Explorando modelos de propagação de sinal em aplicações críticas de comando e controle para redes militares táticas

Abstract

Simular cenários de redes militares táticas é uma tarefa desafiadora, devido à alta complexidade e dinamicidade desses ambientes. Estudos recentes têm demonstrado o potencial significativo da integração de simuladores de Sistemas Multiagentes (MAS) com emuladores de rede em cenários de co-simulação no exercício de simulações militares. Diante de problemas críticos, como os incidentes de fogo amigo causados por falhas de comunicação, é essencial que essas simulações representem fielmente as condições do mundo real, incluindo os impactos ambientais na comunicação sem fio. Este estudo aprimora essa abordagem ao integrar um novo modelo de propagação, o Weissberger, ao emulador de rede Mininet-WiFi, possibilitando a consideração da atenuação causada pela vegetação. O objetivo principal é trazer essas aplicações mais próximas à realidade, evidenciando como fatores ambientais, como a vegetação, afetam diretamente a confiabilidade das comunica- ções. Para tanto, simulações foram realizadas comparando o modelo Log-Distance, que considera a atenuação pela distância, com uma junção do Log-Distance somado ao modelo de Weissberger, que adiciona a influência da vegetação, analisando seus efeitos na qualidade da rede. Os resultados reforçam a importância de modelar fatores ambientais para aumentar a fidelidade de emulações de redes militares e destacam a necessidade de adaptar emuladores com modelos de propagação que aprimorem a precisão e aplicabilidade das simulações em cenários complexos.

Simulating tactical military network scenarios is a challenging task due to the high complexity and dynamic nature of these environments. Recent studies have highlighted the significant potential of integrating Multi-Agent System (MAS) simulators with network emulators in co-simulation scenarios for military applications. Faced with critical issues such as friendly fire incidents caused by communication failures, it is essential that these simulations faithfully represent real-world conditions, including environmental impacts on wireless communication. This study enhances this approach by integrating a new propagation model, Weissberger, into the Mininet-WiFi network emulator, allowing for the consideration of vegetation-induced attenuation. The primary objective is to bring these applications closer to real-world scenarios, demonstrating how environmental factors, such as vegetation, directly affect communication reliability. To this end, simulations were conducted comparing the Log-Distance model, which considers attenuation due to distance, with a combination of Log-Distance and Weissberger, which incorporates the influence of vegetation, analyzing their effects on network quality. The results underscore the importance of modeling environmental factors to enhance the fidelity of military network emulations and emphasize the need to adapt emulators with propagation models that improve the precision and applicability of simulations in complex scenarios.