都市環境におけるトランシーバを用いたアドホックネットワークのモデル化

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アドホックピアツーピアネットワークは、基地局などの固定インフラストラクチャが利用できない緊急事態において、信頼性の高い通信を提供できます。モバイルアドホックネットワーク (マネ) は、インフラや配線なしで接続されたモバイルデバイスの自己構成ネットワークです。これらのネットワークは独立して動作し、1つまたは複数のトランシーバで構成できます。Remcom のトランシーバの導入により、ノードがトランスミッタとレシーバの両方として機能するアドホックネットワークを簡単にセットアップおよびモデル化できます。ここで説明するシナリオは、AT&T の記事で説明されているように大まかに基づいており、 スケーラブルなアドホックワイヤレスジオキャストプロトコル。

2.154 GHz で動作している2つの従来の屋根付き基地局によってサービスされる都市部を考えてみましょう。緊急時に基地局2と現在通信している4つのストリートレベルの携帯電話ユーザーがあり、基地局2がサービス外に出る原因となっています。さらに、緊急事態の重症度により、住民は基地局2の周辺地域を避難させる必要がある (図 1)。

図 1: アドホックネットワークのシナリオの概略

 

携帯電話間のピアツーピア通信を用いたアドホックネットワークは基地局2の喪失を克服し、他の携帯電話利用者に状況を通知し、その地域を離れるように助言することができる。

このようなシナリオをシミュレートするために、Remcom は都市の幾何学と平らな地形を使用してワイヤレス InSite プロジェクトを作成し、ワシントン D.c. のデュポンサークルの一部を表し、約 700 1050 メートルの面積をカバーしました。2.154 GHz で放送される垂直半波ダイポールアンテナを備えた2つのトランスミッタが、屋根に取り付けられた基地局を表すために作られました。ストリートレベルの携帯電話は、4つのトランシーバによって表されました。Remcom の GPU アクセラレーション3D レイモデルである X3D は、最大5つの反射と1回の回折を持つパスを含むように構成されています。

図2は、両方の基地局がアクティブな場合の受信電力カバレッジを示しています。

図 2: 基地局1および2からの受電電力

 

表1に、2つのアクティブな基地局のそれぞれから4台の携帯電話への受信電力を示す。90 dBm の携帯電話の信号制限を仮定すると、携帯電話2と4は基地局1または基地局2への接続を確立することができ、一方、携帯電話1および3は基地局2との接続のみを確立することができる。

表 1: 2 つの基地局からの携帯電話の位置の受信電力。

 

ステーション2がサービスを利用しなくなると、カバレッジは次のように制限されます: "エラー!参照ソースが見つかりません。基地局1からの信号強度が低すぎるため、携帯電話1と3への接続を確立できません。しかし、携帯電話2、4は基地局1と通信するのに十分な信号強度を有しており、図3に示すように緊急情報を即時練り歩きに再放送ことができる。

図 3: 基地局2がサービスを終了した後の基地局1からの電力

 

携帯電話2は、ピアツーピア通信を通じて、これらの電話機で受信可能なメッセージを送信し、信号レベルが-54.671 dBm の携帯電話1と、53.369 dBm の信号レベルの携帯電話3に通信することができます (表 2)。

表 2: 携帯電話アドホックネットワークにおける受信電力 (dBm)

 

携帯電話1と3が信号を受信すると、彼らはまた、周囲の領域にそれを再放送。4台の携帯電話がすべてアドホックネットワークを形成し、信号を送信すると、携帯電話の送信機の貢献度は、基地局2から失われたカバレッジを構成するよりも多くなります (図 4)。

図 4: 基地局1と4つのストリートレベルの携帯電話からのカバレッジ。

 

トランシーバを使用することにより、送受信アンテナを1つの配置で簡単に同時に見つけることができます。この例では、Remcom は携帯電話用のトランシーバを使用し、モバイルアドホックネットワークをシミュレートするために携帯電話と基地局を設定するプロセスを合理化しました。

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