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Medium Access Control (MAC) protocols for satellite communications
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Protocolli di accesso al mezzo trasmissivo per comunicazioni
satellitari
Laureando: Matteo Ratini Relatore: Prof. Alessandro Neri
Facoltà di Ingegneria Laurea in Ingegneria Elettronica
Roma, 9 Ottobre 2008 Anno Accademico 2007-2008
Introduzione
o Thales Alenia Space: Galileo Positioning System – Progetto GAPACOM
o Protocollo MAC ( BTDAMA ) indirizzato a traffico “burst”
o Network Simulator 2 ( NS2 ) – Ubuntu Linux
Scenario satellitare o 27 satelliti MEO attivi simultaneamente ed un numero
qualsiasi di stazioni terrestri: orbite circolari con altezza media nominale di 29.601 km
o Il progetto GAPACOM prevede, in un futuro sviluppo di Galileo, un payload di comunicazione bidirezionale
o Le frequenze in gioco sono confinate nella banda L, come per il sistema GPS
Protocolli MAC o Gestiscono le comunicazioni tra più stazioni, fisse o mobili,
quando esse devono condividere un unico mezzo trasmissivo
o Tali protocolli agiscono al livello MAC: rispetto al modello ISO/OSI si trovano al livello 2, detto DataLink
o Tale livello svolge funzioni di indirizzamento e di controllo di accesso al mezzo
Protocolli DAMA o TDMA/DAMA: suddivisione della banda in istanti temporali
solo ai terminali che ne fanno esplicitamente richiesta
o Assegnazione a frequenza fissa:
oppure variabile:
Protocollo BTDAMA
o Burst-Targeted: modello più realistico di quello di Poisson
o Suddivisione dei compiti: alte prestazioni e ritardi minimi
o Segnalazioni e stati di ON/OFF
Network Simulator 2 o Simulatore ad eventi discreti
o Nucleo in C++, interfaccia con l’utente in Tcl
o È stato modificato direttamente il nucleo del software, agendo sulle classi del protocollo MacTdma
NS2: implementazione DAMA
o Punto di partenza: protocollo DAMA implementato dal CNR
o 2 nuovi blocchi: Requester e Allocator
o Modifiche ai file .h e .cc della classe MacTdma
NS2: implementazione BTDAMA
o Studio dell’algoritmo: controllo degli stati dei terminali
o Scelta del numero delle segnalazioni correlato alla stabilità della connessione
o Implementazione di 2 nuovi blocchi Requester e Allocator caratteristici del BTDAMA
NS2: sviluppo BTDAMA
o Blocco Requester: identifica lo stato del nodo e lo segnala allo scheduler
o Blocco Allocator: riceve gli stati dei terminali e li memorizza insieme al loro indirizzo in 2 tabelle di allocazione distinte, assegna il canale in base al contenuto di questi array
o Regola Round-Robin : equità nell’assegnazione del canale
o Funzioni di supporto: implementazione di 10 classi in C++
Programmazione in C++
o Funzione dorequest( ): - Verifica dei pacchetti in coda - Segnalazione attraverso un vettore di richiesta
o Funzione allocation( ): - Estrazione dei terminali in stato ON e OFF - Assegnazione della banda disponibile - Rotazione degli indirizzi nelle tabelle di allocazione
Conclusioni o Le simulazioni hanno dimostrato che utilizzando il BTDAMA
si riescono ad ottenere dei ritardi molto contenuti anche all’aumentare del throughput, in particolare quando quest’ultimo supera il 50%.
Grazie dell’attenzione