Estudio de modelos de movimiento en interiores para aplicación en entornos WLAN

TRABAJO FINAL DE CARRERA
TÍTULO DEL TFC: Es udio de modelos de mo imien o en in e io es pa a
aplicación en en o nos WLAN
TITULACIÓN: Ingenie ía Técnica de Telecomunicaciones, especialidad
Sis emas de Telecomunicaciones
AUTOR: Al onso Roldán B a o
DIRECTOR: En ica Vale ia Zola
FECHA: 14 diciemb e de 2007
Tí ulo: Es udio de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en
en o nos WLAN
Au o : Al onso Roldán B a o
Di ec o : En ica Vale ia Zola
Fecha: 14 de diciemb e de 2007
Resumen
El pa ón de mo imien o de los usua ios juega un papel impo an e en el
análisis de las edes mó iles e inalámb icas, po ejemplo, en el análisis de
algo i mos y p o ocolos en edes wi eless de á ea local (WLAN). Pa a desc ibi
es os pa ones se u ilizan los modelos de mo imien o, que in en an emula de
o ma ealis a los mo imien os p oducidos po los usua ios.
En es e abajo se pueden encon a los da os eó icos y las ca ac e ís icas de
los modelos de mo imien o, las ins ucciones que se han seguido pa a ealiza
odas las p uebas y los esul ados ob enidos de las di e en es simulaciones.
El es udio se cen a en los dis in os modelos de mo imien o pa a in e io es
bajo di e en es en o nos WLAN.
En cada escena io se ha ealizado una compa a i a de los hando e s que se
p oducen aplicando los di e en es modelos de mo imien o. Pa a ob ene los
esul ados se han ealizado las simulaciones median e el simulado Ne wo k
Simula o 2.
Median e los esul ados ob enidos emos que el modelo que p o oca más
hando e s en los escena ios simulados es el modelo Random Walk.
Palab as cla e: modelos de mo imien o, NS-2, WLAN.
Ti le: E alua ion o indoo mobili y models in WLAN en i onmen s
Au ho : Al onso Roldán B a o
Di ec o : En ica Vale ia Zola
Da e: Decembe , 14 h 2007
O e iew
The use s´ mo emen pa e n plays an impo an ole in he analysis o mobile
and wi eless ne wo ks, o example, in analysis o algo i hms and p o ocols in
wi eless local a ea ne wo ks (WLAN). The mobili y models a e used o
desc ibe hese pa e ns, hey y o emula e as eal he mo emen s p oduced
by use s.
In his wo k is possible o ind heo e ic da es and cha ac e is ics o he mobili y
models, he ins uc ions ollowed o ealize all p o es and he esul s ob ained
in he di e en simula ions.
This s udy is cen ed in di e en indoo mobili y models unde di e en
scena io WLAN.
One compa a i e o hando e s p oduced has been analysed in each scena io
by di e en mobili y models. The esul s ha e been ob ained using he Ne wo k
Simula o 2.
In he end, he esul s shown ha he model which makes mo e hando e s is
he Random Walk model.
Key wo ds: mobili y models, Ne wo k Simula o -2, WLAN.

Dedico es e abajo a mi
amilia, mi no ia y amigos
po habe me apoyado
incondicionalmen e a lo la go
de es a e apa de mi ida.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN..........................................................................................1
CAPÍTULO 1. MODELOS DE MOVIMIENTO PARA INTERIORES.........2
1.2. Modelos de mo imien o indi iduales.....................................................................2
1.2.1. Modelo Random Walk...........................................................................................2
1.2.2. Modelo Random Waypoin ...................................................................................4
1.2.3. Modelo Random Di ec ion....................................................................................5
1.2.4. Modelo A Boundless Simula ion A ea..................................................................6
1.2.5. Modelo Gauss-Ma ko ..........................................................................................7
1.2.6. Ve sión de p obabilidad del modelo Random Walk ............................................9
CAPÍTULO 2. NETWORK SIMULATOR 2...............................................11
2.1. Simulación ................................................................................................................11
2.1.1. Casos en los que se debe simula .....................................................................11
2.1.2. Ven ajas y des en ajas de la simulación...........................................................12
2.1.3. Elección del simulado ........................................................................................14
2.2. Simulado NS-2....................................................................................................14
2.2.1. Ins alación de NS-2.............................................................................................16
2.2.2. Funcionamien o de NS-2....................................................................................18
2.2.3. Ven ajas y des en ajas del simulado NS-2......................................................19
2.2.3.1. Ven ajas........................................................................................................19
2.2.3.2. Des en ajas .................................................................................................20
2.2.4. He amien a NAM del NS-2................................................................................20
2.3. Gene ación de iche os de mo imien o en NS-2................................................21
2.3.1. Modelo Random Walk.........................................................................................22
2.3.2. Modelo Random Waypoin .................................................................................22
2.3.3. Modelo Gauss Ma ko ........................................................................................22
2.4. Ejemplos de sc ip TCL.......................................................................................23
6 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
Fig. 1.5 Mo imien o de un nodo usando el modelo Random Di ec ion [1]
Una pequeña a iación del modelo Random Di ec ion se ía el modelo Modi ied
Random Di ec ion. En es a e sión, el nodo con inúa eligiendo di ecciones al
aza pe o no es o zado a llega has a el lími e del á ea de simulación an es de
pa a y cambia de di ección.
1.2.4. Modelo A Boundless Simula ion A ea
En es e modelo de mo ilidad hay una elación en e la di ección y elocidad
del eco ido an e io con la di ección y elocidad del ac ual. La elocidad y la
posición de los nodos son ac ualizadas cada inc emen o de iempo Δ según
las ó mulas siguien es:
(1.1)
(1.2)
(1.3)
(1.4)
Donde es la máxima elocidad de inida en la simulación, Δ es la a iación
de la elocidad de inida en e , es la acele ación
máxima del MN, Δθ es el cambio de di ección de inido en e y
es el máximo cambio angula en la di ección que puede su i un nodo. La
ca ac e ís ica p incipal de es e modelo de mo ilidad es que no hay ningún
lími e en el á ea de simulación.
En el modelo de mo imien o Boundless Simula ion A ea, cuando un nodo
alcanza un lado del á ea de simulación con inúa su eco ido y eapa ece en el
lado opues o del á ea de simulación. Es a écnica pe mi e ans o ma el á ea
de es udio en un o oide cilínd ico pe mi iendo que un nodo se mue a sin
encon a ningún obs áculo como se obse a en la igu a 1.6 [4]
()
(
)
[
]
{
}
max
,maxmin V
Δ
+
=
Δ+
(
)
(
)
θ
θ
θ
Δ
+
=
Δ
+
()
)(cos*)()( x x
θ
+
=
Δ+
()
)(*)()( ses y y
θ
+
=
Δ
+

Modelos de mo imien o pa a in e io es 7
Fig.1.6 Á ea de simulación ec angula ans o mada en un á ea o oide
cilínd ico sin lími es [1]
La igu a 1.7 mues a el mo imien o de un nodo con el modelo A Boundless
Simula ion A ea. El MN comienza en el cen o del á ea de la simulación y se
mue e du an e 500 s. Los iángulos en la igu a ilus an cuando el MN alcanza
un lími e y los pun os ilus an donde eapa ece el MN.
Fig. 1.7 Mo imien o de un nodo usando el modelo A Boundless Simula ion
A ea [1]
1.2.5. Modelo Gauss-Ma ko
El modelo de mo ilidad Gauss-Ma ko ue diseñado pa a adap a se a di e sos
ni eles de la alea o iedad median e un pa áme o llamado uning pa ame e .
A cada nodo se le asigna inicialmen e una elocidad y una di ección. Cada
cie o in e alo de iempo n se ac ualiza la elocidad y la di ección.
El alo de la elocidad y la di ección pa a cada in e alo n se calcula en base
al alo an e io y una a iable al aza median es las ecuaciones
siguien es:
8 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
(
)
1
2
11)1( −
−+−+= −n
xnn SsSS
ααα
(1.5)
(1.6)
Donde y son la nue a elocidad y di ección del MN espec i amen e en el
in e alo de iempo n, α ( uning pa ame e ) donde 0≤ α ≤1, es el pa áme o que
se u iliza pa a a ia la alea o iedad, y son las cons an es que ep esen an
el alo medio de la elocidad y la di ección. y son a iables
alea o ias con una dis ibución gaussiana.
Pa a e i a que un nodo pe manezca demasiado iempo en un bo de del á ea
de simulación, cuando és e es á p óximo se ue za a cambia de di ección.
Den o del á ea de simulación, si el MN se ace ca al lími e de echo se
cambia á la di ección a 180o, si se ace ca al lími e izquie do se cambia á la
di ección a 0o, si se ace ca al lími e supe io se cambia á a 270o, si se ace ca al
lími e in e io se cambia á la di ección a 90 o
. Cuando el MN se ace ca a las
esquinas del á ea de simulación ambién cambia a de di ección dependiendo
és a de la esquina en la que se encuen e el MN. Todo es o lo podemos e en
la igu a 1.8.
Fig. 1.8 Cambios de di ección de un nodo dependiendo del lími e al que se
ace quen [1]
(
)
1
2
11)1( −
−+−+= −n
xnn dddd
ααα
Modelos de mo imien o pa a in e io es 9
Fig. 1.9 Mo imien o de un MN usando el modelo Gauss-Ma ko [1]
La igu a 1.9 mues a el modelo de mo imien o Gauss-Ma ko en el que se
puede obse a la eliminación de las pa adas epen inas y los cambios de
di ección b uscos que podemos encon a en el modelo Random Walk. De es a
mane a se puede pasa de una elocidad a o a o de una di ección a o a de
mane a p og esi a.
1.2.6. Ve sión de p obabilidad del modelo Random Walk
Es e modelo de mo imien o de ine una ma iz pa a de e mina la siguien e
posición de un MN, ep esen ada median e es es ados posibles pa a la
posición X y es es ados posibles pa a la posición Y.
Los posibles es ados son: el es ado 0 que ep esen a la posición ac ual (x o y)
de un MN, el es ado 1 ep esen a la posición an e io (X o Y) y el es ado 2
ep esen a la posición siguien e (X o Y) si el MN sigue en la misma di ección.
La ma iz de p obabilidad a iba comen ada es la siguien e:
(1.7)
Cada P(a, b) ep esen a la p obabilidad de que un MN se mue a de un es ado
“a” a un es ado “b”. La ma iz siguien e con iene los alo es usados pa a
ealiza los mo imien os de “X” e “Y”.
(1.8)
10 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
Con es os alo es de inidos median e el diag ama de lujo de la igu a 1.10, un
MN puede mo e se en cualquie a de las cua o di ecciones (No e, Es e, Oes e
y su ). Es os alo es impiden que un MN se mue a en e las posiciones
an e io es y las pos e io es sin pasa an es po la posición ac ual. De es a
mane a se consigue una p obabilidad más al a de que el mo imien o sea al
aza y más ealis a.
Fig. 1.10 Diag ama de lujo de alo es de [1]
La igu a 1.11 mues a un MN mo iéndose usando la e sión p obabilís ica del
modelo de mo ilidad Random Walk.
Fig. 1.11 Mo imien o de un MN usando la e sión p obabilís ica del modelo
Random Walk [1]
Ne wo k Simula o 2 11
CAPÍTULO 2. NETWORK SIMULATOR 2
2.1. Simulación
La simulación es el p oceso de diseña y desa olla un modelo compu a izado
de un sis ema o p oceso y conduci expe imen os con es e modelo con el
p opósi o de en ende el compo amien o del sis ema o e alua a ias
es a egias con las cuales se puede ope a el sis ema. En nues o ámbi o se
e ie e a la o ma de modela un escena io pa a que ep esen e en la medida
de lo posible un sis ema eal.
Den o de la simulación podemos encon a di e en es usos como:
• P e e posibles e o es que se puedan p oduci en un sis ema eal,
en enamien o.
• En enamien o en di e en es campos.
• Mayo comp ensión en los sis emas implemen ados.
• Ven ajas a la ho a de oma decisiones pa a no come e e o es en
sis emas eales.
Desa olla sis emas c eando escena io eales se ía una p ác ica muy cos osa
a la ez que pelig osa en según qué campos, como po ejemplo la a iación o
au omoción. Po es e mo i o es una he amien a muy ú il pa a que los alumnos
pongan en p ác ica sus conocimien os an es de en en a se a una si uación
eal.
Median e la simulación end emos la posibilidad de ene una mayo
comp ensión de los sis emas que se es udia an en es e abajo. Pa a el ema
que nos ocupa como es la simulación de di e en es modelos de mo imien o en
edes inalámb icas exis en di e sos simulado es, en los cuales se pueden
con ola di e en es a iables pa a así simula di e en es modelos, opologías
de ed y su pos e io análisis.
Las simulaciones se u ilizan muchas eces en el ámbi o labo al, po ejemplo en
emp esas que ges ionan una ed in o má ica como he amien a de apoyo, ya
que e pe mi e oma decisiones de una o ma más segu a a la ho a de ealiza
cambios en los equipos, implan a nue os sis emas o la mejo a de la ges ión de
es os.
2.1.1. Casos en los que se debe simula
No en odos los casos es ecomendable simula aunque engamos di e en es
leguajes pa a una simulación especí ica o la capacidad de p ocesado sea muy
al a. Po ello a con inuación se expond án cuando se debe o no, hace
simulaciones.
Las simulaciones son ap opiadas en los siguien es casos:

12 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
• Cuando pe mi en expe imen a con in e acciones in e nas de un sis ema
complejo.
• Cuando pueden analiza los cambios p oducidos en un sis ema
implemen ado.
• Los esul ados analizados de la simulación en el caso de que sean
posi i os pueden se aplicados sob e el sis ema que se ha es udiado.
• Cuando los cambios en los da os de en ada puedan se i pa a
comp ende la elación en e las a iables.
• Pe mi a comp oba las posibles soluciones a un sis ema que se
plan ea on de o ma eó ica en un p incipio.
• Pe mi a de ec a y co egi posibles e o es en nue os diseños an es de
su implan ación.
• Posibilidad de de e mina las especi icaciones écnicas de un sis ema.
• La simulación pe mi a ealiza un es udio de un sis ema sin cos es ni
in e upciones.
Las simulaciones no son ap opiadas en los siguien es casos:
• Las simulaciones nunca se deben ealiza si las soluciones son de
sen ido común.
• Cuando el es udio se puede ealiza de o ma analí ica.
• Es más ácil ealiza las p uebas di ec amen e sob e los equipos.
• No se dispone de su icien e iempo pa a ealiza el es udio median e la
simulación.
• No se deben ealiza simulaciones si ello supone sob epasa el
p esupues o es ablecido.
• Cuando no disponemos de da os de en ada pa a pode analiza los
cambios en las a iables de es udio.
• Si no es posible alida la simulación una ez ealizada.
• Si es un sis ema an complejo que no es posible de ini su es uc u a en
la simulación.
2.1.2. Ven ajas y des en ajas de la simulación
La simulación es una mane a p ác ica de ob ene una es imación de los
esul ados que ob end íamos al pone en ma cha un nue o sis ema, así como
obse a de una mane a más ácil su compo amien o.
Pa a que el es udio del sis ema que se es é analizando median e la simulación
sea posi i o, los esul ados que se ob ienen en las salidas de dicha simulación
deben co esponde con los da os que se ob end ían en el sis ema eal.
A con inuación se exponen una se ie de en ajas y des en ajas a la ho a de
ealiza cualquie simulación. Las p incipales en ajas son:
• La simulación pe mi e analiza g andes p oblemas complejos que no se
pueden esol e de o ma analí ica.
Ne wo k Simula o 2 13
• Pe mi e es udia los e ec os in e ac i os de los componen es indi iduales
o a iables pa a de e mina las más impo an es.
• Pe mi e inclui posibles complicaciones de un sis ema eal que no son
e aluadas en un p incipio po la simulación.
• La simulación pe mi e expe imen a y oma decisiones sin es a en
con ac o di ec o con el sis ema eal.
• Analiza los esul ados ob enidos du an e un año al ealiza alguna
modi icación en cualquie equipo no es muy p ác ico, po lo que la mejo
al e na i a se ía ealiza es e mismo análisis median e la simulación en
mucho menos iempo.
• U iliza écnicas analí icas equie en expe iencia ma emá ica an o pa a
u iliza las como pa a comp ende las. Median e una simulación se
pueden analiza los esul ados de o ma más in ui i a y sin necesidad de
u iliza excesi as écnicas ma emá icas.
• A la ho a de ealiza el diseño de un nue o sis ema es muy ú il
esponde a la p egun a ¿Qué pasa ía si….? Median e una simulación.
• Ayuda a comp ende el uncionamien o del sis ema, no como se c ee
que unciona.
• Realiza simulaciones pa a esponde ¿Qué debo hace ? O ¿Cómo
debo hace lo? an e una si uación compleja.
• Pe mi e analiza donde se encuen an los cuellos de bo ella y
de e mina donde se pa an los p ocesos.
Las p incipales des en ajas de la simulación son:
• Los alo es inales que se ob ienen al ealiza una simulación son solo
es imaciones de los alo es eales del sis ema analizado.
• Pa a da más exac i ud a las es imaciones ob enidas se debe ía epe i
un g an núme o de eces la simulación, que epe cu e en una g an
disponibilidad de iempo y g an capacidad de p ocesado po pa e de los
equipos.
• Cada simulación equie e un diseño especializado ya que no se puede
segui un pa ón común. Se debe emplea un iempo ele ado y
expe iencia pa a desa ollo y p og amación del diseño aunque exis an
paque es de so wa e especializado.
• Los esul ados que se ob ienen a la salida de la simulación son
p incipalmen e alea o ios que dependen de las a iables de en ada, es
di ícil sabe si dependen la elación de las a iables son alea o ios.
• Simula un nue o sis ema puede se una a ea cos osa. A menudo el
sis ema a desa olla es la go y complicado.
• Pueden queda al inaliza la simulación a iables suel as que pueden
cambia el uncionamien o del sis ema eal una ez implan ado. Se
pueden educi iesgos pe o no e i a los.
Pa a soluciona el p oblema del desa ollo complejo exis en una g an a iedad
de so wa e que solo necesi an da os de en ada pa a comenza la simulación y
acili an la comp ensión de los esul ados ob enidos.
14 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
Cada día, mejo a el ha dwa e y se aba a an más los cos es, pe mi iendo una
mayo apidez de ejecución de los escena ios de simulación.
2.1.3. Elección del simulado
El simulado elegido pa a es e abajo es NETWORK SIMULATOR 2 (NS-2) en
la e sión 2.31.
La azón p incipal de la elección se encuen a en que es un so wa e muy
e sá il y pe mi e su u ilización en muchas opologías de edes, incluyendo las
edes mó iles y di e en es sis emas de mo ilidad como los que se es udia an
en es e abajo.
Además es una he amien a con licencia de dis ibución lib e y ampliamen e
di undida en el ámbi o académico.
2.2. Simulado NS-2
NS-2 es un simulado de e en os disc e os o ien ado a edes de
comunicaciones. Es e simulado se ha ido desa ollando es os úl imos años
desde que 1989 empeza a como una a ian e del simulado REAL Ne wo k
Simula o .
En 1995, ue apoyado po el p oyec o VINT (Vi ual In e ne wo k Tes beb) que
enía como obje i o la c eación de un simulado pa a el es udio de la
escalabilidad y la in e conexión en e p o ocolos de edes ac uales y u u as.
Den o de es e p oyec o había colabo ado es como USC/ISI (Uni e si y o
Sou he n Cali o nia – In o ma ion Sciences Ins i u e), Xe ox PARC (Palo Al o
Rese ch Cen e ), LBNL (Law ence Be keley Na ional Labo a o y) y UC
Be keley (Uni e sidad de Cali o nia de Be keley).
Ac ualmen e NS-2 sigue desa ollándose a a és de CONSER (Collabo a i e
Simula ion Fo Educa ion and Rese ch) que iene como obje i o:
• La in es igación en el desa ollo y e aluación del p o ocolo de ed.
• Enseñanza de los p o ocolos de ed nue os como exis en es.
Y SAMAN (Simula ion Augmen ed by Measu emen and Analysis o Ne wo ks),
el cual se dedica a ex ende , de ec a , y p edeci allos en el simulado .
Además de los mencionados hay o os colabo ado es como ACIRI.
El simulado cons a de un núcleo p incipal esc i o en C++ que se puede
ejecu a simplemen e ecleando ns en la línea de comandos. Pa a ac ua sob e
el simulado se u iliza un in e az especí ico. Es e in e az es oTcl que de i a
del Tcl pe o o ien ado a obje os.
Ne wo k Simula o 2 15
Los obje i os de NS-2 son los siguien es, po una pa e debe maneja odos los
p o ocolos de simulación manejando by es y g andes olúmenes de da os en
un iempo de ejecución co o.
El lenguaje C++ se enca ga de maneja es e olumen de da os de o ma ápida
a la ho a de ealiza simulaciones de p o ocolos de comunicación.
Po o o lado es necesa io pode ealiza una econ igu ación de los escena ios
a simula . Pa a es e in se necesi a o o lenguaje como oTcl que es de
ejecución más len a pe o pe mi e ealiza los cambios de o ma ápida e
in e ac i a.
Pa a pode sepa a la pa e de da os de la pa e de con igu ación, el NS-2
u iliza un mecanismo que concede el con ol de los obje os esc i os en C++ a
oTcl. Es o quie e deci que se pueden esc ibi sc ip s de simulación de una ed
sin ene que esc ibi nada en C++.
Es o cambia cuando se quie e implemen a cualquie clase o p o ocolo que
es u ie a p e iamen e in oducido en NS-2, de al mane a que se debe á
esc ibi en C++ y pos e io men e compila el p og ama pa a que la modi icación
quede es ablecida.
Fig. 2.1 Je a quía pa cial de clases del NS-2
Desde el pun o de is a de los usua ios el simulado NS-2 in e p e a los sc ip s
esc i os en oTcl, el cual iene un plani icado de e en os de simulación, lib e ías
de obje os de componen es de ed y lib e ías de módulos de ins alación de ed
como mues a la igu a 2.2.
22 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
2.3.1. Modelo Random Walk
Pa a gene a el iche o de mo imien o del modelo Random Walk, se ha
empleado el gene ado de mo imien o “se des ”, incluido en el simulado NS-2.
Pa a c ea el iche o se ejecu a la sen encia siguien e en un e minal de línea
de comandos:
se des - 2 -n 1 -s 1 -m 1 -M 10.0 - 200 -P 1 -p 2.0 -x 500 -y 500 >
andomwaypoin . cl
Con el comando “>” indicamos que odos los da os se gua den en el iche o
escena io1. cl sin necesidad que se gua de en ningún iche o po de ec o.
Una ez enemos gene ado el iche o de mo imien o, desde el sc ip p incipal
de la simulación debe emos indica le la u a de dicho iche o pa a que lo
ejecu e ( e anexo).
2.3.2. Modelo Random Waypoin
Pa a ealiza la gene ación del iche o de mo imien o pa a el modelo Random
Walk segui emos el mismo p oceso que con el modelo Random Waypoin pe o
eliminando los iempos de pausa al y como se especi ica en el apa ado 1.2.2.
C eamos el iche o median e la sen encia siguien e:
se des - 2 -n 1 -s 1 -m 1 -M 10.0 - 200 -P 1 -p 0.0 -x 500 -y 500 >
andomwalk. cl
Con el comando “>” indicamos que odos los da os se gua den en el iche o
andomwalk. cl sin necesidad que se gua de en ningún iche o po de ec o.
Una ez enemos gene ado el iche o de mo imien o, desde el sc ip p incipal
de la simulación debe emos indica le la u a de dicho iche o pa a que lo
ejecu e.
2.3.3. Modelo Gauss Ma ko
En el caso del modelo Gauss Ma ko se ha u ilizado la he amien a
Bonnmo ion [3].Bonnmo ion es una aplicación ealizada en Ja a, y se ejecu a
en línea de comandos. Pa a gene a el iche o de mo imien o se le debe
indica los pa áme os de ed deseados y el modelo de mo imien o.
Una ez ejecu ado el escena io, la aplicación de uel e dos iche os, uno con
ex ensión .pa ams que con iene los da os de en ada que noso os le hemos
especi icado y o o comp imido con ex ensión .mo emen s.gz. Bonnmo ion
ambién inco po a una aplicación llamada NSFile que con ie e los iche os

Ne wo k Simula o 2 23
gene ados o iginalmen e en dos iche os con ex ensión .ns_pa ams y
.ns_mo emen s pa a pode u iliza los en el simulado NS-2.
A con inuación explicamos el p oceso que hemos seguido pa a gene a los
iche os de mo imien o:
El p ime paso es ejecu a median e línea de comandos la sen encia siguien e:
bm - iche o_salida GaussMa ko -n 15 -d 400 -x 200 -x 200
Una ez ob enemos los dos iche os, el segundo paso es pasa dichos iche os
al o ma o admi ido po nues o simulado median e la aplicación NSFile.
bm NSFile - iche o_salida
Después de con e i el iche o ya es á lis o pa a ejecu a lo en el simulado NS-
2.
2.4. Ejemplos de sc ip TCL
An es de ealiza la simulación comple a con di e en es modelos de mo ilidad
implemen a emos unas muy básicas pa a pode en ende la es uc u a de un
sc ip TCL. Pa a ello, segui emos el manual Ma c G eis's u o ial [2] en el que
se de alla paso a paso como ealiza un sc ip .
2.4.1. Dos nodos comunicándose en modo in aes uc u a
En es e sc ip se de ini án dos AP's conec ados median e un enlace
bidi eccional po el cual se en ia an paque es de da os y dos nodos wi eless.
Uno de es os dos nodos se á mó il y se desplaza á de un AP a o o. También
se mos a á como ejecu a la he amien a NAM pa a isualiza la simulación.
La es uc u a del sc ip es la siguien e:
En p ime luga , se debe c ea el obje o del simulado median e la ins ucción:
Se ns [new simula o ]
Aho a, ab imos los iche os de azas donde se esc ibi oda la in o mación
ob enida an o del dominio wi eless como cableado po el simulado pa a
pos e io men e se ep esen ados po NAM o XGRAPH.
se ace d [open ou ace. w]
se nam ace [open ou nam.nam w]
$ns_ ace-all $ ace d
$ns_ nam ace-all-wi eless $nam ace $op (x) $op (y)
C eamos el obje o de la opología:
24 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
se opo [new Topog aphy]
Asignamos las dimensiones del á ea de simulación:
$ opo load_ la g id 230 230
Al a a se de una simulación en modo in aes uc u a u ilizando di e en es AP's
debemos hace uso de la asignación de di ecciones de mane a je á quica con
los comandos siguien es:
$ns_ node-con ig -add essType hie a chical
Add Pa ams se domain_num_ 2 ;# numbe o domains
lappend clus e _num 1 1 ;# numbe o clus e s in each domain
Add Pa ams se clus e _num_ $clus e _num
lappend eilas le el 2 2 ;# numbe o nodes in each clus e
Add Pa ams se nodes_num_ $eilas le el ;# o each domain
Podemos obse a la asignación de dos dominios, que end án un clus e cada
uno y dos nodos cada clus e .
Con igu amos los AP's. Obse amos como la opción “wi edRou ing” es á
ac i ada ya que se án nodos cableados.
$ns_ node-con ig -llType $ al(ll)
-macType $ al(mac)
-i qType $ al(i q)
-i qLen $ al(i qlen)
-phyType $ al(ne i )
-channel $chan1
-wi edRou ing ON
- ou e T ace OFF
-macT ace ON
-eo T ace OFF
-agen T ace ON
-mo emen T ace OFF
C eamos los AP's y le asignamos su di ección je á quica co espondien e.
se emp {0.0.0 1.0.0}
se AP(0) [$ns_ node [lindex $ emp 0]]
$AP(0) andom-mo ion 0 ;# AP mo emen s OFF
se mac_(0) [$AP(0) ge Mac 0]
se AP(1) [$ns_ node [lindex $ emp 1]]
$AP(1) andom-mo ion 0 ;# AP mo emen s OFF
se mac_(1) [$AP(1) ge Mac 0]
Deshabili amos la opción “ andom mo ion” pa a pos e io men e posiciona a los
nodos en unas coo denadas p ede e minadas.
Ne wo k Simula o 2 25
C eamos los nodos mó iles y le asignamos su di ección je á quica
co espondien e. En lenguaje O cl, el comando se signi ica la c eación de una
ins ancia del obje o a simula . La sen encia se ía la siguien e:
se emp {0.0.1 1.0.1}
# c ea e mobilenodes in he same domain as AP(0)
se mobile_(0) [$ns_ node [lindex $ emp 0]];
$mobile_(0) andom-mo ion 0 ;# MN mo emen s OFF
se mobile_(1) [$ns_ node [lindex $ emp 1]];
$mobile_(1) andom-mo ion 0 ;# MN mo emen s OFFN2
Asociamos los AP's a los espec i os nodos.
$mobile_(0) base-s a ion [Add Pa ams add 2id [$AP(0) node-add ]];
$mobile_(1) base-s a ion [Add Pa ams add 2id [$AP(1) node-add ]];
Conec amos los dos AP's median e una línea dúplex.
$ns_ duplex-link $AP(0) $AP(1) 10Mb 2ms D opTail
Median e es a línea conec amos los dos nodos con un enlace bidi eccional, con
un ancho de banda de 10Mb y una cola ipo D opTail.
C eamos un agen e pa a el en ío de á ico del nodo mobile_(0) al agen e que
se á ecibido po el agen e del nodo mobile_(1).
#C ea e a UDP agen and a ach i o node mobile_(0)
se udp [new Agen /UDP]
$ns_ a ach-agen $mobile_(0) $udp
Asociamos el gene ado de á ico CBR al agen e UDP con los pa áme os
de e minados po el usua io.
# C ea e a CBR a ic sou ce and a ach i o udp
se cb [new Applica ion/T a ic/CBR]
$cb se a e_ 38Kb
$cb se packe Size_ 80
$cb a ach-agen $udp
C eamos un agen e pa a ecibi el á ico y lo asociamos al nodo mobile_(1).
se sink [new Agen /LossMoni o ]
$ns_ a ach-agen $mobile_(1) $sink
Conec amos los dos agen es.
$ns_ connec $udp $sink
26 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
Indicamos el ins an e en el que se inicia a la ansmisión.
$ns_ a 2.0 "$cb s a "
Iniciamos la simulación.
$ns un
Pa a ejecu a el modo g á ico median e la he amien a NAM debe emos
hace lo con el comando nam seguido del iche o donde hemos gua dado la
simulación:
nam iche o_ aza.nam
Fig. 2.5 Visualización median e NAM del sc ip implemen ado
2.4.2. Dos nodos Wi eless comunicándose en modo ad-hoc
A con inuación implemen a emos un escena io con nodos inalámb icos. El
escena io cons a de 2 dos nodos mó iles wi eless, node_(0) y node_(1) que
pod án es a es á icos o mo e se en una á ea con una dimensión de 500m x
500m.
Pa a ealiza una simulación con nodos wi eless p ime o hemos de de ini los
pa áme os de dichos nodos como el ipo de p opagación, el ipo de an ena, el
ipo de p o ocolo de en u amien o que u iliza an, el núme o de nodos mó iles,
e c.
Ne wo k Simula o 2 27
#===========================================================
# De ine op ions
#
============================================================
se al(chan) Channel/Wi elessChannel ;# channel ype
se al(p op) P opaga ion/TwoRayG ound ;# adio-p opaga ion model
se al(an ) An enna/OmniAn enna ;# An enna ype
se al(ll) LL ;# Link laye ype
se al(i q) Queue/D opTail/P iQueue ;# In e ace queue ype
se al(i qlen) 50 ;# max packe in i q
se al(ne i ) Phy/Wi elessPhy ;# ne wo k in e ace ype
se al(mac) Mac/802_11 ;# MAC ype
se al( p) DSDV ;# ad-hoc ou ing p o ocol
se al(nn) 2 ;# numbe o mobilenodes
La es uc u a del sc ip es la siguien e:
En p ime luga , se debe c ea el obje o del simulado median e el comando:
Se ns [new simula o ]
Aho a, ab imos los iche os de azas donde se esc ibi oda la in o mación
ob enida po el simulado pa a pos e io men e se ep esen ados po NAM o
XGRAPH .
se n [open ou .nam w]
$ns nam ace-all $n
Se ace d [open simple. w]
$ns ace-all $ ace d
C eamos el obje o de la opología.
se opo [new Topog aphy]
Asignamos las dimensiones del á ea de simulación.
$ opo load_ la g id 500 500
C eamos el obje o GOD.
c ea e-god $ al(nn)
El obje o GOD (Gene al Ope a ions Di ec o ) almacena el núme o o al de
nodos mó iles y el núme o de sal os necesa ios pa a llega de un nodo a o o.
Pa a la con igu ación de los nodos mó iles se ienen en cuen a una se ie de
componen es como, la capa de enlace (LL – Link Laye ), in e az de colas (I Q),
la capa MAC, el canal de en ío y ecepción, e c.

28 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
# Con igu e nodes
$ns_ node-con ig -adhocRou ing $ al( p)
-llType $ al(ll)
-macType $ al(mac)
-i qType $ al(i q)
-i qLen $ al(i qlen)
-an Type $ al(an )
-p opType $ al(p op)
-phyType $ al(ne i )
- opoIns ance $ opo
-channelType $ al(chan)
-agen T ace ON
- ou e T ace ON
-macT ace OFF
-mo emen T ace OFF
Después de con igu a los nodos los c eamos como se mues a a con inuación:
o {se i 0} {$i < $ al(nn) } {inc i} {
se node_($i) [$ns_ node ]
$node_($i) andom-mo ion 0 ;# disable andom mo ion
}
La opción “ andom mo ion” la deshabili amos ya que le p opo ciona emos a los
nodos mó iles una posición de inicio:
#
# P o ide ini ial (X,Y, o now Z=0) co-o dina es o node_(0) and
node_(1)
#
$node_(0) se X_ 5.0
$node_(0) se Y_ 2.0
$node_(0) se Z_ 0.0
$node_(1) se X_ 390.0
$node_(1) se Y_ 385.0
$node_(1) se Z_ 0.0
y un mo imien o p ede e minado:
#
# Node_(1) s a s o mo e owa ds node_(0)
#
$ns_ a 50.0 "$node_(1) se des 25.0 20.0 15.0"
$ns_ a 10.0 "$node_(0) se des 20.0 18.0 1.0"
# Node_(1) hen s a s o mo e away om node_(0)
$ns_ a 100.0 "$node_(1) se des 490.0 480.0 15.0"
Ne wo k Simula o 2 29
Median e la línea ( $ns_ a 50.0 “$node_(1) se des 25.0 20.0 15.0”) el node_(1)
en el ins an e 50 s se mo e á hacia las coo denadas x=25, y=20 con una
elocidad de 15m/s.
C eamos el á ico en e los dos nodos.
# TCP connec ions be ween node_(0) and node_(1)
se cp [new Agen /TCP]
$ cp se class_ 2
se sink [new Agen /TCPSink]
$ns_ a ach-agen $node_(0) $ cp
$ns_ a ach-agen $node_(1) $sink
$ns_ connec $ cp $sink
se p [new Applica ion/FTP]
$ p a ach-agen $ cp
$ns_ a 10.0 "$ p s a "
De inimos el inal de la simulación y ese eamos los nodos mó iles.
# Tell nodes when he simula ion ends
#
o {se i 0} {$i < $ al(nn) } {inc i} {
$ns_ a 150.0 "$node_($i) ese ";
}
$ns_ a 150.0001 "s op"
$ns_ a 150.0002 "pu s "NS EXITING... " ; $ns_ hal "
p oc s op {} {
global ns_ ace d
close $ ace d
}
La simulación inaliza á en el ins an e 150 s.
Inicia la simulación.
pu s "S a ing Simula ion..."
$ns_ un
Pa a ejecu a el modo g á ico median e la he amien a NAM debe emos
hace lo con el comando nam seguido del iche o donde hemos gua dado la
simulación:
nam iche o_ aza.nam
2.4.3. Fiche o de azas
Una ez ealizamos la simulación se ob ienen unos iche os donde es a án las
azas especí icas donde se gua da an odos los da os de la simulación como
los paque es que se en ían y eciben du an e la simulación. Si ealizamos
simulaciones con iempos muy ele ados pueden llega a se de g an amaño
30 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
(del o den de Mby es). Pa a analiza es os iche os, lo más cómodo es u iliza
he amien as que pe mi an ealiza ep esen aciones g á icas como pueden se
XGRAPH (incluido en el paque e ns-allinone de NS-2).
A con inuación se mues an los di e en es campos que apa ecen en un iche o
de azas:
Tabla 2.2 Pa áme os del iche os de azas
E en o Ab e ia u a Flag Tipo Valo
Wi eless s:Send
:Recei e
:Fo wa d
- double Time (*Fo Global
Se ing)
-Ni in Node ID
-Nx double Node X Coo dina e
-Ny double Node Y Coo dina e
-Nz double Node Z Coo dina e
-Ne double Node Ene gy Le el
-Nl s ing Ne wo k ace Le el
(AGT,RTR,MAC,e c.)
-Nw s ing D op Reason
-Hs in Hop sou ce node ID
-Hd in Hop des ina ion Node
ID, -1, -2
-Ma hexadecimal Du a ion
-Ms hexadecimal Sou ce E he ne
Add ess
-Md hexadecimal Des ina ion E he ne
Add ess
-M hexadecimal E he ne Type
-P s ing Packe Type
Ne wo k Simula o 2 31
(a p,ds ,imep, o a,e c.)
-Pn s ing Packe Ty(cb , cp)
38 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
M=10 elocidad máxima en m/s
=600 Tiempo de simulación en segundos
P=1 Tipo de pausa, 1 (cons an ), 2 (uni o m)
p=2 Tiempo de pa ada en segundos
x=200 Indica la longi ud en me os del escena io en el eje X
y=200 Indica la longi ud en me os del escena io en el eje Y
En el segundo caso pa a el modelo Gauss Ma ko los pa áme os de inidos
son los siguien es:
Tabla 3.4 Pa áme os del modelo Gauss Ma ko
Pa áme os Desc ipción
model=GaussMa ko Indica el modelo de mo ilidad
igno e=3600.0 Tiempo igno ado
andomSeed=1195654286901 Semilla que pe mi e la alea o iedad de
los esul ados
x=200.0 Longi ud en me os del escena io en el
eje X
y=200.0 Longi ud en me os del escena io en el
eje Y
du a ion=600.0 Du ación en segundos de la
simulación
nn=1 Núme o de nodos del escena io
ci cula = alse Mo imien o ci cula
maxspeed=10 Máxima elocidad en m/s

P oceso de abajo 39
speedS dDe =0.5 des iación s anda d
uni o mSpeed= alse Velocidad uni o me
3.3. Resul ados ob enidos
Pa a ob ene el núme o de hando e s que se han p oducido po cada modelo
de mo imien o en cada escena io, hemos il ados los iche os de azas
gene ados po cada simulación. Pa a al in, nos hemos ayudado del p oceso
de asociación en e nodos wi eless en modo ad-hoc debido a la imposibilidad
de analiza lo a ni el 2 (MAC). Es a asociación se ealiza median e los
mensajes de pe ición “REQUEST” y espues a “REPLY”.
Pa a con as a los esul ados ob enidos median e el iche os de azas nos
hemos ayudado de la he amien a XGRAPH disponible en el paque e ns-
allinone donde podemos e en que ins an es y cuan os hando e s se
p oducen en cada simulación con el in de llega a una es imación inal.
La o ma de ejecu a el iche o que con iene la in o mación del á ico ecibido
en el ecep o es la siguien e:
xg aph nomb e_ iche o.
Fig. 3.5 P oceso de hando e analizado median e XGRAPH
40 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
0
3
1
3
2
3
3
3
4
3
5
3
6
3
7
3
8
3
9
4
0
4
1
4
2
4
3
4
4
4
5
4
6
4
7
4
8
4
9
5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Hando e - simulación
nº simulación
nº hando e s
Como podemos e en la igu a, se mues an de o ma muy in ui i a los
hando e s que se han p oducido ma cados con un cuad ado de colo azul.
También se obse a como la ansmisión comienza en =2 segundos al y como
se especi ica en el sc ip del escena io1 ( e anexo).
Una ez ob enemos los esul ados hemos calculado la a ianza de és os. Pa a
calcula la a ianza u ilizamos la siguien e exp esión:
(3.1)
Donde 2
ses la a ianza, n el nume o de simulaciones (50 en nues o caso),
2
i
xel núme o de hando e s p oducidos en cada simulación y x la media de los
hando e s.
A con inuación se mues a los siguien es diag amas donde se obse a el
núme o de hando e s que se han p oducido po cada modelo de mo imien o y
una abla esumen añadiendo la a ianza calculada en los es escena ios
simulados.
3.3.1. Resul ado del escena io 1
¾ Modelo Random Waypoin
Fig. 3.6 Hando e p oducido al aplica el modelo Random Waypoin en el
escena io 1
A pa i de la igu a 3.6 los esul ados ob enidos son:
2
2
21xx
n
si−Σ=
P oceso de abajo 41
Tabla 3.5 Resul ados ob enidos median e el modelo Random Waypoin en el
escena io 1
Media Hando e s Va ianza
7,98 4,09
¾ Random Walk
Fig. 3.7 Hando e p oducido al aplica el modelo Random Walk en el escena io
1
A pa i de la igu a 3.7 los esul ados ob enidos son:
Tabla 3.6 Resul ados ob enidos median e el modelo Random Walk en el
escena io 1
Media Hando e s Va ianza
9,02 8,05
¾ Gauss Ma ko
1234567891
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
0
3
1
3
2
3
3
3
4
3
5
3
6
3
7
3
8
3
9
4
0
4
1
4
2
4
3
4
4
4
5
4
6
4
7
4
8
4
9
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Hando e - simulación
nº simulación
nº hando e s
42 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
Fig.3.8 Hando e p oducido al aplica el modelo Gauss Ma ko en escena io 1
A pa i de la igu a 3.8 los esul ados ob enidos son:
Tabla 3.7 Resul ados ob enidos median e el modelo Gauss Ma ko en el
escena io 1
Media Hando e s Va ianza
1,82 1,70
3.3.2. Resul ados del escena io 2
¾ Random Waypoin
Fig. 3.9 Hando e p oducido al aplica el modelo Random Waypoin en el
escena io 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
01
11
21
31
41
51
61
71
81
92
02
12
22
32
42
52
62
72
82
93
03
13
23
33
43
53
63
73
83
94
04
14
24
34
44
54
64
74
84
95
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Hando e - simulación
nº simulación
nº hando e s
1234567891
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
0
3
1
3
2
3
3
3
4
3
5
3
6
3
7
3
8
3
9
4
0
4
1
4
2
4
3
4
4
4
5
4
6
4
7
4
8
4
9
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Hando e - simulación
nº simulación
nº hando e s
P oceso de abajo 43
A pa i de la igu a 3.9 los esul ados ob enidos son:
Tabla 3.8 Resul ados ob enidos median e el modelo Random Waypoin en el
escena io 2
Media Hando e s Va ianza
12,42 9,12
¾ Random Walk
Fig. 3.10 Hando e p oducido al aplica el modelo Random Walk en el
escena io 2
A pa i de la igu a 3.10 los esul ados ob enidos son:
Tabla 3.9 Resul ados ob enidos median e el modelo Random Walk en el
escena io 2
Media Hando e s Va ianza
12,9 12,17
135791
1
1
3
1
5
1
7
1
9
2
1
2
3
2
5
2
7
2
9
3
1
3
3
3
5
3
7
3
9
4
1
4
3
4
5
4
7
4
9
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Hando e - simulación
nº simulación
nº hando e s

44 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
¾ Gauss Ma ko
Fig. 3.11 Hando e p oducido al aplica el modelo Gauss Ma ko en el
escena io 2
A pa i de la igu a 3.11 los esul ados ob enidos son:
Tabla 3.10 Resul ados ob enidos median e el modelo Gauss Ma ko en el
escena io 2
Media Hando e s Va ianza
1,1 0,85
3.3.3. Resul ados del escena io 3
¾ Random Waypoin
1 2 34 5 6 78 9 1
01
11
21
31
41
51
61
71
81
92
02
12
22
32
42
52
62
72
82
93
03
13
23
33
43
53
63
73
83
94
04
14
24
34
44
54
64
74
84
95
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Hando e - simulación
nº simulación
nº hando e s
P oceso de abajo 45
Fig. 3.12 Hando e p oducido al aplica el modelo Random Waypoin en el
escena io 3
A pa i de la igu a 3.12 los esul ados ob enidos son:
Tabla 3.11 Resul ados ob enidos median e el modelo Random Waypoin en el
escena io 2
Media Hando e s Va ianza
9,62 11,91
¾ Random Walk
Fig. 3.13 Hando e p oducido al aplica el modelo Random Walk en el
escena io 3
1234567891
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
0
3
1
3
2
3
3
3
4
3
5
3
6
3
7
3
8
3
9
4
0
4
1
4
2
4
3
4
4
4
5
4
6
4
7
4
8
4
9
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Hando e - simulación
nº simulación
nº hando e s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
0
3
1
3
2
3
3
3
4
3
5
3
6
3
7
3
8
3
9
4
0
4
1
4
2
4
3
4
4
4
5
4
6
4
7
4
8
4
9
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Hando e - simulacion
nº simulación
nº hando e s
46 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
A pa i de la igu a 3.13 los esul ados ob enidos son:
Tabla 3.12 Resul ados ob enidos median e el modelo Random Walk en el
escena io 3
Media Hando e s Va ianza
10,44 10,08
¾ Gauss Ma ko
Fig. 3.14 Hando e p oducido al aplica el modelo Gauss Ma ko en el
escena io 3
A pa i de la igu a 3.14 los esul ados ob enidos son:
Tabla 3.13 Resul ados ob enidos median e el modelo Gauss Ma ko en el
escena io 3
Media Hando e s Va ianza
1,4 1,24
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
0
3
1
3
2
3
3
3
4
3
5
3
6
3
7
3
8
3
9
4
0
4
1
4
2
4
3
4
4
4
5
4
6
4
7
4
8
4
9
5
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Hando e - simulación
nº simulación
nº hando e s
P oceso de abajo 47
3.4. Análisis de los esul ados
Después de ob ene los esul ados de ealiza odas las simulaciones de los
es escena ios aplicando los di e en es modelos de mo imien o hemos hecho
una compa a i a donde en la p ime a pa e compa a emos los dos p ime os
escena io donde la ed es á o mada po una can idad de nodos pequeña y en
la segunda analiza emos el e ce escena io donde la ed es á o mada po una
can idad de nodos g ande.
− Escena io 1 , Escena io 2
Fig. 3.15 Núme o de hando e s que se p oducen con los di e en es modelos
de mo ilidad en los Escena ios 1 y 2.
Como mues a el diag ama de ba as ( igu a 3.15), el modelo de mo imien o
que en los dos escena ios p o oca más hando e s, es el modelo Random
Walk con una media y a ianza de 9,02 / 4,09 espec i amen e pa a el
escena io 1 y 12,9 / 12,17 pa a el escena io2.
Es in e esan e obse a pa a es os dos escena ios, como los hando e s que se
p oducen aplicando los modelos Random Waypoin y Random Walk son
bas an e ap oximados debido a que los dos modelos ienen pa áme os muy
simila es como se comen ó en el apa ado 3.2.
54 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
p o ocol
se al(seed) $ an ; # Seed o
andom numbe s gene a o
se al(sc) "/home/al onso/Desk op/bonnmo ion-
1.3a/bin/gaussma ko /se des 50.ns_mo emen s" ; # Using a
p edi ined scena io ile
se al(x) 300.0 ; # Simula ion a ea (x
axis)
se al(y) 300.0 ; # Simula ion a ea (y
axis)
se al(s op) 600 ; # Simula ion ime
[seconds]
# ENERGY op ions
se al(engmodel) Ene gyModel
se al( xPowe ) 0.660 ; # ansmi ing
powe in W (wi eless-phy.cc)
se al( xPowe ) 0.395 ; # ecei ing powe
in W (wi eless-phy.cc)
se al(sensePowe ) 0.00000175 ; # sensing
powe in W
se al(idlePowe ) 0.035 ; # idle powe in W
(wi eless-phy.cc)
se al(ini eng) 75 ; # Ini ial ene gy in
Joules
se al(p op) P opaga ion/TwoRayG ound ; # when using
TwoRayG ound
se al(ou pa h) "/home/al onso/Desk op/19-10-
07/Escena io1/gaussma ko /"
#==============================================================
========
# Pa ame e s o 802.11 nodes
#==============================================================
========
An enna/OmniAn enna se G _ 1 ; # T ansmi an enna
gain
An enna/OmniAn enna se G _ 1 ; # Recei e an enna
gain
An enna/OmniAn enna se h _ 1.5 ; # Tx an enna
heig h
An enna/OmniAn enna se h _ 1.5 ; # Rx
an enna heig h
Phy/Wi elessPhy se L_ 1.0 ; # Sys em Loss
Fac o
Phy/Wi elessPhy se eq_ 2.472e9 ; # Channel-13

Anexos 55
2.472GHz
Phy/Wi elessPhy se P _ 0.100 ; # T ansmi Powe
(15dBm)
Phy/Wi elessPhy se CPTh esh_ 10.0 ; # Collision h eshold
Phy/Wi elessPhy se CSTh esh_ 3.1622777e-12 ; # Ca ie Sense
Powe (-94dBm)
Phy/Wi elessPhy se RXTh esh_ 9.32665e-10 ; # Recei e Powe
Th eshold
Mac/802_11 se basicRa e_ 1Mb ; # se his o 0
i wan o use bandwid h_ o
Mac/802_11 se da aRa e_ 11Mb ; # bo h
con ol and da a pk s
Mac/802_11 se CWMin_ 31 ;
Mac/802_11 se CWMax_ 1023 ;
Mac/802_11 se Slo Time_ 0.000020 ; # 20us
Mac/802_11 se SIFS_ 0.000010 ; # 10us
Mac/802_11 se P eambleLeng h_ 144 ; # 144 bi
Mac/802_11 se PLCPHeade Leng h_ 48 ; # 48 bi s
Mac/802_11 se PLCPDa aRa e_ 1.0e6 ; # 1Mbps
Mac/802_11 se RTSTh eshold_ 80 ; # by es:
changed so ha RTS/CTS has been disabled
Mac/802_11 se Sho Re yLPLCPimi _ 7 ; # e ansmissions
Mac/802_11 se LongRe yLimi _ 4 ; #
e ansmissions
#==============================================================
========
# Ini ialize global a iables
#==============================================================
========
se ns_ [new Simula o ]
#Open he ou pu iles
se g [open $ al(ou pa h)ou xg aph$nsimu-$n ial. w]
#se 0 [open ou xg aph. w]
se ace d [open $ al(ou pa h) aceall$nsimu-$n ial. w] ;
$ns_ use-new ace
$ns_ ace-all $ ace d
se nam ace [open $ al(ou pa h)anima ion$nsimu-$n ial.nam w] ;
$ns_ nam ace-all-wi eless $nam ace $ al(x) $ al(y)
se g aphFiles ""
se opo [new Topog aphy]
$ opo load_ la g id $ al(x) $ al(y)
c ea e-god [exp $ al(nn) + $num_wi ed_nodes] ;#C ea es as
56 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
many GODs as o al nodes (i no , "accessing MAC cache a ay" wa ning!)
se chan1 [new $ al(chan)] ; #wi eless
channel (802.11)
#==============================================================
========
# Wi eless nodes con igu a ion
#==============================================================
========
$ns_ node-con ig -llType $ al(ll)
-macType $ al(mac)
-i qType $ al(i q)
-i qLen $ al(i qlen)
-phyType $ al(ne i )
-channel $chan1
- ou e T ace OFF
-macT ace ON
-eo T ace OFF
-agen T ace ON
-mo emen T ace OFF
$ns_ node-con ig -adhocRou ing $ al( p)
-an Type $ al(an )
-p opType $ al(p op)
- opoIns ance $ opo
-channel $chan1
-ene gyModel $ al(engmodel)
- xPowe $ al( xPowe )
- xPowe $ al( xPowe )
-sensePowe $ al(sensePowe )
-idlePowe $ al(idlePowe )
-ini ialEne gy $ al(ini eng)
#==============================================================
========
# Mobile nodes c ea ion
#==============================================================
========
$ns_ node-con ig -wi edRou ing OFF
-mo emen T ace ON
Anexos 57
# c ea e mobilenodes in he same domain as AP(0)
se node_(0) [$ns_ node];
$ns_ a 0.01 "$node_(0) label "nodo TX ""
$node_(0) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
#$mobile_(0) se X_ 22.0
#$mobile_(0) se Y_ 50.0
#$mobile_(0) se Z_ 1.5
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(0) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(0) 20
se node_(1) [$ns_ node];
$node_(1) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(1) se X_ 50.0
$node_(1) se Y_ 100.0
$node_(1) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(1) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(1) 20
se node_(2) [$ns_ node];
$node_(2) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(2) se X_ 150.0
$node_(2) se Y_ 100.0
$node_(2) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(2) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(2) 20
se node_(3) [$ns_ node ];
$node_(3) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(3) se X_ 250.0
$node_(3) se Y_ 100.0
$node_(3) se Z_ 0.0
$ns_ a 0.01 "$node_(3) label "nodo RX ""
58 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(3) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(3) 20
pu s "Loading scena io ile..."
sou ce $ al(sc)
pu s "Load comple e..."
#==============================================================
========
# T a ic c ea ion
#==============================================================
========
se udp [new Agen /UDP]
$udp se class_ 1
$udp se packe Size_ 1500
$ns_ a ach-agen $node_(0) $udp
#$ns_ colo 1 Blue
se cb [new Applica ion/T a ic/CBR]
$cb se a e_ 38Kb ; #RATE
$cb se packe Size_ 80 ; #RATE
$cb a ach-agen $udp
$ns_ a 2.0 "$cb s a "
se sink [new Agen /LossMoni o ]
$ns_ a ach-agen $node_(3) $sink
$ns_ connec $udp $sink
#==============================================================
========
# P ocesses' de ini ions
#==============================================================
========
$ns_ a $ al(s op) "$node_(0) ese ";
$ns_ a $ al(s op) "$node_(1) ese ";
$ns_ a $ al(s op) "$node_(2) ese ";
$ns_ a $ al(s op) "$node_(3) ese ";
$ns_ a 0.0 " eco d"
$ns_ a $ al(s op).0001 "s op"
$ns_ a $ al(s op).0002 "pu s "NS EXITING... " ; $ns_ hal "
p oc s op {} {
global ns_ ace d nam ace g
close $ ace d
close $nam ace
close $g
Anexos 59
pu s "S a ing Simula ion..."
$ns_ un
Escena io 2
#==============================================================
========
# Command line pa ame e s
#==============================================================
========
global a g a g0
se naudio [lindex $a g 0] ;#Numbe o s a ions x audio -> High P io i y
se nsimu [lindex $a g 1] ;#Cu en simula ion numbe
se n ial [lindex $a g 2] ;#Cu en ial numbe ( epe i ions o same
simu)
se an [lindex $a g 3] ;#Seed o andom numbe s gene a o
#==============================================================
========
# De ine op ions
#==============================================================
========
se al(chan) Channel/Wi elessChannel ; # channel
ype o wi eless nodes
#se al(chan2) Channel ; # channel
ype o wi ed nodes
#se al(p op) P opaga ion/TwoRayG ound ; #
adio-p opaga ion model
se al(an ) An enna/OmniAn enna ; # An enna
ype
se al(ll) LL ; # Link laye ype
se al(i q) Queue/D opTail/P iQueue ; # In e ace queue
ype
se al(i qlen) 50 ; # max
packe in i q
se al(ne i ) Phy/Wi elessPhy ; # ne wo k in e ace
o wi eless nodes
se al(mac) Mac/802_11 ; # MAC ype
se al( p) AODV ; # ad-hoc ou ing
p o ocol
se al(seed) $ an ; # Seed o
andom numbe s gene a o
se al(sc) "/home/al onso/Desk op/bonnmo ion-

60 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
1.3a/bin/gaussma ko /se des 50.ns_mo emen s" ; # Using a
p edi ined scena io ile
se al(x) 300.0 ; # Simula ion a ea (x
axis)
se al(y) 300.0 ; # Simula ion a ea (y
axis)
se al(s op) 600 ; # Simula ion ime
[seconds]
# ENERGY op ions
se al(engmodel) Ene gyModel
se al( xPowe ) 0.660 ; # ansmi ing
powe in W (wi eless-phy.cc)
se al( xPowe ) 0.395 ; # ecei ing powe
in W (wi eless-phy.cc)
se al(sensePowe ) 0.00000175 ; # sensing
powe in W
se al(idlePowe ) 0.035 ; # idle powe in W
(wi eless-phy.cc)
se al(ini eng) 75 ; # Ini ial
ene gy in Joules
se al(p op) P opaga ion/TwoRayG ound ; # when using
TwoRayG ound
se al(ou pa h) "/home/al onso/Desk op/19-10-
07/Escena io1/gaussma ko /"
#==============================================================
========
# Pa ame e s o 802.11 nodes
#==============================================================
========
An enna/OmniAn enna se G _ 1 ; # T ansmi an enna
gain
An enna/OmniAn enna se G _ 1 ; # Recei e an enna
gain
An enna/OmniAn enna se h _ 1.5 ; # Tx an enna
heig h
An enna/OmniAn enna se h _ 1.5 ; # Rx
an enna heig h
Phy/Wi elessPhy se L_ 1.0 ; # Sys em Loss
Fac o
Phy/Wi elessPhy se eq_ 2.472e9 ; # Channel-13
2.472GHz
Phy/Wi elessPhy se P _ 0.100 ; # T ansmi Powe
(15dBm)
Anexos 61
Phy/Wi elessPhy se CPTh esh_ 10.0 ; # Collision h eshold
Phy/Wi elessPhy se CSTh esh_ 3.1622777e-12; # Ca ie Sense
Powe (-94dBm)
Phy/Wi elessPhy se RXTh esh_ 9.32665e-10 ; # Recei e Powe
Th eshold
Mac/802_11 se basicRa e_ 1Mb ; # se his o 0
i wan o use bandwid h_ o
Mac/802_11 se da aRa e_ 11Mb ; # bo h
con ol and da a pk s
Mac/802_11 se CWMin_ 31 ;
Mac/802_11 se CWMax_ 1023 ;
Mac/802_11 se Slo Time_ 0.000020 ; # 20us
Mac/802_11 se SIFS_ 0.000010 ; # 10us
Mac/802_11 se P eambleLeng h_ 144 ; # 144 bi
Mac/802_11 se PLCPHeade Leng h_ 48 ; # 48 bi s
Mac/802_11 se PLCPDa aRa e_ 1.0e6 ; # 1Mbps
Mac/802_11 se RTSTh eshold_ 80 ; # by es: changed
so ha RTS/CTS has been disabled
Mac/802_11 se Sho Re yLPLCPimi _ 7 ; # e ansmissions
Mac/802_11 se LongRe yLimi _ 4 ; #
e ansmissions
#==============================================================
========
# Ini ialize global a iables
#==============================================================
========
se ns_ [new Simula o ]
#Open he ou pu iles
se g [open $ al(ou pa h)ou xg aph$nsimu-$n ial. w]
#se 0 [open ou xg aph. w]
se ace d [open $ al(ou pa h) aceall$nsimu-$n ial. w] ;
$ns_ use-new ace
$ns_ ace-all $ ace d
se nam ace [open $ al(ou pa h)anima ion$nsimu-$n ial.nam w] ;
$ns_ nam ace-all-wi eless $nam ace $ al(x) $ al(y)
se g aphFiles ""
se opo [new Topog aphy]
$ opo load_ la g id $ al(x) $ al(y)
c ea e-god [exp $ al(nn) + $num_wi ed_nodes] ;#C ea es as
many GODs as o al nodes (i no , "accessing MAC cache a ay" wa ning!)
se chan1 [new $ al(chan)] ; #wi eless
62 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
channel (802.11)
#==============================================================
========
# Wi eless nodes con igu a ion
#==============================================================
========
$ns_ node-con ig -llType $ al(ll)
-macType $ al(mac)
-i qType $ al(i q)
-i qLen $ al(i qlen)
-phyType $ al(ne i )
-channel $chan1
- ou e T ace OFF
-macT ace ON
-eo T ace OFF
-agen T ace ON
-mo emen T ace OFF
$ns_ node-con ig -adhocRou ing $ al( p)
-an Type $ al(an )
-p opType $ al(p op)
- opoIns ance $ opo
-channel $chan1
-ene gyModel $ al(engmodel)
- xPowe $ al( xPowe )
- xPowe $ al( xPowe )
-sensePowe $ al(sensePowe )
-idlePowe $ al(idlePowe )
-ini ialEne gy $ al(ini eng)
#==============================================================
========
# Mobile nodes c ea ion
#==============================================================
========
$ns_ node-con ig -wi edRou ing OFF
-mo emen T ace ON
# c ea e mobilenodes
Anexos 63
se node_(0) [$ns_ node];
$ns_ a 0.01 "$node_(0) label "nodo TX ""
$node_(0) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
#$mobile_(0) se X_ 22.0
#$mobile_(0) se Y_ 50.0
#$mobile_(0) se Z_ 1.5
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(0) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(0) 20
se node_(1) [$ns_ node];
$node_(1) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(1) se X_ 50.0
$node_(1) se Y_ 50.0
$node_(1) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(1) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(1) 20
se node_(2) [$ns_ node];
$node_(2) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(2) se X_ 150.0
$node_(2) se Y_ 50.0
$node_(2) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(2) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(2) 20
se node_(3) [$ns_ node ];
$node_(3) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(3) se X_ 150.0
$node_(3) se Y_ 150.0
$node_(3) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(3) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(3) 20
70 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
se node_(2) [$ns_ node];
$node_(2) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(2) se X_ 99.99
$node_(2) se Y_ 33.33
$node_(2) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(2) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(2) 20
se node_(3) [$ns_ node ];
$node_(3) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(3) se X_ 166.66
$node_(3) se Y_ 33.33
$node_(3) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(3) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(3) 20
se node_(4) [$ns_ node ];
$node_(4) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(4) se X_ 33.33
$node_(4) se Y_ 99.99
$node_(4) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(4) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(4) 20
se node_(5) [$ns_ node ];
$node_(5) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(5) se X_ 99.99
$node_(5) se Y_ 99.99
$node_(5) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(5) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(5) 20
se node_(6) [$ns_ node ];
$node_(6) andom-mo ion 0 ; # MN

Anexos 71
mo emen s OFF
$node_(6) se X_ 166.66
$node_(6) se Y_ 99.99
$node_(6) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(6) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(6) 20
se node_(7) [$ns_ node ];
$node_(7) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(7) se X_ 33.33
$node_(7) se Y_ 166.66
$node_(7) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(7) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(7) 20
se node_(8) [$ns_ node ];
$node_(8) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(8) se X_ 99.99
$node_(8) se Y_ 166.66
$node_(8) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(8) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(8) 20
se node_(9) [$ns_ node ];
$node_(9) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
$node_(9) se X_ 166.0
$node_(9) se Y_ 166.0
$node_(9) se Z_ 0.0
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(9) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(9) 20
se node_(10) [$ns_ node ];
$node_(10) andom-mo ion 0 ; # MN
mo emen s OFF
72 Es udios de modelos de mo imien o en in e io es pa a aplicación en en o nos WLAN
$node_(10) se X_ 166.66
$node_(10) se Y_ 250.0
$node_(10) se Z_ 0.0
$ns_ a 0.01 "$node_(10) label "nodo RX ""
#De ine ini ial node posi ion in NAM
$node_(10) nama ach $nam ace
$ns_ ini ial_node_pos $node_(10) 20
pu s "Loading scena io ile..."
sou ce $ al(sc)
pu s "Load comple e..."
#==============================================================
========
# T a ic c ea ion
#==============================================================
========
se udp [new Agen /UDP]
$udp se class_ 1
$udp se packe Size_ 1500
$ns_ a ach-agen $node_(0) $udp
#$ns_ colo 1 Blue
se cb [new Applica ion/T a ic/CBR]
$cb se a e_ 38Kb ; #RATE
$cb se packe Size_ 80 ; #RATE
$cb a ach-agen $udp
$ns_ a 2.0 "$cb s a "
se sink [new Agen /LossMoni o ]
$ns_ a ach-agen $node_(3) $sink
$ns_ connec $udp $sink
#==============================================================
========
# P ocesses' de ini ions
#==============================================================
========
$ns_ a $ al(s op) "$node_(0) ese ";
$ns_ a $ al(s op) "$node_(1) ese ";
$ns_ a $ al(s op) "$node_(2) ese ";
$ns_ a $ al(s op) "$node_(3) ese ";
$ns_ a 0.0 " eco d"
$ns_ a $ al(s op).0001 "s op"
$ns_ a $ al(s op).0002 "pu s "NS EXITING... " ; $ns_ hal "
Anexos 73
p oc s op {} {
global ns_ ace d nam ace g
close $ ace d
close $nam ace
close $g
pu s "S a ing Simula ion..."
$ns_ un