Message Passing Interface for Massive Simulations of Mobile Ad-hoc Networks
Authors
Jacobsen, Jonas Kloster ; Byrdam, Charlie Dittfeld
Term
4. term
Education
Publication year
2019
Submitted on
2019-06-07
Pages
64
Abstract
Et mobilt ad hoc-netværk (MANET) er et decentraliseret trådløst netværk, hvor enheder (noder) kommunikerer direkte via radio. Sådanne netværk kræver Medium Access Control (MAC)-protokoller til at styre, hvem der sender hvornår, så kanalen udnyttes effektivt og energiforbruget holdes nede. Dette projekt bygger en simulator som et alternativ til tests i virkeligheden, så man kan lave gentagelige forsøg i en kontrolleret netværkstopologi. Vi præsenterer et C++-bibliotek, der bruger MPI til at skrive og køre MANET-simuleringer. Med biblioteket kan man implementere kommunikations- og MAC-protokoller—som ALOHA eller LMAC—i C++, mens biblioteket emulerer radiohardware og simulerer radiokommunikationen mellem den emulerede hardware. Vi foreslår også en metode til at modellere linkdæmpning (path loss) ved at bruge bygningskonturer mellem noder fra OpenStreetMap-kortfliser, baseret på målinger fra virkelige felter. I vores forsøg kan vi simulere 100 noder på cirka 45 minutter med 128 kerner, og køretiden stiger markant, når antallet af noder vokser.
A mobile ad hoc network (MANET) is a decentralized wireless network where devices (nodes) communicate directly over radio. Such networks need Medium Access Control (MAC) protocols to coordinate who transmits when, so the shared channel is used efficiently and energy is saved. This project builds a simulator as an alternative to real-world testing, enabling repeatable experiments in a controlled network topology. We present a C++ library that uses MPI to write and run MANET simulations. With it, users can implement communication and MAC protocols—such as ALOHA or LMAC—in C++, while the library emulates the radio hardware and simulates over-the-air communication between the emulated devices. We also propose a method to model link path loss by using building footprints between nodes from OpenStreetMap tiles, informed by real-life field measurements. In our experiments, we simulate 100 nodes in about 45 minutes using 128 cores, and runtime increases substantially as the number of nodes grows.
[This abstract was generated with the help of AI]
Documents