Model of the network physical layer for modern wireless systems

• Autorzy: Wróbel M. , Nowak S.

Warianty tytułu

PL

Model warstwy fizycznej dla współczesnych sieci bezprzewodowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the article the detailed and flexible model of physical layer PHY for discrete events simulations (DES) is proposed. The model was implemented using SimPy simulator and evaluated using simplified 802.11 protocol model. To proof the correctness of the model some results of selected 802.11 parameters verification are presented.

PL

W artykule opisano szczegółowy i elastyczny model warstwy fizycznej (PHY) współczesnych sieci bezprzewodowych, opracowywany i adaptowany dla symulatorów zdarzeń dyskretnych (DES). Jednym z elementów które można opisać w modelu są zjawiska propagacji. Oprócz tego konstrukcja modelu podejmuje problem interferencji sygnałów, ale także zjawisk związanych z prędkościami węzłów (takich jak ef. Dopplera), budowy anten, umożliwia uwzględnienie takich zjawisk, które można opisać jako wpływające na amplitudę/fazę sygnału odbieranego (a więc np. shadowing, fading). Model został prototypowo zaimplementowany z wykorzystaniem symulatora SimPy. Ze względu na trudności w interpretowaniu wyników jedynie na poziomie warstwy fizycznej, implementacja została uzupełniona o uproszczony model podwarstwy MAC dla protokołów rodziny 802.11. Jednym z oczekiwanych i potwierdzonych eksperymentalnie rezultatów było wykazanie poprawności przyjętych parametrów i mechanizmów protokołu 802.11 w stosunku do jego prostych modyfikacji. W sposób pośredni pokazuje to prawidłowość przyjętego modelu i stanowi podstawę do podjęcia dalszych prac. Opisane prace są częścią przygotowań, których celem jest stworzenie dokładnego i efektywnego symulatora dużych sieci (w tym domen bezprzewodowych) działającego w sposób równoległy. W tym celu konieczne jest opracowanie elastycznego, modularnego modelu warstwy fizycznej. Dalsze planowane prace obejmują analizę wydajnościowąmodułów modelu, weryfikację poprawności w testowym środowisku laboratoryjnym oraz docelowo implementację i testy symulatora równoległego.

Słowa kluczowe

EN

DES; PHY model; wireless network simulation; SimPy

• Wydawca: Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Theoretical and Applied Informatics
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 23, No. 2
• Strony: 147--159
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Wróbel M.

autor

Nowak S.

• Academy of Business 41-300 Dąbrowa Górnicza, ul. Cieplaka 1c, Poland,

Bibliografia

• 1. G. D’Angelo, M. Bracuto: Distributed Simulations of Large-Scale and Detailed Models,IJSPM, Vol. 5, No. 2, Geneva 2009.
• 2. D. Clark: Wireless Networking Complete, Morgan Kaufmann Publishers, Burlington 2010.
• 3. R. Fujimoto: Parallel and Distributed Simulation Systems, John Wiley and Sons, Inc, 2000.
• 4. M. Gast: When Is 54 not equal 54? O’Reilly Wireless Devcenter 2003.
• 5. D. Gesbert et. al.: From Theory to Practice: An Overview of MIMO Space=Time Coded Wireless Systems, IEEE Journal on sel. areas in comm. vol. 21, no. 3, 2003.
• 6. E. Ben Hamida et. al: Impact of the Physical Layer Modeling on the accuracy and scalability of Wireless Network Simulation, Transactions of the Society for Modeling and Simulation International, 2009.
• 7. L. Hanzo et. al.: MIMO-OFDM for LTE, Wi-Fi and WiMAX, A John Wiley and Sons, Ltd., 2011.
• 8. J. Heidemann et. al: Effects of Detail in Wireless Network Simulation, SCS Comm. Netw. and Distrib. Systems Modeling and Siim. Conference, 26.IX.2000.
• 9. H. Holma, A. Toskala: LTE for UMTS-OFDMA and SC_FDMA Based Radio Access, John Wiley and Sons, Ltd 2009.
• 10. Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications,IEEE Standard 802, Part 11 (2007).
• 11. Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications,IEEE Standard 802, Part 11, Amendment 5 (2009).
• 12. D. B. Johnson: Validation of Wireless and Mobile Network Models and Simulation, in DARPA/NIST Network Simulation Validation Workshop 1999.
• 13. D. Kotz, C. Newport, C. Elliott: The mistaken axioms of wireless-network research, Dartmouth College Computer Science Techn. Rep. TR2003-467, Dartmouth 2003.
• 14. S. Nowak, M. Nowak, P. Foremski: New synchronization method for the parallel simulations of wireless networks, The 11th International Conference on Next Generation Wired/Wireless Advanced Networking, (will apear in LNCS), Sankt Petersburg 2011.
• 15. S. Robinson: Simulation – The practice of model development and use. Wiley, 2004.