無線網路封包模型

實驗目的:

1. 介紹無線網路的封包傳輸遺失模型

2.了解群體廣播(multicast) and 單點廣播(unicast) 的傳輸模式對於封包傳輸遺失機率的影響

背景知識 :

封包在傳輸時, 封包遺失的原因有兩個

• 擁塞遺失(congestion loss) : 網路擁塞,queue緩衝空間不足, 而將部分封包丟棄
• 無線遺失(wireless loss) : channel 受外界影響造成訊號衰減或干擾,造成封包遺失

對於無線傳輸遺失而言,根據資料遺失的分佈現象可分成兩種

• 分散式遺失(distributed loss) :遺失分佈情形 分散且平均 常用隨機統一模型(random uniform model)表示
• 連續性遺失(burst loss) : 遺失現象以連續性居多 常用Gilbert-Elliott模型(GE model)表示

接著討論multicast 與 unicast 兩種無線傳輸模式

• multicast : 封包遺失,Tx不會重新傳送,網路使用者所感受的傳送遺失機率(application-level packet loss rate)會與網路底層(physical-level packet loss rate)有相同的P
• unicast : 封包遺失,Tx利用重傳機制重新傳送封包,網路使用者所感受的傳送遺失機率當然就不會與網路底成的不同了,為了避免一直重傳而造成的傳輸延遲,我們會設定最大重傳次數N
  

接下來要用NS2模擬的環境,因為考慮到傳輸過程會因為碰撞或是訊號不在接收範圍內等錯誤,所以作者修改了mac目錄下的wireless-phy.cc,加上了random uniform model,以期達到真實狀態,需要注意的是,如果傳輸模型屬於雙向傳輸,那麼不僅接收端要加上無線遺失模型,傳送端也要

實驗步驟

執行lab5.tcl

(情境一)

使用 random uniform model (Pg = 0.1 , loss_model = 0) 和multicast 傳送(comm_type = 0)

執行結果:

我們得到兩個紀錄檔

傳送記錄檔(rd)

接收記錄檔(sd)

由此可知封包遺失率 = (12351-11124)/12351 = 0.099

趨近於預設的網路底層封包遺失率0.1

這說明了當 multicast傳送時 ,網路使用者所感受的傳送遺失機率(application-level packet loss rate)會與網路底層(physical-level packet loss rate)有相同的P

(情境二)

使用 random uniform model (Pg = 0.4 , loss_model = 0) 和unicast 傳送(comm_type = 1)

執行結果:
我們得到兩個紀錄檔

傳送記錄檔(sd)

接收記錄檔(rd)

由此可知封包遺失率 = (12351-12061)/12351 = 0.0234
趨近於預設的網路底層封包遺失率0.4的4次方

這說明了當 multicast傳送時 ,網路使用者所感受的傳送遺失機率(application-level packet loss rate)大約為網路底層(physical-level packet loss rate)設定的遺失率的4次方

(情境三)
使用 GE model (Pgg = 0.96 , Pbb = 0.94 , Pg = 0.001 , Pb = 0.05, loss_model = 1) 和multicast 傳送(comm_type = 0)

執行結果:

我們得到兩個紀錄檔

傳送記錄檔(sd)

接收記錄檔(rd)

由此可知封包遺失率 = (12351-12118)/12351 = 0.0188

趨近於理論值 0.01*(1-0.94) + 0.05*(1-0.96) / ( (1-0.96) + (1-0.94) ) = 0.0206