Laboratorul 3
Materiale ajutătoare
Teorie:
Despre modulațiile DSSS-CCK și OFDM - quick intro bun
aici
Despre comuncația la lower level MAC - quick intro
aici
studiu similar pentru a/g/n/ac, agregare
80211notes
Concepte (rezumat)
Modulație PHY - Modulația este un proces folosit în telecom prin care modificăm parametrii unui semnal cu scopul de a transmite informații. Dacă la radio am auzit de AM (modularea în amplitudine a semnalului) sau FM (modularea în frecvență a semnalului) în WiFi întâlnim preponderent DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), CCK (Complementary Code Keyring) și, cea mai modernă, inclusiv în tehnologia 802.11ac și 4G-LTE: OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
Cadrele (frame-urile) în wifi - vă veți tot lovi de conceptele astea fie prin curs, fie prin standard, fie chiar și prin kernelul de Linux:
Pachetele ETH/IP/UDP cu care suntem familiari circulă prin WiFi conform figurii de mai jos (valabil pentru orice standard) - în lumea wifi ele poartă numele de MSDU (MAC Service Data Unit)
Scop
Scopul acestui laborator este de a calcula capacitatea unui canal 802.11 pentru diverse standarde, în condiții ideale.
Vom face o analiză teoretică folosind temporizările, randomizările, și dimensiunile antetelor din standard, versus estimarea în simulator. Cazurile de interes sunt:
Capacitatea WiFi
Scopul acestui laborator este de a calcula capacitatea unui canal 802.11 pentru diverse standarde, în condiții optime. Vom face o analiză teoretică folosind temporizările, randomizările, și dimensiunile antetelor din standard, versus estimarea în simulator. Cazurile de interes sunt:
802.11b, 802.11a, 802.11g
cu/fără RTS/CTS
UDP, TCP
clienți multipli la un AP downlink, uplink
Capacitatea ideală teoretică
802.11b Antet PHY de 192biți trimis la MCS=1Mbps
802.11g Antet PHY de 16us + 24biți trimis la MCS=6Mbps
calculați durata unei tranzacții atomice de transmitere a unui cadru: DIFS, arbitraj, PHY header, MAC header, IP/UDP header, UDP Payload de x octeți, FCS, SIFS, ACK
atenție: MAC, IP,UDP,Payload, CRC și corp ACK se transmit prin aer la rata MCS, măsurată în bps
folosiți duratele temporizărilor specificate în standard, și dimensiunile antetelor PHY din schemele de mai sus
11b: slot=20, SIFS=10, DIFS=50
11g: slot=9, SIFS=10, DIFS=28
pentru început determinați durata în microsecunde a unei tranzacții (separat 11b și 11g)
scrieți funcția Throughput_11b(x) unde x este payload UDP, iar MCS(o constantă) ia valorile din standard 11b=1, 2, 5.5, 11
2)
scrieți funcția Throughput_11g(x) unde x este payload UDP, iar MCS ia valorile din standard 11g=6, 12, 36, 54
deduceți modul în care debitul obținut în Mbps depinde de MCS și de dimensiunea UDP payload
gnuplot> plot MCS=1, Throughput(x) w l t '1Mbps', MCS=2, Throughput(x) w l t '2Mbps', MCS=5.5, Throughput(x) …
realizați grafice pentru 802.11b (axa x: payload UDP; axa y: Throughput[Mbps])
realizați grafice pentru 802.11g (axa x: payload UDP; axa y: Throughput[Mbps])
Capacitatea ideală simulare
Pentru un singur client, se vor repeta curbele de mai sus folosind ns-2. Scriptul
infra.tcl configurează la (0,0) un AP și n-1 noduri plasate în vecinătatea sa. Traficul este generat de la AP către fiecare nod.
pentru capacitatea ideală, folosim un AP, un client,trafic de tip UDP
necesită parametrii -run_tcp 0 -nn 2 -packetSize 100 -sendingRate 1Mbps
în script trebuie decomentată numai porțiunea corespunzătoare standardului (11b, 11g,sau 11a)
în script trebuie indicată MCS – se numește dataRate_
pe linia de comandă trebuie dați parametrii relevanți pentru dimensiunea pachetului și rata dorită de UDP
repetați graficele precedente/teoretice folosind simularea. Puncte de evaluare pentru packet size: 20, 50, 100, 500, 1000, 1500
De ce?
VoIP ~ 20-300;
DNS, TCP~ 500; Ethernet=1500; 802.11 Beacon=380
repetați experimentele cu RTS/CTS activat. Ce impact are asupra pachetelor mari? Dar a celor mici?
Pentru
11n și 11ac situația este chiar mai gravă, iar soluția este agregarea de cadre.