Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

CS345/912 Sensor Networks and Mobile Data Communications

Term 1, 2023-2024

Coursework Specification

I. Introduction

Two villages 10 kilometres apart communicate through a Delay Tolerant Network (DTN). Village 1, which has the transceiver Node 0, sends packets to transceiver Node 1. Node 1 is located in a bus that travels to the vicinity of Village 2, where it will transfer the packets to transceiver Node 2. The position of all nodes is depicted in Fig. 1, where d = 3 m.

Fig. 1. Initial position of nodes

Node operation

Village 1 - Node 0

Several readings are generated by Node 0 at a rate of 1 reading per second. These readings are stamped with the order in which they are generated and stored in a buffer. The elements in the buffer are represented in the simulation by two variables: head and tail. The buffer in Node 0 can only accommodate three readings; when the buffer is full, the oldest reading in the buffer is thrown away. Assuming no data is transmitted to Node  1, the contents of Node 0’s buffer change as tabulated in Table 1.

Table 1. Contents of Node 0’s buffer assuming no data transmission.

c. Modify the code so that every time Node 2 receives a unique packet, it also prints the number of readings received so far.         [5 marks]

d. Plot the relationship between the speed of Node  1, distance d, and the number of readings  received  by  Node  2.  To  this  end,  test  a  speed  from  20m/s  to  200m/s (increments of 10m/s) and a distance d from 3m to 303m (increments of 6 m). Note that this relationship can be plotted in different ways, e.g., line plots or 3D plots. How does the speed of Node 1 and distance d affect the number of readings received by Node 2? Explain.                           [10 marks]

e. Modify the behaviour of Node  1 so that it keeps all received readings in its buffer. For example:

Node 1’s current buffer:  [1, 2, 3]

EVENT: data packet is received by Node 1 with readings  [4, 5, 6]

Node 1’s new buffer:  [1, 2, 3, 4, 5, 6] [10 marks]

f. Repeat the experiment in II.d, but this time using the modified code from II.e. Plot the relationship between the speed of Node 1, distance d, and the number of readings received by Node 2. Explain any differences with the plot obtained in II.d. [5 marks]

g. Add a mobile node (Node 3) to the DTN. This  additional node must be initially located to the left of Node 1 at a distance d2 = 250 m (see Fig. 3). Node 3 must have the same y-coordinate and speed as those of Node  1. Node 3 must have the same behaviour as that of Node  1  (after  all  previous modifications  introduced);  i.e., it should be able to receive packets from Node 0 and transmit packets to Node 2.

Fig. 3.  Initial position of nodes with additional node.

Note that by adding Node 3 to the DTN, the following aspects should be considered:

•   Node 0 is originally hard-coded to transmit exclusively to Node  1. You should modify Node 0’s behaviour so that it can transmit (broadcast) to both Node 1 and Node 3. Hint: you may use the method SetAllowBroadcast.

•   Node 2 should be able to receive data packets from Node  1 and Node 3. Node 2 must be able to properly count the number of readings received. It is possible for the readings transmitted by Node  1 and Node 3 to overlap. For example, Node 1 may transmit readings  1-6, while Node 3 may transmit readings 4-7. The total number of received readings, in this case, is 7; i.e.,  [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]. It is also possible for Node 1 and Node 3 to transmit different readings. For example, Node 1 may transmit readings 1-6, while Node 3 may transmit readings 10- 12. The total number of received readings in this case is 9; i.e.,  [1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12].  Node 2 must be able to deal with both cases properly.          [30 marks]

h. Plot the relationship between distance d2, as depicted in Fig. 3, distance d, and the total number of readings received by Node 2. Set the speed of Node 1 and Node 3 to 20m/s. Test distance d from 3m to 303m (increments of 6 m). Test distance d2 from 50m to 1000m (increments of 50 m). When running your simulations, make sure that the duration of the simulation is long enough for Node 3 to move to the same x- coordinate  as  that  of  Node  2.  Explain  and  discuss  any  differences  in  the  plot compared to the one obtained in II.f for a speed of 20m/s.                [10 marks]

III.       Deliverables

Submit the following via Tabula:

1.    A report with a description of how the DTN was modified according to each subsection of Section II, as well as the requested explanations, discussions, and plots. Make sure to include snippets of code showing your modifications to the code. Cleary explain these modifications.

2.    Your  final  solution  for II.g as  a cc file. Please  make  sure  that  the  submitted  code compiles and works correctly before submitting.

A total of 10 marks are available for the quality and presentation of reports, as well as the organization and explanation of your code (comment your code appropriately to indicate the changes  made).  Documents  should  be  clearly  and  logically  structured,  well-written,  and adequately  proof-read  before  submission.  The   suggested  length  is  between   1600- 1800 words. The standard department late penalties and plagiarism policies are in effect.