Modelado de una red ad hoc con transceptores en un entorno urbano

Solicite archivos de proyecto para este ejemplo haciendo clic aquí.

Las redes ad hoc peer-to-peer pueden proporcionar comunicaciones confiables en situaciones de emergencia en las que las infraestructuras fijas, como las estaciones base, pueden no estar disponibles. Una red ad hoc móvil (MANET) es una red de auto-configuración de dispositivos móviles conectados sin infraestructuras o cables. Estas redes operan de forma independiente y pueden estar compuestas por uno o muchos transceptores. La introducción de los transceptores de RemCom proporciona una forma rápida de configurar y modelar redes ad hoc donde los nodos pueden actuar como transmisor y receptor. El escenario descrito aquí se basa vagamente en lo descrito en el artículo AT&T, Geocast inalámbrico ad hoc escalable.

Considere un área urbana que es atendida por dos estaciones base convencionales montadas en el tejado que operan a 2,154 GHz. Hay cuatro usuarios de telefonía móvil a nivel de calle que actualmente se comunican con la estación base 2 cuando ocurre una emergencia, causando que la estación base 2 salga de servicio. Además, la gravedad de la emergencia requiere que los residentes evacuen el área alrededor de la estación base 2 (Figura 1).

Figura 1: esquema del escenario de red ad hoc.

 

Una red ad hoc que utiliza la comunicación peer-to-peer entre los teléfonos móviles puede superar la pérdida de la estación base 2, alertar a otros usuarios de telefonía móvil de la situación y aconsejarles que dejen el área.

Para simular tal escenario, RemCom creó un proyecto Wireless InSite utilizando geometría urbana y terreno plano para representar una porción de Dupont Circle en Washington, DC, cubriendo un área de aproximadamente 700 por 1050 metros. Dos transmisores, cada uno con una antena dipolo vertical de media onda, transmitiendo a 2,154 GHz, fueron creados para representar las estaciones base montadas en el tejado. Los teléfonos móviles de nivel de la calle estuvieron representados por cuatro transceptores. El modelo de rayos 3D acelerado por GPU de RemCom, X3D, se configuró para incluir trazados con hasta cinco reflejos y una difracción.

La figura 2 muestra la cobertura de energía recibida cuando ambas estaciones base están activas.

Figura 2: energía recibida de las estaciones base 1 y 2.

 

La tabla 1 muestra la potencia recibida de cada una de las dos estaciones base activas a los cuatro teléfonos móviles. Suponiendo un límite de señal de teléfono móvil de-90 dBm, los teléfonos móviles 2 y 4 son capaces de establecer una conexión a la estación base 1 o estación base 2, mientras que los teléfonos móviles 1 y 3 sólo pueden establecer una conexión con la estación base 2.

Tabla 1: energía recibida en las ubicaciones de los teléfonos móviles de las dos estaciones base.

 

Cuando la estación 2 sale de servicio, la cobertura es limitada como se ve en: "¡ error! Fuente de referencia no encontrada. " La intensidad de la señal de la estación base 1 es demasiado baja para establecer una conexión con los teléfonos móviles 1 y 3; sin embargo, los teléfonos móviles 2 y 4 tienen suficiente fuerza de señal para comunicarse con la estación base 1 y pueden retransmitir la información de emergencia en sus vicinidades inmediatas como se muestra en la figura 3.

Figura 3: energía de la estación base 1 después de que la estación base 2 salga de servicio.

 

A través de la comunicación peer-to-peer, el teléfono móvil 2 puede transmitir un mensaje que puede ser recibido por estos teléfonos, comunicando al teléfono móvil 1 con un nivel de señal de-54,671 dBm, y al teléfono móvil 3 con un nivel de señal de-53,369 dBm (tabla 2).

Tabla 2: potencia recibida (dBm) en la red ad hoc del teléfono móvil.

 

A medida que los teléfonos móviles 1 y 3 reciben la señal, también lo retransmiten a la zona circundante. Con los cuatro teléfonos móviles formando una red ad hoc y transmitiendo la señal, la contribución de los transmisores de telefonía móvil más que compensa la pérdida de cobertura de la estación base 2 (Figura 4).

Figura 4: cobertura de la estación base 1 y los teléfonos móviles de cuatro calles.

 

El uso de transceptores facilita la localización de las antenas transmisoras y receptoras en una sola ubicación. En este ejemplo, RemCom usó transceptores para los teléfonos móviles y optimizó el proceso de configuración de los teléfonos móviles y las estaciones base para simular una red ad hoc móvil.

Solicite archivos de proyecto para este ejemplo haciendo clic aquí.