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ns2中無線通訊距離的一些小節

zz:http://hi.baidu.com/cqupt_dingo/blog/item/9b8ba2cad013f20d93457e13.html

首先模擬時會輸出以下內容

highestAntennaZ_ = 1.5, distCST_ = 550.0

highestAntennaZ_:指的是無線天線的高度,好像ns2裡都是1.5米,沒見到過改這個引數的。

distCST_:指的是載波監聽範圍,這裡是550米,我裝好ns2就預設是這個了。

1.載波監聽

      在CSMA中,由於通道的傳播延遲,當兩個站點監聽到總線上沒有存在訊號而傳送幀時,仍會發生衝突。由於CSMA演算法沒有衝突檢測功能,即使衝突己發 生,仍然要將已破壞的幀傳送完,使匯流排的利用率降低。改進方案是使站點在傳輸時間繼續監聽媒體,一旦檢測到衝突,就立即停止傳送,並向總線上發一串短的阻塞報文(Jam),通知總線上各站衝突己發生,可以提高匯流排的利用率。這種方案稱做載波監聽多路訪問/衝突檢測協議,簡寫為CSMA/CD,這種協議已廣泛應用於區域網中。

      CSMA/CD的代價是用於檢測衝突所花費的時間。對於基帶匯流排而言,最壞情況下用於檢測一個衝突的時間等於任意兩個站之間傳播時延的兩倍。從一個站點開始傳送資料到另一個站點開始接收資料,也即載波訊號從一端傳播到另一端所需的時間,稱為訊號傳播時延。

訊號傳播時延(μs)=兩站點的距離(m)/訊號傳播速度(200m/μs)。

          假定A、B兩個站點位於匯流排兩端,兩站點之間的最大傳播時延為tp。當A站點發送資料後,經過接近於最大傳播時延tp時,B站點正好也傳送資料,此時衝突便發生。發生衝突後,B 站點立即可檢測到該衝突,而A站點需再經過一份最大傳播時延tp後,才能檢測出衝突。也即最壞情況下,對於基帶CSMA/CD來說,檢測出一個衝突的時間等於任意兩個站之間最大傳播時延的兩倍(2tp)。

        所以,載波偵聽距離要大於2倍無線節點通訊距離。在NS-2 模擬軟體中,干擾範圍的半徑約為發射範圍半徑的2.2 倍。所以上面載波偵聽範圍是550米,無線通訊範圍是250米。

2.distCST_計算

在ns2.34/mac/channel.cc檔案中,當使用WirelessPhy時,

distCST_ = wifp->getDist(wifp->getCSThresh(),wifp->getPt(), 1.0, 1.0,highestZ , highestZ,wifp->getL(),wifp->getLambda());

裡面有個重要引數是“CSThresh"。什麼是CSThresh?

  •  RXThresh_ is the reception threshold. If the received signal strength is greater than this threshold, the packet can be successfully received.
  •  CSThresh_ is the carrier sensing threshold. If received signal strength is greater than this threshold, the packet transmission can be

sensed. However, the packet cannot bedecoded unless signal strength is greater than RXThresh_.

  •  CPThresh_ refers to the capture phenomenon. 

ns用接收功率來模擬包的接收

  • 接受功率(Pr)<偵聽閥值(CSThresh_),那麼無線網路介面將這個訊號作為噪聲而丟棄。因此,MAC 層不能檢測到這個載波。或者說,對於MAC 層而言,這個訊號是不存在的。
  • 偵聽閥值(CSThresh_)<偵聽閥值(Pr)<接收閥值(RXThresh_) ,  則能感應到包但不能解析包。無線網路介面將這個訊號標記為錯誤訊號,然後上傳給MAC 層進行處理。對於MAC 層而言,該訊號可以被檢測到,但是不能被正確地解碼。因此,MAC 層將該訊號視為一個干擾噪聲。
  • 接收功率(Pr)>接收閥值(RXThresh_), 就正確接收包。無線網路介面直接將該訊號上傳給MAC 層。此時, MAC 層可以對該訊號進行正確地解碼,並進行相應地處理。

3.RXThresh_和CSThresh_計算

在ns-2.34/tcl/lib/ns-default.tcl中有以下內容

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# Initialize the SharedMedia interface with parameters to make
# it work like the 914MHz Lucent WaveLAN DSSS radio interface

Phy/WirelessPhy set CPThresh_ 10.0
Phy/WirelessPhy set CSThresh_ 1.559e-11 ;#550m
Phy/WirelessPhy set RXThresh_ 3.652e-10 ;#250m
Phy/WirelessPhy set bandwidth_ 2e6 ;#2Mbps
Phy/WirelessPhy set Pt_ 0.28183815 ;#傳輸功率
Phy/WirelessPhy set freq_ 914e+6
Phy/WirelessPhy set L_ 1.0

這就是ns預設的引數,在ns2.34/nsindep-utils/propagation/下有個工具 threshold工具,可以通過距離、功率等等條件算出這些引數,具體編譯過程上一篇部落格講過了。這個550前的閥值是怎麼算出來的?在終端下輸入:

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./threshold -m TwoRayGround -r 1 550

(from 行走的天馬:也可以直接用  ./threshold -m TwoRayGround 550) 

然後輸出:

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distance = 550
propagation model: TwoRayGround
 
Selected parameters:
transmit power: 0.281838
frequency: 9.14e+08
transmit antenna gain: 1
receive antenna gain: 1
system loss: 1
transmit antenna height: 1.5
receive antenna height: 1.5
 
Receiving threshold RXThresh_ is: 1.55924e-11

最後一行即所求的值。

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