زیر می باشد.
- یک مدل انتشار سیگنال که محو شدن سیگنال رادیویی را با انتشار سیگنال از طریق موانع بین جفت گره ها شبیه سازی می نماید.
- یک ویژگی اصلاحگر مسیرهای گراف Voronoi برای ایجاد یک نمودار واقعی تر از طریق کنترل بر قرارگیری درگاه هایی بین بیرون و داخل ساختمان.
- یک مدل برای انتخاب نقاط مقصد روی نمودار Voronoi که به صورت نمایی توزیع می شوند.
- یکی ویژگی قابل پیکربندی لحظه ای-جمعیت که به کاربر در شبیه سازی درصد تلاقی گره ها در یک نقطه جذب خاص روی زمین کمک می کند.
- ارزیابی مجموعه‌ای اضافی از معیارهایی که ویژگی های مدل تحرک را مقایسه می نمایند.
به منظور بررسی مدل تحرک خود، ما از دو روش استفاده می نماییم. در اولین مجموعه از ارزیابی ها، ویژگی های شبکه که توسط مدل ما برای مدل های نقطه تصادفی [7] و جهت تصادفی [28] بر اساس معیارهای تحرک ایجاد شده است را مقایسه می کنیم. سپس، ما از پروتکل مسیریابی بردار موقت فاصله بر حسب تقاضا (AODV) [25] برای مقایسه عملکرد مدل خود با مدل های نقطه تصادفی و جهت تصادفی استفاده می نماییم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از موانع و مسیرها، دارای تاثیر قابل توجهی بر روی عملکرد پروتکل AODV مسیریابی است. عملکرد شبکه نیز برای تغییرات حرکت و برای تغییرات در عوامل تضعیف سیگنال مورد بررسی قرار می‌گیرد.
ادامه مقاله به شرح زیر سازمان یافته است. بخش دوم، جزئیات مرتبط با پژوهش در زمینه مدلسازی تحرک و مدل های انتشار سیگنال را بیان می کند و انگیزه ای را برای ایجاد مدل های واقع بینانه تحرک و انتشار سیگنال ایجاد می نماید. مدل تحرک پیشنهادی ما و مدلسازی ما برای انتقال از طریق موانع با جزئیات در بخش سوم توضیح داده شده است. بخش چهارم، شرح تنظیم شبیه سازی را فراهم می کند. بخش پنجم، یک ارزیابی را در مورد مدل تحرک ما ارائه می دهد و در نهایت، بخش ششم، برخی از نتایج را ارائه می دهد.
ABSTRACT Real-world environment models for mobile network evaluation
Simulation environments are an important tool for the evaluation of new concepts in networking. The study of mobile ad hoc networks depends on understanding protocols from simulations, before these protocols are implemented in a real-world setting. To produce a real-world environment within which an ad hoc network can be formed among a set of nodes, there is a need for the development of realistic, generic and comprehensive mobility, and signal propagation models. In this paper, we propose the design of a mobility and signal propagation model that can be used in simulations to produce realistic network scenarios. Our model allows the placement of obstacles that restrict movement and signal propagation. Movement paths are constructed as Voronoi tessellations with the corner points of these obstacles as Voronoi sites. Our mobility model also introduces a signal propagation model that emulates properties of fading in the presence of obstacles. As a result, we have developed a complete environment in which network protocols can be studied on the basis of numerous performance metrics. Through simulation, we show that the proposed mobility model has a significant impact on network performance, especially when compared with other mobility models. In addition, we also observe that the performance of ad hoc network protocols is effected when different mobility scenarios are utilized.
Introduction
THE NATURE of mobile ad hoc networks makes simulation modeling an invaluable tool for understanding the operation of these networks. Wireless channels experience high variability in channel quality due to a variety of phenomenon, including multipath propagation, fading, atmospheric effects, and obstacles. While real-world tests are crucial for understanding the performance of mobile network protocols, simulation provides an environment with specific advantages over real-world studies. These advantages include repeatable scenarios, isolation of parameters, and exploration of a variety of metrics. Due to these benefits, simulation has become a popular tool for the development and study of ad hoc networking protocols. The vast majority of networking protocols proposed for ad hoc networks have been evaluated with some simulation tool.
Important components of ad hoc network simulators are the mobility and the signal propagation models. Once the nodes are initially placed, the mobility model dictates how the nodes move within the network. A variety of mobility models have been proposed for ad hoc networks [7], [11], [16], [18], [22], [28], and a survey of many has been conducted [8].
Though these models vary widely in their movement characteristics, what all of these models have in common is that the movement patterns they create are not necessarily comparable to true real-world movement. The models create random uncorrelated movement across unobstructed domains. In reality, people on college campuses, at conferences, and in shopping areas generally do not move in random directions in unobstructed areas.
People tend to select a specific destination and follow a well-defined path to reach that destination. The selection of the path is influenced by both pathways and obstacles. For instance, on a college campus, individuals generally stay on paths that are provided for interconnecting the campus buildings. While certain individuals may stray from these paths (e.g., by cutting across lawns), the majority of people walk along the provided paths. Additionally, the destinations are typically not random, but are buildings, park benches, and other specific locations within the campus.
- مقاله درمورد الگو های محیطی دنیای واقعی برای ارزیابی شبکه ad hoc متحرک
- پروژه دانشجویی الگو های محیطی دنیای واقعی برای ارزیابی شبکه ad hoc متحرک
- مدل های محیط دنیای واقعی برای سنجش شبکه سیار
- پایان نامه در مورد الگو های محیطی دنیای واقعی برای ارزیابی شبکه ad hoc متحرک
- تحقیق درباره الگو های محیطی دنیای واقعی برای ارزیابی شبکه ad hoc متحرک
- مقاله دانشجویی الگو های محیطی دنیای واقعی برای ارزیابی شبکه ad hoc متحرک
- الگو های محیطی دنیای واقعی برای ارزیابی شبکه ad hoc متحرک در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد الگو های محیطی دنیای واقعی برای ارزیابی شبکه ad hoc متحرک
- گزارش سمینار در مورد الگو های محیطی دنیای واقعی برای ارزیابی شبکه ad hoc متحرک
- گزارش کارورزی درباره الگو های محیطی دنیای واقعی برای ارزیابی شبکه ad hoc متحرک