研究生了沒: lab9 無線網路效能分析探討(-) 隱藏節點和暴露節點問題

實驗目的:

了解什麼是隱藏節點和暴露節點
了解 RTS/CTS如何降低隱藏節點問題發生的機會,以提升系統效能 3. 了解 NS2 中無線傳輸模型和門檻的觀念

背景知識:

隱藏節點問題:

節點B在節點A和節點C傳輸範圍內的交集區域內,但是A和C都不在互相的傳輸範圍內,這時有兩個節點A,C同時想傳送資料給節點B,節點A傳送資料給B時,節點C會認為目前網路閒置,同時也會傳送資料給節點B,同時傳送給節點B的資料就會發生碰撞(Collision).

這種因傳送距離而發生的誤判的問題稱為隱藏節點問題(Hidden Terminal Problem).

降低隱藏節點問題

當Tx在送出資料前先發送一個控制封包 (Request to Send),告知Tx傳送範圍內的所有節點不要有任何傳輸的動作,而Rx如果目前是空閒的,則回應一個Clear to Send 封包告訴Tx可以開始傳送料,如此一來就可以降低隱藏節點的問題,但是並不能完全解決!

暴露節點問題

Tx:C 要傳送資料給D時,發現(聽到)傳輸範圍內的B正在傳送資料給A(C是B的暴露節點),Tx:C就會延遲傳送,但這種延遲是不必要的,因為B傳送資料給A與C傳送資料給D並不衝突,因此這種因為聽到傳輸範圍內有節點在傳輸,而延遲傳輸就是暴露節點的問題
使用RTS/CTS
我們可能想到使用RTS/CTS,當C聽到B送出的RTS,但卻沒聽到相對應的CTS,那麼不就可以推論出C是自己是暴露節點了嗎?!所以C可以同時傳送資料出去,但在這種情況下,如果是別人傳送資料給C,那麼就可能預B傳送的資料發生碰撞,所以使用RTS/CTS並不能解決暴露節點的問題
傳輸模型及門檻
NS2實做了一些傳輸模型:

Free Space 是最理想的傳輸模型(檔案在~/ns-2.29/mobile/propagation.h & propagation.cc)

Two Ray Ground 除了考慮直線 path loss也考慮地面反射(reflection of ground)
(檔案在~/ns-2.29/mobile/tworayground.h & tworayground.cc)

Shadowing 是用來模擬Tx到Rx中間有障礙物時對傳送訊號的影響,常用於indoor
(檔案在~/ns-2.29/mobile/shadowing.h & shadowing.cc)

關於"門檻",NS2主要利用訊號強度門檻(Threshold)方式,判斷封包是否成功收到
NS2設定一個訊號偵測(Carrier Sense)的門檻CSThresh_ ,決定封包是否能被Rx偵測出來 (於PHY Module)
NS2會設定另一個RxThresh_ ,用來判斷封包是否能被Rx所接收 (於MAC)

(檔案在~/ns-2.29/mobile/wireless-phy.h & wireless-phy.cc)

開始實驗步驟

STEP1.

ns2提供一個小工具程式threshold.cc(在ns-allinone-2.29/ns-2.29/indep-utils/propagation)，他可以藉由輸入想要使用的傳輸模型和有效傳輸距離，而輸出相對應的參數值

用g++編譯它