Сравнение стандартов Wi-Fi при передаче данных с борта БПЛ к наземной станции в NS-3
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-4-73-79Ключевые слова:
беспилотный летательный аппарат, передача данныхАннотация
Представлено описание работы программ для проведения имитационного моделирования процесса передачи видеоданных с борта БПЛА к наземной станции с использованием стандартов семейства IEEE 802.11 (802.11n, 802.11ас и 802.11ах) с возможностью изменения индексов модуляции, схем кодирования и скорости передачи данных. Рассмотрен сценарий, в котором зависший в воздухе беспилотный летательный аппарат передает поток видеоданных на наземную станцию, при этом расстояние между узлами увеличивается, а скорость передачи поддерживается на одном уровне, близком к скорости передачи реального видеопотока. Моделирование проводилось в несколько этапов для более детального изучения зависимости потери пакетов передаваемых данных от изменения индексов модуляции, схем кодирования и других параметров. По результатам моделирования было получено несколько графиков, отображающих влияние увеличения расстояния на коэффициент доставки пакетов (Packet-Delivery Rate - PDR) при изменении вышеперечисленных параметров при каждом рассматриваемом стандарте семейства IEEE 802.11. На основе полученных результатов были сделаны выводы о влиянии рассматриваемых параметров на передачу данных и выделены перспективные вопросы, в решении которых будут полезны полученные результаты. Исследование проводилось в сетевом симуляторе с отрытым исходным кодом NS-3, который имеет необходимые библиотеки для проведения качественного моделирования передачи данных и позволяет задавать широкий спектр параметров для получения реалистичных результатов. Результаты работы могут быть интересны производителям БПЛА при планировании миссий, в которых в качестве канала для передачи видеоданных используется Wi-Fi.Библиографические ссылки
Khorov E.A tutorial on IEEE 802.11 ax high efficiency WLANs. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 2018, vol. 21, no. 1, pp. 197-216.
Vikulov A.S., Paramonov A.I. [Traffic analysis in a wireless access network of the IEEE 802.11 standard]. Trudy uchebnykh zavedenii svyazi, 2017, vol. 3, no. 3. pp. 21-27 (in Russ.).
Vikulov A.S., Paramonov A.I. [Model of the OFDM channel in the problem of assessing the efficiency of the IEEE 802.11 network]. Infokommunikatsionnye tekhnologii, 2018, vol. 16, no. 3, pp. 290-297 (in Russ.).
Chriki A. FANET: Communication, mobility models and security issues. Computer Networks, 2019, vol. 163, p. 106877.
Bujari A., Palazzi C.E., Ronzani D. FANET application scenarios and mobility models. Proc. of the 3rd Workshop on Micro Aerial Vehicle Networks, Systems and Applications, 2017, pp. 43-46.
Srivastava A., Prakash J. Future FANET with application and enabling techniques: Anatomization and sustainability issues. Computer Science Review, 2021, vol. 39, pp. 100359.
Crow B.P. IEEE 802.11 wireless local area networks. IEEE Communications magazine, 1997, vol. 35, no. 9, pp. 116-126.
Carneiro G. NS-3: Network Simulator 3. UTM Lab Meeting April, 2020, vol. 20, pp. 4-5.
Belan V.A., Shakir M.M., Khomenok M.Yu. [Modeling the Manet network in the NS-3 simulator]. Telekommunikatsii: seti i tekhnologii, algebraicheskoe kodirovanie i bezopasnost’ dannykh. BGUIR, 2018, pp. 20-26 (in Russ.).
Shipitsin S.P., Kavalerov M.V. [Features of modeling the urban environment in the network simulator NS-3]. Avtomatizirovannye sistemy upravleniya i informatsionnye tekhnologii, 2018, pp. 265-269 (in Russ.).
Belan V.A., Shakir M.M., Khomenok M.Yu. [Simulation in the NS-3 simulator of the MANET network based on the routing protocols AODV and DSDV]. Kodirovanie i tsifrovaya obrabotka signalov v infokommunikatsiyakh. BGUIR, 2019, pp. 123-128 (in Russ.).
Zabarin M.A., Ponomarchuk Yu.V. [Analysis of the simulation capabilities of wireless sensor networks in the Kozha simulator]. Nauchno-tekhnicheskoe i ekonomicheskoe sotrudnichestvo stran ATR v XXI veke, 2019, vol. 2, pp. 27-31 (in Russ.).
Kuleshov S.V., Zaitseva A.A., Shal’nev I.O. [An approach to implementing a distributed system of virtual machines for self-organizing networks]. Informatsionno-upravlyayushchie sistemy, 2019, no. 5 (102), pp. 30-37 (in Russ.). DOI: 10.31799/1684-8853-2019-5-30-37.
Chernega V.S. [Evaluation of the throughput at the channel and transport layers of 802.11 n networks operating in infrastructure mode]. 26-ya Mezhdunarodnaya Krymskaya konferentsiya «SVCh-tekhnika i telekommunikatsionnye tekhnologii» (KryMiKo’2016) (Sevastopol’, 4 sentyabrya 2016 g.) [26th International Crimean Conference “Microwave Technology and Telecommunication Technologies” (Critique'2016) (Sevastopol, September 4, 2016)], pp. 394-400 (in Russ.).
Masiukiewicz A. Throughput comparison between the new HEW 802.11 ax standard and 802.11 n/ac standards in selected distance windows. International J. of Electronics and Telecommunications, 2019, vol. 65, no. 1, pp. 79-84.
Titov K.D., Lipatov A.O., Zavalishina O.N. [Evaluation of the noise immunity of the IEEE 802.11n communication system under the influence of interference, taking into account the structure of the transmitted data packet]. Teoriya i tekhnika radiosvyazi, 2019, no. 4, pp. 95-107 (in Russ.).
Vikulov A.S. [Efficiency of channel use and a method for optimizing the number of frames in the A-MSDU block for the IEEE 802.11 ac network]. Radiotekhnicheskie i telekommunikatsionnye sistemy, 2018, no. 4, pp. 21-31 (in Russ.).
Rochim A.F. Performance comparison of wireless protocol IEEE 802.11ax vs 802.11ac. 2020 International Conference on Smart Technology and Applications (ICoSTA). IEEE, 2020, pp. 1-5.
Bankov D. OFDMA uplink scheduling in IEEE 802.11 ax networks. 2018 IEEE International Conference on Communications (ICC). IEEE, 2018, pp. 1-6.
Sevryukova E.A. [Simulation modeling of the environmental monitoring system]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Elektronika, 2019, vol. 24, no. 5, pp. 521-529 (in Russ.).
