4.2.3 Valutazione delle prestazioni del livello MAC adattativo per reti veicolari Speaker Giacomo Verticale Politecnico di Milano Gruppo reti di telecomunicazioni.

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1 4.2.3 Valutazione delle prestazioni del livello MAC adattativo per reti veicolari Speaker Giacomo Verticale Politecnico di Milano Gruppo reti di telecomunicazioni - Politecnico di Milano Milano 17 novembre 2004

2 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Outline  Introduzione  Il canale radio  Il Vehicular Medium Access Control (VMAC)  Risultati simulativi  Conclusioni

3 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Introduzione  Nelle reti wireless ad-hoc veicolari i nodi mobili hanno grande velocità e le relazioni di vicinanza tra i nodi cambiano molto rapidamente, soprattutto se la copertura è piccola.  I protocolli basati su CSMA/CA (tipicamente IEEE 802.11) hanno prestazioni scadenti.  I protocolli di tipo TDMA sono più adatti per il trasporto del traffico real-time perché assegnano ad ogni utente un canale ed il tempo di accesso è prevedibile  A causa del processo di nascita/morte degli utenti e della mobilità, i nodi che utilizzano lo stesso canale possono “collidere”  Compito del MAC è gestire intelligentemente le collisioni

4 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Il canale radio – Modello di propagazione Un dominio utente è una circonferenza di raggio R. Le trasmissioni entro un dominio sono affidabili. Le trasmissioni contemporanee in un dominio collidono al ricevitore e sono perse. Dominio utente

5 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Il canale radio – Il livello fisico  Il livello fisico è basato sullo standard di livello fisico UTRA-TDD (UMTS Terrestrial Radio Access – Time Division Duplex) lavora su una banda di 5 MHz usa trame di 10 ms con 15 time slot richiede sincronizzazione globale di slot (p.e. usando il GPS)  Il MAC per reti ad-hoc usa una multitrama di 3 trame in ogni multitrama ci sono 42 slot per i dati la velocità di slot è di 85 kb/s

6 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Il canale radio – Le collisioni  Collisioni semplici: il mobile riceve due o più segnali nello stesso slot  Collisioni mutue: il mobile trasmette sullo stesso slot di un vicino

7 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Il MAC – Segnalazione  Ogni utente collegato alla rete ha uno slot che utilizza per trasmettere dati e segnalazione, cioè lo stato degli slot della trama precedente come visto dal mobile Classificazione locale Bitmap di livello fisico (PBM) Bitmap di collisione (CBM) Idle Not collided EngagedBusyNot collided CollidedBusyCollided Classificazione locale dello slot i

8 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Il MAC – Bitmap di segnalazione Bitmap trasmesse da A

9 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Il MAC – Classificazione operativa  Leggendo le bitmap dei vicini ogni nodo elabora la classificazione operativa Classificazione locale Bitmap dei vicini Classificazione operativa idle1+ collidedcollided idle1+ engaged, tutti gli altri idlehidden idletutti idleavailable engaged1+ collidedcollided engagedtutti idle or engagedengaged collidedqualunquecollided Classificazione operativa dello slot i

10 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Il MAC – Gestione delle collisioni  Fase di accesso l’utente sceglie casualmente uno slot i tra tutti quelli classificati available e comincia a trasmettere  Fase di trasmissione se un vicino segnala lo slot i come collided il mobile attiva un timer casuale T 2 quando T 2 si esaurisce, se lo slot i è ancora segnalato come collided, il mobile rilascia il canale e prova ad ottenere un nuovo slot

11 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Risultati delle simulazioni  We evaluate the following: carried traffic fraction of isolated users mean access delay average time that the service is not available  We analyze both stationary and moving users

12 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Risultati delle simulazioni – Modello del sistema  Topologia toroidale con lato 10 km  Raggio del dominio d’utente: 800 m  Vita di un utente esponenziale con media 120 s  Movimento dei mobili rettilineo uniforme con velocità costante  Densità di utenti variabile tra 0 e 20 utenti/km 2

13 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Risultati delle simulazioni – Traffico smaltito

14 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Risultati delle simulazioni – Utenti serviti senza collisioni

15 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Numero medio di collisioni per utente

16 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Risultati delle simulazioni – Tempo medio per risolvere la collisione

17 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Risultati delle simulazioni – Tempo totale di assenza del canale

18 4.2.3 Livello MAC adattativo per reti veicolari Conclusioni  VMAC è un componente necessario per una architettura per il trasporto di voce a pacchetto su rete ad-hoc  VMAC offre: bassa percentuale di utenti bloccati o espulsi brevi periodi di disconnessione dopo ogni collisione che possono essere recuperati bufferizzando tempo totale di disconnessione breve anche se ci sono molte collisioni durante ogni chiamata