Utilize este identificador para referenciar este registo:
https://hdl.handle.net/10216/114134| Autor(es): | João Bernardo Martins de Sousa e Silva Mota |
| Título: | Framework for Offline Wireless Network Experimentation |
| Data de publicação: | 2018-07-12 |
| Resumo: | Projects related to communications systems often, if not always, require testing in a real testbed. This involves setting up a mostly temporary experiment, which may require the use of several resources. If the results from the real world experiments turn out to be different from those obtained from simulations, the project will need to be re-evaluated in a simulation environment before repeating the same, costly, real world experiments. This cycle of testing and validation can repeat itself an arbitrary number of times before a suitable solution is found, which in turn can amount to a considerable investment in terms of resources and time. This dissertation's project aims to minimize or even fully mitigate the amount of real world experimentation required to develop robust and reliable solutions by providing a system that allows its users to automatically create simulations whose conditions come very close to the ones found in the real world. Furthermore, the solution proposed in this dissertation would reduce the user's workload as well as minimize the possibility of human error in the process, by automating most of the tasks involved. This is achieved by storing layer one characteristics from previous real experiments, such as Signal-to-Noise Ratio (SNR) and node positions, and reproducing them in simulations instead of relying on the available Propagation Loss and Mobility models. By using this system, one can get more accurate results from a simulator, which means that when a project is finally tested in a real world environment, the probability that the obtained results differ significantly from those obtained in simulated environments is considerably lower, thus reducing the number of times the project needs to be tested in real testbeds. The solution proposed in this dissertation can also become a platform that enables wide and open access to network researchers data. This would simplify sharing of data and is useful in many cases, such as the validation of results published in scientific papers and those obtained from network projects in general. To validate the solution proposed in this document, a proof-of-concept version of the system was developed. The system is composed by three main components: 1) an information retrieval agent to be installed in the real testbed nodes; 2) a central storage system to store the layer one characteristics from real experiments; and 3) a web-based user interface to browse data from past experiments and download automatically generated trace-based simulations. The system was submitted to real usage, where its purpose was fulfilled by successfully recording a real laboratory testbed experiment and reproducing it as a trace-based simulation. Furthermore, a questionnaire was distributed among a group of researchers, the results of which showed a significant acceptance of the framework as an improvement upon the current methodology. |
| Descrição: | É com frequência que os projetos relacionados com redes de comunicações exigem que se façam testes em ambientes reais. Para efetuar estes testes é necessário montar um cenário, muitas vezes temporário, que consumirá uma quantidade significativa de recursos. Se se vier a verificar que os resultados obtidos da experiência em ambiente real diferem dos resultados obtidos em ambientes de simulação num grau que ultrapasse o aceitável, o projeto terá que ser reavaliado em ambientes de simulação e, posteriormente, voltar a ser testado em ambientes reais. Este processo de teste e validação poderá repetir-se um número arbitrário de vezes até que se consigam resultados aceitáveis, o que resulta num elevado consumo de recursos. Com esta dissertação, pretende-se mitigar ou mesmo eliminar completamente a necessidade de repetir experiências em ambientes reais para o desenvolvimento de soluções robustas e de confiança, fornecendo aos utilizadores um sistema que permite criar automaticamente simulações cujas condições se aproximam muito daquilo que é encontrado no mundo real. Além disso, a solução proposta nesta dissertação tem como objetivo eliminar a quantidade de trabalho que o utilizador teria normalmente, assim como a possibilidade de erro humano no processo, através da automatização da maioria dos passos envolvidos. Isto é conseguido através do armazenamento de características da camada física da rede, tais como Signal-to-Noise Ratio (SNR) e as posições dos nós de experiências feitas anteriormente, substituindo-as posteriomente pelos modelos relevantes, nomeadamente, o PropagationLossModel e o MobilityModel. A utilização deste sistema permite a obtenção de resultados de simulações mais próximos dos esperados em ambientes reais, o que diminui significativamente a probabilidade de os resultados obtidos em ambos os casos diferirem significativamente, por sua vez diminuindo a necessidade de voltar atrás no ciclo de desenvolvimento e poupando assim os recursos que teriam sido utilizados ao longo do processo. Esta solução tem ainda o potencial de se tornar numa plataforma que permite o acesso generalizado a dados de investigadores da área de redes de comunicação. Isto simplificaria a partilha de dados e tem vários casos de uso, tal como a validação de resultados publicados em artigos científicos ou em projetos de comunicações no geral. Como validação da solução proposta neste documento, foi desenvolvido um sistema que consitui uma prova de conceito da mesma. Esse sistema é composto por 3 componentes principais: 1) um agente de recolha de informação; 2) am sistema de armazenamento central e; 3) uma interface web para os utilizadores. O sistema foi submetido a um cenário de experimentação real onde conseguiu cumprir as suas tarefas com sucesso, registando os dados da experiência e permitindo a sua reprodução como uma simulação trace-based. Além disso, foi distribuído um questionário a um grupo de investigadores, cujos resultados mostraram uma clara aceitação da framework como uma melhoria sobre a metodologia atualmente usada. |
| Assunto: | Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| Áreas do conhecimento: | Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| DOI: | 10.34626/0p2k-5520 |
| Identificador TID: | 202115526 |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/114134 |
| Tipo de Documento: | Dissertação |
| Condições de Acesso: | openAccess |
| Licença: | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ |
| Aparece nas coleções: | FEUP - Dissertação |
Ficheiros deste registo:
| Ficheiro | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 277723.pdf | Framework for Offline Wireless Network Experimentation | 2.37 MB | Adobe PDF | ![]() Ver/Abrir |
Este registo está protegido por Licença Creative Commons
