CaST: a toolchain for creating and characterizing realistic wireless network emulation scenarios
CaST: a toolchain for creating and characterizing realistic wireless network emulation scenarios
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CaST：用于创建和表征真实无线网络仿真场景的工具链
DOI：
10.1145/3556564.3558243
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Melodia, Tommaso
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Villa, Davide;Tehrani-Moayyed, Miead;Johari, Pedram;Basagni, Stefano;Melodia, Tommaso
大规模无线测试平台越来越多地用于开发和评估下一代无线网络的新解决方案。其中，基于高保真FPGA的仿真平台具有独特的功能，可以实时和大规模地忠实地建模真实世界的无线环境，同时保证可重复性。然而，在仿真平台上测试的解决方案的可靠性在很大程度上取决于仿真过程的精度，这往往被忽视。为了解决基于无线网络仿真器的实验中这一未满足的需求，本文提出了用于创建和表征具有高精度的真实无线网络场景的通道仿真生成器和Sounder Toolchain.Castcases包括（i）用于从基于FPGA的仿真平台的射线跟踪模型创建移动的无线场景的框架，以及（ii）容器化的基于软件定义无线电的信道探测器，以精确地表征仿真信道。我们展示了使用ofCAST的设计，部署和验证多路径移动的场景的斗兽场，世界上最大的无线网络仿真器。结果表明，该方法探测信道冲激响应抽头延迟的精度≤ 20 ns，测量抽头增益的精度为0.5 dB。
Large-scale wireless testbeds are being increasingly used in developing and evaluating new solutions for next generation wireless networks. Among others, high-fidelity FPGA-based emulation platforms have unique capabilities for faithfully modeling real-world wireless environments in real-time and at scale, while guaranteeing repeatability. However, the reliability of the solutions tested on emulation platforms heavily depends on the precision of the emulation process, which is often overlooked. To address this unmet need in wireless network emulator-based experiments, in this paper we presentCaST, aChannel emulation generator and Sounder Toolchainfor creating and characterizing realistic wireless network scenarios with high accuracy.CaSTconsists of (i) a framework for creating mobile wireless scenarios from ray-tracing models for FPGA-based emulation platforms, and (ii) a containerized Software Defined Radio-based channel sounder to precisely characterize the emulated channels. We demonstrate the use ofCaSTby designing, deploying and validating multi-path mobile scenarios on Colosseum, the world's largest wireless network emulator. Results show thatCaSTachieves ≤ 20 ns accuracy in sounding Channel Impulse Response tap delays, and 0.5 dB accuracy in measuring tap gains.
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