无线网络封包传输遗失

十A 路封包傅翰遗失模型蜘目的1. 介路之封包僖输遣失模型。2. 瞭解群髓腐播(Multicast澳罩黑占僖播(Unicast)之僖输模式封於封包僖输遣失檄率之影警。背景知路之封包僖输遣失模型一般来，富封包资料在路上僖输畤，畲畿生封包遣失的原因大致上 有丽固：捶塞遣失(congestion loss澳照富泉遣失(wireless loss)。前者畿生的原因主 要是富路上的资料僖输量遏大，毒致路言殳偷僖送虔理不及，使得言殳偷中的彳宁 列(queue)ffi空不足，而必硝将部分的封包资料丢；由於是彳重行舄就如同焉 路塞事一般，因此塞遣失。彳爰者畿生的主要原因是因SM路的僖输通 道(channel)本身受到外界的影警而造成号虎衰)成或干凰由於是些影警因子都是 跟MWffi相辱乱所以是些因素所造成的封包遣失BSMa失。由於本害的重 心是在介矣召M路，所以此罩元中主要探言寸的是M失的现象。莹寸於Mwaa失而言，可以根撮其资料遣失的分怖现象而分成ws型： 分散式遣失(distributed loss)和速御生遣失(burst loss)。富封包遣失的分怖情形是 相富分散且平均，剧屠於第一S型，如圄一(a)所示；反之，如果畿生遣失的 现象都是以速性的居多，即一畿生遣失就M失好畿侗封包，剧屠於第二彳重 型，如B-(b)所示。(a)分胖式追失XXXXX(b) W性失XXXXX圈一：封包遣失之型。以文研究来志兑，通常畲使用敷孥模型来描述路的行舄，在此富中，随檄 统一模型(random uniformmodel)是常见被用来作舄分散式遣失的模型，而Gilbert-Ell模型(GE model)1,2剧是被用来作舄性遣失的模型。在M 一模型中，因舄资料是以随檄分散的方式遣失，所以使用到的参敷是：平均遣失 檄率(a)，Bfi代表资料在Wffi程中的平均遣失率。在GE模型中，如圈二 所示，富僖输通道(channel於“好(Good)”的状熊G)，畿生封包遣失的檄率舄PG，富僖输通道虔於“襄(Bad”的状熊(B)，畿生封包遣失的檄率舄PB； PGB代表 僖输通道的状熊雀好燮成七襄的檄率，而PBG剧正好相反。在穗熊(steady st的情形之下僖输通道虔於“好(Good)”的状熊和“襄(Bad”的状熊(B)的檄率分别PGBPbgPbg+PgbPBG + PGB因此空寸GE模型而言，整髓的平均封包遣失率舄:Paverage=% 兀 g + PBK B(1)二: Gilbert-Elliott通道模型状熊圈。照富泉路之僖输模式：Multicast典Unicast在M路中，不同的僖输模式之下，空寸於遣失封包的虔理方式不同，而是 将畲造成不同的封包遣失檄率。例如，富封包是藉由群髓腐播Multicast)的方式 僖送，如果封包在僖送中畿失遣失，剧僖送端亚不畲重新僖送遣失封包，而是直 接僖送下一侗封包；在是彳重情形之下，别罔路使用者所感受到的僖送遣失檄率 (application-level packet loss rate)将畲和别罔路底H(physical-level packet loss rate) 有相同(p)。另一方面，如果封包所僖送的方式是罩黑占僖播(Unicast)，剧路使用 者所感受到的僖送遣失檄率将畲和底H的不同；因舄在此僖送方式之下，畿送端 畲利用重僖檄制(Retransmission)来逵行遣失封包回彳复的重力作，直到碓定封包已 被接收端所接收。然而，舄了避免一直重僖遣失封包而造成重的端空寸端僖输延 理(End-to-End delay)，必?言殳定封包最大僖送次青攵(Maximum transmission time)， 富同一侗封包被僖送的次敷到建最大值畤，僖送端即畲将此封包才舍不僖，以 避免造成彳爰封包之重延理现象。也就是因舄有了重僖的檄制，使得僖送遣失 檄率可以降低。假殳每侗封包最大僖送次敷舄N，且MAC H的僖送遣失檄率舄 p，剧封包被接收端所正碓接收到的檄率舄：Pcorrecti=1相莹寸的，接收端的雁用屑所感受到的僖送遣失檄率将畲是PeffectivepN在原本的NS2 M路架横中，封包雀僖送端送出，若是没有畿生碰撞且 接送端在接送号虎允的簸圉内，剧接收端一定可以成功地收到封包。在此假言殳 下，是没有考mwffi程封包畿生会最吴的情形，所以者修改了 mac目导录下的 wireless-phy.cc僵三），加上了随檄统一模型典道性遣失模型用来模摄封包雀 僖送端到接收端的Wffi程中可能畿生的导最吴情形。是遑要青者特别留意，由 於僖输遣失模型只有作在接收端，所以若是屠於燮向僖输（如TCP）的有舌，也要 在僖送端加上M失模型。富者在殳言十此fflM失模型畤，提供了一角且参敷，羞襄使用者可以在TCL 中殳定想要的封包遣失率Bffi分别舄PGG、PBB、PG、PB、LOSS_MODEL ， 富使用者想要使用随檄统一模型畤，只要把想要的封包移失率指定幻PG，其他 的参敷值殳舄零即可；若是想要使用GE模型畤，把LOSS_MODEL殳舄1，而 其他参敷就看使用者的殳定（PGG, PBB，PGB，PBG的蒯系如下:PGG= 1-PGB;PBB= 1-PBG)。Sender(BS/MH)Receiver(BS/MH)Add Error model圈三在NS2中作MWffi#失模型在BfiSK中，畲有一侗有富泉路筋黑&僖送CBR封包，透遏基地台僖送 资料到M路筋黑占。富在照富泉路僖输CBR封包畤，可使用unicasW送或者 是multicast而僖输遏程中，所畿生的封包遣失模型，可使用随檄统一模型或者 是GE模型，其相的参敷言殳定参考下面的操作遏程。TCL 程式碣。(book/lab18/lab18.tcl)罔路的拓模#有富泉窝罔路筋黑占基地台)M%泉窝罔路筋黑占#殳定模我舔吉束畤冏set opt(stop) 250#殳定base stati的!攵目set opt(num_FA) 1#取使用者殳定的参敷proc getopt argc argv global optlappend optlist nnfor set i 0 $i $argc incr i set opt($i) lindex $argv $igetopt $argc $argvset pGG $opt(0)set pBB $opt(1)set pG $opt(2)set pB $opt(3)set loss_mode$opt(4)#comm_type是用来殳定富封包逵入M泉窝罔路8寺，要用unicas是multicast送#0:multicast, 1:unicastset comm type $opt(5)#走生一侗模摄的物件 set ns_ new Simulator卷殳定最多重傅次敷Mac/802_11 set LongRetryLimit_4#若模摄的璞境，是罩,楠的有富泉路，或MH路，定址的方是使用fla即可(defau定) #但是若包含了有富泉路和M泉H路,刖就需要使用hierarchial addre的方式定址 $ns_ node-config -addressType hierarchical卷殳定有两侗domain第-fi domain是有泉H路，第二侗是M泉H路) AddrParams set domain_num_ 2#每侗 domain各有一fi clustegfi domain只包含一fi子H路) lappend cluster_num 1 1AddrParams set cluster_num_ $cluster_num#而在第一fi domain其第一fi cluster，只有一fi有泉H路筋黑占#而在地二fi domain其第一侗cluste中,有两fiM泉H路筋黑&基地台算M泉筋黑占 lappend eilastlevel 1 2AddrParams set nodes_num_ $eilastlevel卷殳定言*豺f，把模摄遏程都言*录下来 set tracefd open test.tr w$ns_ trace-all $tracefd卷殳定mobile ho的fi敷 set opt(nnn) 1# 拓模的H 100m x 100m set topo new Topography $topo load_flatgrid 100 100#create god#create-g要言殳定基地台fi敷+mobile hosfi敷 set god_ create-god expr $opt(nnn)+$opt(num_FA)#有泉筋黑占的位址#因舄此筋黑占是屠於第一侗domain第-fi cluste中的第一fiffiS, #所以位址舄0.0.0彳能0始算起） set W（0） $ns_ node 0.0.0# create channelset chan_ new Channel/WirelessChannel卷殳定ffiS参敷$ns_ node-config -mobilelP ON -adhocRouting NOAH -llType LL -macType Mac/802_11 -ifqType Queue/DropTail/PriQueue -ifqLen 2000 -antType Antenna/OmniAntenna -propType Propagation/TwoRayGround -phyType Phy/WirelessPhy -channel $chan_ -topoinstance $topo -wiredRouting ON -agentTrace ON -routerTrace ON -macTrace ON卷殳定基地台ffiS#基地台是屠於第二fi domain第-fi cluster的第一fiffiS#所以其位址舄1.0.0彳俎0 始）set HA $ns_ node 1.0.0#set HAnetif_ $HA set netif_（0）#$HAnetif_ set-error-level $pGG $pBB $pG $pB $loss_model卷殳定 mobile hos的#不需要wired routigU把此功能off$ns_ node-config -wiredRouting OFF#Mobile ho是屠於第二侗 domain第-fi cluster的第二fiffiS #所以其位址舄1.0咐0始）set MH（0） $ns node 1.0.1卷殳定MH(0)的physical la存取黑占set MHnetif_(0) $MH(0) set netif_(0)#在接收端的 Physical lag定 packet error 和atacket error model$MHnetif_(0) set-error-level $pGG $pBB $pG $pB $loss_model#把此mobile hos跟前面的基地台做速条吉$MH(0) set regagent_ set home_agent_ AddrParams addr2id $HA node-addr卷殳定基地台的位置在(100.0, 100.0)$HA set X_ 100.0$HA set Y_ 100.0$HA set Z_ 0.0卷殳定mobile ho的位置在(80.0, 80.0)$MH(0) set X_ 80.0$MH(0) set Y_ 80.0$MH(0) set Z_ 0.0#在有富泉筋黑占和基地台之冏建立一中条速富泉$ns_ duplex-link $W(0) $HA 10Mb 10ms DropTail$ns_ at $opt(stop).1 ”$MH(0) reset;$ns_ at $opt(stop).0001 ”$W(0) reset#建立一彳固 CBR 的雁用程式(wired node base station)set udp0 new Agent/mUDP$udp0 set_filename sd$ns_ attach-agent $W(0) $udp0$udp0 set packetSize_ 1000set cbr0 new Application/Traffic/CBR$cbr0 attach-agent $udp0$cbr0 set rate_ 500kb$cbr0 set packetSize_ 1000set null0 new Agent/mUdpSink$null0 set_filename rd$MH(0) attach $null0 3#富基地台收到cbr封包8寺，可以根撮使用者言殳定以unicast或 multicast 捶事送封包到mobile hostset forwarder_ $HAet forwarder.puts $forwarder_ port$ns_ connect $udp0 $forwarder_$forwarder_ dst-addr AddrParams addr2id $MH(0) node-addr$forwarder_ comm-type $comm_type#在2.4秒KJS始送出cbr封包$ns_ at 2.4 ”$cbr0 start曜200.0秒8寺，停止傅送$ns_ at 200.0 ”$cbr0 stop”$ns_ at $opt(stop).0002 stop ”$ns_ at $opt(stop).0003s_ halt#言殳定一侗stop的程序proc stop global ns_ tracefd抑蚩close $tracefd#幸丸行模摄$ns run情境一：使用I彳蜿充一模型(PG=0.1, loss_model和0multica：sS送(comm_type=0)幸丸行方法$ns lab18.tcl 0 0 0.1 0 0 0结果明模簌吉束彳爰，畲走生T固僖送言*耕蚩sd和T固接收言*耕蚩rd雀sd案中我仍可以得知共有12351侗封包被送出，雀rd稽案中我仍可以得知共有11124侗封包被接收，所以封包遣失率舄(12351-11124)/12351=0. 09囿固值跟所 言殳定的路底屑封包遣失率0.1很接近，是也同畤H就登了富封包只有multicast 送畤,路使用者所感受到的僖送遣失檄率将畲和别罔路底屑有相同的封包遣失檄 率。情境二：使用 I彳蜿充一模型(PG=0.4, loss_model和OUnicas 僖送(comm_type=1) 幸丸行方法$ns lab18.tcl 0 0 0.4 0 0 1结果明：模摄结束彳爰，畲走生一侗僖送言*耕蚩sd和一侗接收言*耕富rd雀sd 案中我仍可以得知共有12351侗封包被送出，雀rd稽案中我仍可以得知共有 12061侗封包被接收，所以封包遣失率舄(12351-12061)/12351=0.0，23是侗值跟 0.4的四次方0.0256很接近，同畤也明了若是使用unicasWffi，路使用者所 感受到的僖送遣失檄率大的是别罔路底屑所殳定的遣失率的四次方其中四次方指 的是最多重僖的次敷因舄予院殳的RTSThreshold舄0,每侗封包一定畲大於0,所 以重僖次宴攵就由LongRetryLimi所控制，其予弟殳值舄4)。情境三：使用 GE 模型(PGG=0.96, PBB=0.94, PG=0.001, PB=0.05, loss_moel=1) multicast送 (comm_type=0)幸丸行方法$ns lab18.tcl 0.96 0.94 0.001 0.05 1 0结果明疑结束彳爰，畲走生一侗t送言*耕蚩sd和一侗接收言*耕蚩rd雀sd稽 案中我仍可以得知共有12351固封包被送出rdtt案中我仍可以得知共有12118 侗封包被接收，所以封包遣失率舄(12351-12118)/12351=0.018透侗值跟理值 0.01*(1-0.94)+0.05*(1-0.96)/(1-0.96) + (1-0.94)很接近06如果将”最大僖送次敷(N)”修改舄2,富MAC屑的遣失檄率(p)舄0.05、0.1、0.5,剧雁用屑所察到的封包遣失率舄多少？琴考资料1 J.P.Ebert, A.Willig, A Gilbert-Elliot Bit Error Model and the Efficient Use in Packet Level Simulation, Technical Repoert, TKN-99-002, Technical University of Berlin, March 1999.2 H.S. Wand, N. Moayeri. Finite state morkov channel - a useful model for radio communication channel. IEEE Transaction on Vehicular Technology, 44(1):163-171, February 1995.