1.3.5 Выводы
Так как планируется некоммерческое использование средства моделирования, то программный комплекс OPNETModelerне подходит из-за дороговизны.NetworkSimulatorNS-2 не подходит из-за несоответствия спецификацииZigBee. Программный комплексOMNET++ иCastaliaявляются наилучшим вариантом. Базируясь на ОСLinuxтак же портированы и наOSWindows.
В данном проекте использована версия OMNET++ 4.1 иCastalia3.1 дляOSLinux. Использовалась версияUbuntu10.10.
1.4 Моделирование бсс
1.4.1 Программно-графическое представление сети
В графическом редакторе OMNET++ беспроводная сенсорная сеть Castalia представлена следующим образом (в Приложении 1 приведен код, описывающий БСС):
SN - имя сети (используется для моделирования);
wirelessChannel - модуль беспроводного канала;
node[numNodes] - модуль элементов сети;
physicalProcess[numPhysicalProcesses] - модуль физических процессов.
Рис. 15 Структура БСС
Элемент Node описывает каждую рабочую станцию и имеет настраиваемый параметр numNodes, который определяет количество станций в сети.
Каждая станция состоит из следующих модулей (в Приложении 2 приведен код, описывающий модуль Node):
Node - имя сети (используется для моделирования);
Communication - модуль связи;
SensorManager - модуль, описывающий количество датчиков;
ResourceManager - модуль потребляемых ресурсов;
Application - модуль приложений;
MobilityManager - модуль мобильности узлов.
Рис. 16 Модуль Node
Модуль связи имеет следующую структуру (в Приложении 3 приведен код, описывающий модуль CommunicationModule):
Radio - модуль радиоканала;
MAC - модуль физического уровня;
Routing - модуль маршрутизации.
Рис. 17 Модуль CommunicationModule
Все элементы необходимы для работы и их удаление или изменение может привести к не правильной симуляции сети или к ошибке.
1.4.2 Создание конфигурационного файла
Для моделирования сети необходимо создать файл конфигурации omnetpp.ini:
[General]
network = SN
include ../Parameters/Castalia.ini
sim-time-limit = 3600s
SN.numNodes = 20
SN.node[*].Communication.MACProtocolName = "Mac802154"
SN.node[*].Communication.MAC.isFFD = true
SN.node[0].Communication.MAC.isPANCoordinator = true
SN.node[*].Communication.MAC.phyDataRate = 1024
SN.node[*].Communication.MAC.phyBitsPerSymbol = 2
SN.wirelessChannel.pathLossMapFile = "../Parameters/WirelessChannel/BANmodels/pathLossMap.txt"
SN.wirelessChannel.temporalModelParametersFile = "../Parameters/WirelessChannel/BANmodels/TemporalModel.txt"
SN.node[*].ApplicationName = "ThroughputTest"
SN.node[*].Application.startupDelay = 1
SN.node[*].Communication.Radio.RadioParametersFile = "../Parameters/Radio/BANRadio.txt"
SN.node[*].Communication.Radio.TxOutputPower = "-25dBm"
Файл конфигурации начинается с раздела [General]. В нем указываются общие параметры для всех сценариев (в данном случае используется всего один сценарий). Перед моделированием сети необходимо определить следующие параметры:
количество станций (numNodes);
время симуляции (sim-time-limit);
настройки протокола канального уровня (Communication.MAC);
сервер приложений (Application);
настройки радиоканала (Communication.Radio).
Моделирование будет проводиться для 20 устройств (SN.numNodes = 20) в течении одного часа (sim-time-limit = 3600s). Все устройства используют в качестве протокола канального уровня протокол IEEE 802.15.4 (SN.node[*].Communication.MACProtocolName = "Mac802154"). Для него есть несколько дополнительных параметров:
функциональность устройства (Communication.MAC.isFFD);
кто PAN-координатор (Communication.MAC.isPANCoordinator);
скорость передачи данных (Communication.MAC.phyDataRate);
количество битов в символе (Communication.MAC.phyBitsPerSymbol);
В сети все устройства являются полнофункциональными (SN.node[*].Communication.MAC.isFFD = true), для удобства первую станцию сделаем PAN-координатором (SN.node[0].Communication.MAC.isPANCoordinator = true), скорость передачи данных будет равнять 1024 символа/сек, (SN.node[*].Communication.MAC.phyDataRate = 1024), в одном символе будет передаваться 2 байта информации (SN.node[*].Communication.MAC.phyBitsPerSymbol = 2).
Так же необходимо указать настройки для беспроводного канала (wirelessChannel) (устанавливаются по умолчанию):
SN.wirelessChannel.pathLossMapFile="../Parameters/WirelessChannel/BANmodels/pathLossMap.txt"
SN.wirelessChannel.temporalModelParametersFile="../Parameters/WirelessChannel/BANmodels/TemporalModel.txt".
Сервер приложений определяет пропускную способность канала (SN.node[*].ApplicationName = "ThroughputTest") и задержку перед отправкой пакета (SN.node[*].Application.startupDelay = 1) (в секундах).
Для радиоприемопередатчика устанавливается файл входных данных по умолчанию (SN.node[*].Communication.Radio.RadioParametersFile = "../Parameters/Radio/BANRadio.txt") и мощность передатчика устанавливается в -25 dB (SN.node[*].Communication.Radio.TxOutputPower = "-25dBm") (умолчание для беспроводных маломощных сетей).