Обидете се со практична активност на инженерството

Анализа на покриеност и капацитет на WiFi мрежа

Безжичното вмрежување продолжи да биде многу интересна тема во денешното комуникациско општество, бидејќи останува основа за истражување и развој на новите мрежни технологии и апликации. За повеќето безжични технологии и апликации, се чини дека WiFi е широко користен поради неговата едноставност и флексибилност. Така, ангажирањето на помладите студенти во практична активност што им помага да ја разберат теоријата зад технологијата WiFi е од големо значење, бидејќи тоа подобро ќе им овозможи да ја цениме безжичната технологија што ги води нивните видео игри дома, игралиште и на училиште.

Прагматично, во последно време, па дури и денес, WiFi стана суштински дел од животот бидејќи луѓето бараат поврзување со високи перформанси. Ова бара експертите да имаат дигитално и супериорно искуство во дизајнирање на WiFi мрежи кои ги исполнуваат овие барања. Таквото искуство вклучува познавање на бројот на уреди со WiFi, т.е. јазол и терминали, кои можат да се поддржат истовремено врз основа на расположливиот опсег и бројот на WiFi радио интерфејси. Тие се потребни за да се разбере анализата на перформансите на покриеноста и капацитетот на WiFi, бидејќи високата латентност и падовите повеќе не се прифатливи. Разбирање на односот помеѓу покриеноста и капацитетот, со што станува клучен во балансирањето на двата елементи.

WiFi мрежите се засноваат на техниката со случаен пристап каде станица или мобилен терминал го зграпчува споделениот медиум со веројатност; таквата техника ги одредува просечните перформанси на пропусната моќ на системот, како и правичноста помеѓу корисниците. Од друга страна, покриеноста (т.е. опсегот на комуникација) на пристапната точка/базната станица го одредува бројот на корисници кои можат да се борат за WiFi каналот секогаш кога имаат податоци за пренос. За анализа на покриеност, кога мобилниот терминал е во опсегот на комуникација на пристапна точка, терминалот е поврзан преку физичка врска (безжична), а можно е таквиот терминал да се поврзе со повеќе пристапни точки во исто време но не значи дека корисникот може да пренесува истовремено. Од друга страна, за анализа на капацитетот, доколку некоја пристапна точка опслужува повеќе мобилни терминали во нејзината област на покривање, пропусната моќ на системот на пристапната точка теоретски се деградира во однос на бројот на поврзани терминали.

Оттука, капацитетот и покриеноста се основни концепти во безжичните мрежи на кои треба да бидат изложени децата и помладите ученици (предуниверзитет), а таквата изложеност треба да започне до поучувајќи ги како се формира мрежна топологија и како се пресметува пропусната моќ/стапката на податоци на корисничкиот сообраќај. Поради оваа причина, на се фокусира на практична активност on создавање на случајна мрежна топологија на WiFi пристапни точки и мобилни терминали, дефинирање на опсегот на комуникација за поврзување за да се разбере покриеноста и употреба на теоремата за капацитет на Шенон за моделирање на максималниот капацитет на пристапна точка со едноповрзан мобилен терминал. Основните концепти ќе им бидат јасно објаснети на студентите преку практична активност која вклучува графичка симулација на случајна мрежна топологија и теоретско пресметување на просечната пропусност. Иако оваа практична активност е наменета за ученици на возраст од 11-13 години и 14-18 години, таа ќе биде повеќе разбрана од средношколците и оние кои се подготвуваат за колеџ и имаат одредена основна позадина во програмирањето, т.е. , тие можат да читаат и разберат неколку едноставни линии на код.

Тематски области

  • Безжичен
  • мрежа

Возрасен опсег на студенти

  • 14 18-години

Со завршување на активноста, студентите ќе се запознаат повеќе со знаењата како да:

1) Симулирајте случајна мрежна топологија на уреди со WiFi (пристапни точки и мобилни терминали).

2) Намалете ја оригиналната топологија само на мрежа од поврзани уреди, врз основа на покриеноста со WiFi.

3) Пресметајте ја просечната пропусност за секоја пристапна точка во поврзаната мрежа.

4) Стартувај ги шифрите на python за извршување на задачите (1) до (3) погоре

За да ја завршите оваа практична активност,

  • Студентите можеби ќе треба да ја прочитаат формулата за капацитет на Шенон за да го разберат капацитетот на WiFi мрежите. Формулата е дадена и во тетратката за питон.
  • Студентите треба да користат Google Colab, до кој може да се пристапи преку нивните Gmail сметки. Врската до споделената проектна папка е https://drive.google.com/drive/folders/1U362pWTJ_rRN18yhunrqY1CnNdUC_1Tw?usp=sharing 
  • Видео-врска (ова е тетратката за питон)

Кодовите ќе бидат дадени за практичната активност, а линкот на Google Colab ќе биде споделен за учениците самостојно да вежбаат и експериментираат. Ова се чекорите:

  1. Најавете се на вашата е-пошта и пристапете до врската на Google Colab до папката со проектот, која ги содржи датотеките и тетратката на python за да ја извршите симулацијата.
  2. Извршете ја симулацијата. За да се создаде случајна топологија, студентите треба да го внесат бројот на пристапни точки, бројот на мобилни уреди и опсегот на комуникација. Тие може да се менуваат секогаш кога ученикот сака да експериментира повеќе пати. Ова ќе му помогне на ученикот да разбере како опсегот на комуникација може да влијае на перформансите на мрежната покриеност. Резултатите од симулацијата ќе го вклучат капацитетот (во однос на просечната пропусност) за секоја пристапна точка.

Благодарение на IEEE Communications Society (ComSoc) и неговите членови кои ја создадоа оваа практична активност.

  • Олувасеун Ајаји

Превод на план за час

Преземање на студентски сертификат за завршување