ns3 中 802.11 Phy & Channel

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ns3 中 802.11 Phy 和 Channel 对应于 YansWifiPhy 和 YansWifiChannel 两个类，它们分别有对应的 Helper 类，辅助配置工作。

YansWifiPhy 描述的是天线相关参数，比如 TxGain, RxGain, RxRoiseFigure 等。 YansWifiPhy 应用依赖于 YansWifiChannel 中的两个成员变量 PropagationDelayModel 和 PropagationLossModel。 

PropagationDelayModel 很好理解，就是无线电的传播模型，通常使用 ConstantPropagationDelayModel 并使用缺省值，光速 c = 3.0 e+8 传播即可。

PropagationLossModel 对应的是无线传播衰减模型。信号衰减模型本身很复杂，对应的模型很多。从ns2过度过来一定知道的模型有 free space, two-ray ground, shadowing 模型等。一般认为 shadowing 模型已经能够很好的仿真了。在 ns3 中定义了更加丰富的信号衰减模型，名字也区别于 ns2。比如 free space 模型在ns3 中称为 Ferris 模型。 Shadowing 模型在ns3 中称为 LogDistancePropagationLossModel.

其中，L 表示信号衰减程度，采用 dB 计量。 如果知道发送端发出的信号功率，和节点间距离，就能够计算出接收端接收到的信号功率。

看到这里，有个疑问是，ns3 中数据包是怎么丢失的？更具体一点，知道了接收信号强度，RxGain, RxRoiseFigure 等参数后，如何判断某个数据包是丢失还是没有丢失呢？ 更上层的问题是，如何计算无线传送距离呢？在讨论无线干涉模型时有这么几个距离需要关注：1. 传输距离； 2. 干涉距离；3. 载波检测距离。 

ns3 中 YansWifiPhy 中包含两个属性与这些距离相关，它们是 EnergyDetectionThreshold （ED）和 CcaModelThreshold (CCA). 缺省设置， ED = -96 dbm, CCA = -99 dbm. 也就是说 ED 要大于 CCA. CCA 是 Clear Channel Assessment 的首字母缩写。CCA 的功能定义在不同的物理模型中是不同的。比如， DSSS 模型中，CCA 的功能定义如下：

• CCA Mode 1:  能量高于ED。一旦检测到能量高于ED阈值，CCA 就报信道忙；
• CCA Mode 2:  仅依赖 CS。不管检测到的能量是高于 ED，还是低于 ED，只要高于 CS 阈值就报告信道忙；
• CCA Mode 3:  检测到 CS，并且高于 ED。CCA 报告信道忙的前提，既要求检测的能量高于 CS 阈值，又要高于 ED 阈值。

ns3 中数据在物理层的发送过程是这样的。首先，下图显示了物理设备和信道直接的关系，如下：

YansWifiPhy::SendPacket 启动数据包发送： 
     m_channel->Send (this, packet, GetPowerDbm (txPower) + m_txGainDb, txMode, preamble);
YansWifiChannel::Send 将把数据包发送到所有注册在此channel的物理设备，并调用对应的接收函数：
    Simulator::ScheduleWithContext (dstNode,
                                          delay, &YansWifiChannel::Receive, this, 
                                          j, copy, rxPowerDbm, wifiMode, preamble);
    YansWifiPhy::Receive 调用：
            m_phyList[i]->StartReceivePacket (packet, rxPowerDbm, txMode, preamble);
YansWifiPhy::StartReceivePacket 启动物理层接收数据包，物理层根据当前状态的不同决定是否启动接收过程。当物理设备处于Switching, Rx, Tx 时，都会丢掉该数据包，当物理设备处于 CCA_Busy 和 Idle 状态时，并且接收信号强度高于 ED 阈值时，进入下一步处理：
    m_endRxEvent = Simulator::Schedule (rxDuration, &YansWifiPhy::EndReceive, this, 
                                            packet,
                                            event);
InterferenceHelper::CalculatePer 从 chunck 的尺度计算 Packet Error Rate (per). 物理设备判断接收成功与否的方式太简单，即在[0, 1]区间均匀抽样，如果随机数大于 per， 则认为接收成功，否则失败。

chunck 的划分不是以调制边界为基础的，而是以物理设备所在地的snr 保持不变的时间端为依据。每个比特块的出错概率通过 ErrorRateModel 计算出。目前 ns3 中仅仅定义了一个 YansErrorRateModel。ErrorRateModel 能够计算出在当时的 snr 条件下，以特定的调制模式，比如 BPSK 或 QAM 等，以特定的传送速率，获得的 BER (Bit error rate)。