Artigo

VALIDAÇÃO DO SIMULADOR PARA REDES SEM FIO USANDO WOLFRAM MATHEMATICA - MÓDULO SIMULADOR DE EVENTOS

SOARES, Hugo Aguiar De Souza Nicolli1; PELLENZ, Marcelo Eduardo3; CARVALHO, José Augusto Da Silva De3; JAMHOUR, Edgard2;

Resumo

Introdução:Este trabalho contribui para o desenvolvimento e validação de uma ferramenta inovadora para o planejamento ótimo e a previsão de desempenho de redes de comunicação sem fio utilizando a tecnologia Wolfram Mathematica. Esta ferramenta está sendo desenvolvida pelo grupo de pesquisa de redes e de telecomunicações do PPGIA (Programa de Pós-Graduação em Informática) da PUCPR. A ferramenta é composta de dois módulos principais: o módulo analítico que utiliza modelos matemáticos para previsão do comportamento da rede e um módulo de simulação baseada em eventos que permite desenvolver e testar o desempenho de protocolos de comunicação.

Objetivo:O objetivo deste projeto de pesquisa é validar o módulo de simulação baseado em eventos da ferramenta. A validação é feita comparando-se os resultados obtidos com a ferramenta e os resultados obtidos com simuladores de rede comumente usados em trabalhos científicos, como o NS-2.

Metodologia:O método de validação consiste em executar simulações idênticas na ferramenta proposta e no NS-2. As condições de simulação definem o posicionamento dos nós, o nível de potência dos rádios e as rotas de comunicação entre os nós da rede. Inclui também fluxos de dados que são transmitidos entre os nós da rede. Os níveis de perdas de pacotes previstos pelos dois ambientes são comparados e espera-se que apresentem resultados similares. Em redes sem fio perdas de pacotes tem duas causas principais: má qualidade dos enlaces de rádio e excesso de contenção, isto é, os fluxos de dados excedem a capacidade da rede. Assim, a comparação da perda de pacotes permite validar o modelo de canal físico e também a o funcionamento da camada MAC.

Resultados:Este projeto alcançou como resultado a integração entre o NS-2 e o ambiente Wolfram Mathematica. O NS-2 gera como resultado relatórios com todos os eventos de comunicação ordenados temporalmente. Um evento corresponde ao envio de um pacote, o recebimento de um pacote, o descarte de um pacote por excesso de contenção ou por má qualidade da recepção. Esses eventos são gerados de forma independente para cada nó, o que dificulta muito a análise de desempenho da rede. Através da integração com o ambiente Wolfram Mathematica foi possível processar esses relatórios de forma automática, gerando gráficos de desempenho de fácil interpretação.

Conclusões:Os resultados obtidos pela ferramenta proposta e o NS-2 formam muito similares. Contudo, o NS-2 adota diversas simplificações nos modelos de canal. A ferramenta proposta usa uma abordagem mais realista. Diversos recursos de modelagem de canal, como esvanecimento e interferência aditiva tiveram que ser desabilitados na ferramenta proposta para que a comparação com o NS-2 pudesse ser realizada.

Palavras-chave:Comunicação sem fio. Redes de sensores. IoT. Simulação.

Legendas

    1. Estudante
    2. Orientador
    3. Colaborador