Chương 3 : CÁC MẠNG MANET MÔ PHỎ NG
3.3.2 Tạo ngữ cả nh
3.3.2.1 Các mô hình di chuyển
Các mô hình di chuyển đóng một vai trò quan trọng trong mô phỏng mạng MANET [28]. Mô hình cần thể hiện chính xác các ngữ cảnh có thể của mạng và góp phần xác định đúng hiệu suất của các giao thức trước khi được triển khai trong thực tế. Đối với các mạng không dây, có hai loại mô hình di chuyển được sử dụng là mô hình vết (trace model) và mô hình tổng hợp (synthetic model). Các mô hình vết là các dạng di chuyển được quan sát trong hệ thống thực. Mô hình vết cung cấp thông tin chính xác, đặc biệt khi chúng liên quan tới nhiều bên tham gia và quãng thời gian quan sát đủ dài. Tuy nhiên, với môi trường mạng mới, là mạng MANET, không dễ dàng xây dựng được mô hình vết. Trong trường hợp này cần thiết phải sử
dụng các mô hình tổng hợp.
Các mô hình tổng hợp cố gắng thể hiện giống thực tế hành vi của các nút di
động mà không sử dụng tới mô hình vết bằng việc mô tả các di chuyển của nút một cách thống kê. Mỗi nút được gán một giải thuật dùng để ngẫu nhiên hóa sự di chuyển. Dạng di chuyển của mạng là tập hợp các di chuyển từ việc áp dụng mô hình
di chuyển vào một hoặc nhiều nút. Ba mô hình di chuyển tiêu biểu mô phỏng các mạng MANET là Random Waypoint, Random Walk và Random Direction [28].
a. Mô hình Random Waypoint
Theo mô hình Random Waypoint, đầu tiên nút có một ví trí ngẫu nhiên trong khu vực mô phỏng và ở tại đó một khoảng thời gian gọi là thời gian tạm dừng. Khi quãng thời gian này hết hạn, nút chọn ngẫu nhiên một đích trong khu vực mô phỏng và một tốc độ được phân bố đồng đều giữa [Speedmin, Speedmax]. Sau đó, nút di chuyển tới vị trí mới với tốc độ đã chọn. Khi tới vị trí mới, nút dừng một khoảng thời gian được chọn theo phân bố đồng đều giữa [Pmin, Pmax] và sau đó tiếp tục lại quá trình. Minh hoạ trực quan sự di chuyển của một nút theo mô hình Random Waypoint bởi chương trình ứng dụng Gnuplot được biểu diễn trên hình 9.
Các tham số mô phỏng cho Random Waypoint được cho trong bảng 4
Tham số Ý nghĩa
Speedmin Tốc độ thấp nhất Speedmax Tốc độ cao nhất
Pmin Thời gian tạm dừng nhỏ nhất Pmax Thời gian tạm dừng lớn nhất
Bảng 4: Các tham số của mô hình Random Waypoint
Mô hình Random Waypoint rất linh động, cho phép tạo ra dạng di chuyển như
trong thực tế mọi người đi trong các hội nghị. Do vậy, đây là mô hình được dùng phổ biến nhất trong các nghiên cứu về mạng MANET [6,13,25,33,..]. Trong NS2, mô hình Random Waypoint được tạo bởi công cụ setdest.
b. Mô hình Random Walk
Mô hình Random Walk thể hiện chuyển động thất thường, khó dự đoán của nhiều thực thể di chuyển trong thực tế. Nút di động di chuyển từ vị trí hiện tại tới vị
trí mới bằng việc chọn ngẫu nhiên hướng [0,180độ], tốc độ [Speedmin, Speedmax]. Mỗi chuyển động diễn ra trong khoảng thời gian travel_time hoặc khoảng cách hằng số, không có khoảng thời gian tạm dừng trước khi nút thay đổi hướng và tốc
độ. Minh họa trực quan sự di chuyển của một nút theo mô hình Random Walk bởi chương trình Gnuplot trên hình 10.
Các tham số mô phỏng cho Random Walk được cho trong bảng 5
Tham số Ý nghĩa
Speedmin Tốc độ thấp nhất Speedmax Tốc độ cao nhất
Travel_time Thời gian di chuyển của nút trước khi thay đổi hướng và tốc độ
Bảng 5: Các tham số của mô hình Random Walk
Trong mô hình Random Walk, tham số thay đổi hướng của nút di động quyết
định mức độ thay đổi của mạng. Nếu tham số này có giá trị nhỏ, sự di chuyển ngẫu nhiên giới hạn trong một phạm vi nhỏ của khu vực mô phỏng, mạng nửa tĩnh và còn
được gọi là di chuyển Brao-ning. Nếu tham số có giá trị lớn, mạng thay đổi trên phạm vi rộng.
Hình 10: Di chuyển của một nút theo mô hình Random Walk
c. Mô hình Random Direction
Trong mô hình Random Direction, nút di động chọn một hướng ngẫu nhiên và di chuyển theo tốc độ được phân bố đồng đều giữa [Speedmin, Speedmax]. Khi tới biên của khu vực mô phỏng theo hướng đó, nút dừng một khoảng thời gian ngẫu nhiên trong khoảng [Pmin, Pmax] trước khi chọn một hướng khác và tiếp tục quá trình. Minh hoạ trực quan sự di chuyển của một nút theo mô hình Random Direction bởi chương trình Gnuplot trên hình 11.
Các tham số mô phỏng cho Random Direction được cho trong bảng 6.
Tham số Ý nghĩa
Speedmin Tốc độ thấp nhất Speedmax Tốc độ cao nhất
Pmin Thời gian dừng tại biên nhỏ nhất Pmax Thời gian dừng tại biên lớn nhất
Hình 11: Di chuyển của một nút theo mô hình Random Direction
Mô hình Random Direction được tạo ra để khắc phục số trung bình các hàng xóm cao trong mô hình Random Waypoint và Random Walk với sự tập trung của các nút tại trung tâm của khu vực mô phỏng. Số chặng trung bình của các gói tin dữ
liệu sử dụng mô hình Random Direction sẽ lớn hơn số chặng trung bình trong các mô hình di chuyển khác.