Il documento discute i protocolli di accesso al mezzo trasmissivo per le comunicazioni satellitari, con particolare attenzione al protocollo btdama e al progetto gapacom per il sistema di posizionamento Galileo. Viene presentata un'implementazione del protocollo dama nel network simulator 2 (ns2), che include modifiche e nuovi blocchi per migliorare l'efficienza della comunicazione. Le simulazioni mostrano che btdama riduce i ritardi anche quando il throughput aumenta oltre il 50%.

1. Facoltà di Ingegneria
Laurea in Ingegneria Elettronica
Protocolli di accesso al mezzo
trasmissivo per comunicazioni
satellitari
Laureando: Matteo Ratini
Relatore: Prof. Alessandro Neri
Roma, 9 Ottobre 2008
Anno Accademico 2007-2008

2. 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

3. 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

4. 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

5. 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:

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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++

11. 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

12. 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%.

13. Grazie dell’attenzione