Um Novo Modelo de Mobilidade para Redes Sem Fio: Distribuições Exatas para Velocidade e Direção com Aplicações em Simulações Perfeitas

Modelos de mobilidade são usados para representar a movimentação de dispositivos móveis em simulações de redes ad hoc. Nestas avaliações a escolha do modelo de mobilidade tem um impacto significativo nos resultados obtidos. Recentes anomalias observadas na evolução do comportamento de modelos de mobilidade com o passar do tempo revelam a necessidade da realizações de simulações perfeitas, isto é, simulações cujo resultado final não apresenta nenhuma componente transiente. Dentro deste contexto, neste trabalho é proposto um novo modelo de mobilidade Markoviano baseado em um processo de nascimento e morte. Suas estruturas especiais o tornam analiticamente tratável permitindo assim a obtenção de fórmulas fechadas para as distribuições estacionárias de velocidade e de direção, mesmo quando o número de estados da cadeia de Markov for muito grande. Estas fórmulas ajudam a entender como os parâmetros influenciam o perfil de movimentação de uma estação móvel possibilitando ajustar tais parâmetros de acordo com o perfil de movimentação que se quer representar. O conhecimento destas Distribuições Estacionárias permitiu o desenvolvimento de um método de inicialização de simulações em que a distribuição inicial da cadeia de Markov é idêntica a distribuição no regime estacionário possibilitando a realização de simulações perfeitas com o modelo proposto. Através de simulações a necessidade de simulações perfeitas é demonstrada pela diferença entre o comportamento do modelo na fase transiente e em regime estacionário. A comparação realizada entre o modelo de mobilidade proposto, o Random Waypoint e o MMIG indicou que o novo modelo representa melhor os padrões esperados de movimentação. O impacto dos modelos de mobilidade nas avaliações de desempenho do protocolo de roteamento AODV é demonstrado realçando a necessidade de uma escolha criteriosa de um modelo de mobilidade.