Bit software : software di nanonetwork (o nanoreti) elettromagnetici

Pubblicato il 26 Settembre 2021 da Veronica Baker

Tutti i dettagli confermano ancora una volta la teoria secondo cui i cosiddetti “vaccini” sono stati utilizzati per installare l’hardware necessario al funzionamento di una nano-rete wireless di nanonodi di grafene con varie funzioni, a seconda dello strato della topologia gerarchica, ovvero nanocontroller, nanosensori, punti quantici GQD di grafene e nano-interfacce gateway (nanotransceiver).

Veronica Baker


Bit software : software di nanonetwork (o nanoreti) elettromagnetici

Studio di riferimento

Dhoutaut, D.; Arbale, T.; Dedu, E. (2018). Bit Simulator, un simulatore di nanoreti elettromagnetiche =  Bit simulator, an electromagnetic nanonetworks simulator. En: Proceedings of the 5th ACM International Conference on Nanoscale Computing and Communication (pp. 1-6).  https://doi.org/10.1145/3233188.3233205

Introduzione

Dopo aver pubblicato il post sulle reti di nanocomunicazione wireless interagenti con il corpo umano, è sorta la seguente domanda : esiste un software per simulare o programmare queste nanoreti ?

Una domanda piuttosto ovvia, perchè se non esistessero già tali tecnologie, sarebbe molto difficile far funzionare correttamente l’intero ecosistema grafene/hardware inoculato tramite i cosiddetti “vaccini”.

Dopo avere indagato accuratamente su questa ipotesi, sono state trovate prove attendibili dell’esistenza già dal 2013 di programmi informatici specializzati per la simulazione e la programmazione di queste reti di nanocomunicazione (Piro, G.; Grieco, LA; Boggia, G.; Camarda, P. 2013).

Il lavoro analizzato in questo studio (Dhoutaut, D.; Arrabal, T.; Dedu, E. 2018) invece presenta un software di simulazione in grado di “creare istanze di applicazioni e singoli nanodi che convalidano protocolli ed applicazioni di rete (TS-OOK) utilizzati nella nanocomunicazione” applicata alle nanogriglie elettromagnetiche.

Fatti analizzati

Nello sviluppo delle nanogriglie wireless per nanosensori (note come WNSN), sono stati creati programmi per computer, in particolare simulatori, per “far fronte alle specificità fisiche e ambientali delle nano-reti, poiché CPU, memoria e potenza sono estremamente limitate, richiedendo una riprogettazione dell’intero stack della rete, dall’accesso al canale e dalla codifica al routing e alle applicazioni“.

Ciò significa che gli autori dello studio conoscono i metodi di comunicazione necessari per far funzionare questo tipo di reti, il loro comportamento, le caratteristiche, gli errori ed i poblemi, al fine di fornire uno strumento che faciliti la messa a punto della topologia della rete, la sua disposizione, posizionamento e ripercussione. nella trasmissione di segnali e dati. 

In particolare, va sottolineata l’allusione al protocollo TS-OOK, come quello utilizzato di default in questo tipo di rete, un fatto confermato dalla seguente affermazione : è stata proposta la codifica time propagation on-off (TS-OOK), che permette di comunicare utilizzando impulsi elettromagnetici estremamente brevi (fino a 100 fs femtosecondi, guidati da un orologio molto preciso), che possono essere generati da antenne minuscole e possono essere rilevati ed elaborati con una potenza computazionale limitata“.

Pertanto, se esiste una rete di nanosensori e nanodi, come suggerito nelle immagini di campioni di sangue di persone “vaccinate” (per maggiori informazioni a riguardo consultare i seguenti studi : Identificazione di pattern nel sangue di persone vaccinate : punti quantici di grafene (GQD)Identificazione di pattern nel sangue di persone vaccinate : grafene cristallizzato !, Microrobot magnetici a nastro di idrogel ed identificazione dei modelli nel sangue delle persone “vaccinate”), allora il protocollo di comunicazione deve necessariamente essere TS-OOK od un suo protocollo derivato.
Questo per la sua semplicità, il basso costo energetico nell’emissione di messaggi e la sua capacità di elaborazione. 

Gli autori confermano che il programma BitSimulator “è un software di simulazione dedicato alle nanoreti elettromagnetiche, sviluppato per aiutare i ricercatori a sperimentare e comprendere meglio i protocolli delle nanoreti wireless“.

A questo punto appare ovvio che ci siano gruppi di lavoro dedicati allo sviluppo di software per programmare le nano-grid ed i loro nano-nodi, così come la richiesta di servizi, operazioni, dati e la loro ricezione ed elaborazione.


Bit software
Fig. 1 : Il software consente di simulare diversi casi di nanogrid, la loro interazione in intervalli di tempo, in base alla loro posizione, nonché la collisione di segnali dovuta al multiplexing. (Dhoutaut, D.; Arrabal, T.; Dedu, E. 2018)

L’articolo di (Dhoutaut, D.; Arrabal, T.; Dedu, E. 2018) spiega come il programma sia in grado di interpretare i segnali TS-OO, infatti precisa che “alla ricezione, un impulso viene semplicemente interpretato come un “1” binario e la sua assenza come uno “0” binario.

Sono necessari solo pochi valori per comunicare : la durata di un impulso Tp, una soglia di ricezione di potenza al di sopra della quale si considera ricevuto un bit “1” e la durata del simbolo Ts (il tempo tra due bit consecutivi)“.

In accordo con questo approccio, i nanodi della rete fungono da ripetitori di segnale al fine di realizzare una comunicazione fluida, moltiplicando il segnale.

Questo evita la trasmissione di messaggi in sequenza, consentendo un trasferimento dei dati più veloce, “anche se può inviare impulsi estremamente brevi, non ci si aspetta che un singolo nodo li invii molto velocemente (principalmente a causa di limitazioni di potenza e calcolo)… un singolo frame non può essere inviato a velocità estremamente elevata.

Ma in un ambiente denso, il throughput aggregato di diversi frames di segnali moltiplicati può raggiungere valori molto elevati… Questa capacità di moltiplicazione dei segnali è molto diversa dalle reti wireless tradizionali in cui i frame vengono inviati in sequenza“.

Come indicato, in un ambiente denso, come il corpo umano, il trasferimento sequenziale dei dati riduce l’efficienza della propagazione dei segnali, rendendo indispensabile la loro moltiplicazione in più segnali.

Questo è uno degli obiettivi del software di simulazione, che fornisce un ambiente di test per personalizzare il multiplexing, la frequenza e la banda appropriati per la nanogrid.

Un altro aspetto che viene raccolto nella simulazione è il ritardo nella ricezione del segnale tra i nodi, dovuto alla loro localizzazione e multiplexing.
Questo può influenzare la ricostruzione del segnale, dei dati e quindi del messaggio.

Si afferma infatti che “la brevissima durata degli impulsi porta con sé un’altra particolarità : il ritardo di propagazione radio non è più trascurabile, anche su distanze di pochi millimetri.
Questo ritardo può essere molto più lungo della durata di un impulso e confondere la ricezione… Soprattutto in reti dense con molti trasmettitori nel raggio d’azione ma situati a varie distanze, ciò significa che i nodi riceventi sperimenteranno differenze nell’ordine dei bit in arrivo… In particolare, a seconda delle posizioni relative dei nodi, farà sì che i bit si sovrappongano in alcuni nodi vicini e non in altri
“.

Il simulatore consentirebbe ai ricercatori di sviluppare il pattern/codifica/programmazione necessario per ricostruire prima il segnale e poi moltiplicarlo tra i diversi nodi della topologia della nano-rete.

La complessità nell’identificazione degli impulsi e nella loro traduzione in codice binario può essere elevata, come si può evincere dalla seguente affermazione : “Due bit sovrapposti non causano necessariamente un errore.
Nessun errore si verifica quando il frame tracciato contiene attualmente un bit “1”, ed al momento della sua ricezione arriva un bit “1” da un’altra trama, poiché il livello di potenza sul canale è comunque superiore alla soglia di ricezione ed il ricevitore considera di aver ricevuto un “1”.

Anche i bit “0” non generano errori, poiché sono silenziosi.
In conclusione, le sovrapposizioni causano errori se è stato inviato uno “0” ma arriva contemporaneamente un “1”
“.

Come indicato, il fenomeno della sovrapposizione del segnale può verificarsi tra i nanodi emettitori ed i nanodi riceventi, ed in tali casi il programma di simulazione deve essere in grado di facilitare il metodo di differenziazione. 

Il simulatore deve essere in grado di rappresentare la topologia della nanonet, i suoi nodi, metodo di applicazione e protocolli in modo distribuito, come spiegato nel paragrafo successivo : “ogni nodo ed ogni pezzo di codice che viene eseguito è trattato separatamente.

Trasmissione bit per bit e calcolo degli errori.
Come presentato nella sezione precedente, i meccanismi che influenzano il tasso di errore di bit, ma anche la distribuzione degli errori, sono altamente dipendenti dalla codifica e dal carico utile stesso.
Gli errori devono essere simulati correttamente, specialmente quando si lavora in schemi di codifica.

Considerazione del ritardo di propagazione radio.
Piccoli cambiamenti nella posizione o nel tempo dei nodi simulati influenzano significativamente i bit effettivamente ricevuti e le collisioni.
I protocolli di controllo dell’accesso al canale come l’uso di specifici preamboli di frame binari e il calcolo della spaziatura ottimale dei bit.

Questi protocolli riducono notevolmente il rischio di collisioni, ma non possono escluderli, specialmente in ambienti ad altissima densità.

La corretta simulazione dei singoli bit del frame (cfr. caratteristica desiderabile sopra) e la tempistica e la pianificazione degli eventi (incluso il ritardo di propagazione) non possono essere trascurati a questa scala”.


Bit software
Fig. 2. : Rappresentazione dei diversi modelli di dispersione dei nanodi nelle tabelle a), b) e c). Osservare la distribuzione dei pacchetti di dati ricevuti ai nano nodi della rete. (Dhoutaut, D.; Arrabal, T.; Dedu, E. 2018)

La piena fattibilità del modello è spiegata nel paragrafo successivo : “La corretta simulazione dei singoli bit del frame (cfr. la caratteristica desiderabile segnalata sopra), la tempistica e la pianificazione degli eventi (incluso il ritardo di propagazione) non possono essere trascurati in questa scala.

(Numerosi) frame multiplexati attraverso il canale.
Questa è una caratteristica distintiva delle nanocomunicazioni wireless, in cui numerosi frame (possibilmente centinaia o più) possono essere interlacciati via etere.

Ciò implica la capacità dei nodi di decodificare più frame in parallelo.
Questo è tecnicamente possibile, ma il numero di frame decodificati simultaneamente dovrebbe essere limitato per tenere conto delle limitazioni hardware o software”.

In altre parole, nonostante i limiti, la nanorete può trasferire con successo pacchetti di dati, simultaneamente, in parallelo, anche interlacciati. 

Approfondendo le caratteristiche tecniche della simulazione, i ricercatori confermano il modello di rete gerarchica a tre strati, come spiegato nel post precedente sulla topologia delle nanoreti : Per mantenere il simulatore semplice e veloce consentendo al ricercatore di controllare l’applicazione ed i protocolli di rete, viene fornita un’infrastruttura con tre livelli di rete principali.

Livello di controllo fisico e di accesso al canale.
Si occupa della propagazione radio e del calcolo degli errori di ricezione.

I dispositivi simulati sono dotati di un esclusivo ricetrasmettitore nano-wireless, la cui portata e orientamento sono configurabili.
Questo livello implementa di default il modello TS-OOK con 100 impulsi fs ed un parametro β configurabile per frame.

Può anche essere facilmente modificato per implementare qualsiasi altro modello basato su impulsi.
Poiché più frame possono essere temporaneamente multiplexati attraverso il canale, i nodi devono tracciarne uno (od eventualmente quelli) a cui sono interessati.
L’hardware od il software nei dispositivi spesso limita il numero di frames che possono essere tracciati contemporaneamente.

Questo valore è configurabile nella simulazione tramite il parametro maxCurrentReceptions.
Questo livello è implementato principalmente nella classe C++ Node, con il supporto di strutture di dati di posizione ed interazioni implementate nella classe di routing globale.

A causa della potenza disponibile molto limitata, il raggio di comunicazione dei nanodispositivi dovrebbe essere molto breve.
Si prevede che le reti multi-hop e ad-hoc siano comuni nelle nano-reti.

Per questo, il livello di routing implementa tre opzioni : no routing, flooding e SLR (Sustainable Longevity Routing).

Questa spiegazione caratterizza e conferma l’uso dei protocolli di routing ed i modelli di comunicazione delle nanoreti, indicando esplicitamente l’elemento responsabile della comunicazione nella nanorete.

Questo è il “ricetrasmettitore senza fili (o nano-wireless)”, che si adatta perfettamente ai nanotrasmettitori in grafene, come indicato da (Jornet, JM; Akyildiz, IF 2011 | Jornet, JM; Akyildiz, IF 2012 | Jornet, JM; Akyildiz, IF 2013 | Balghusoon, AO; Mahfoudh, S. 2020). 

Un’altra caratteristica molto interessante del simulatore è la capacità di simulare i pacchetti di dati che vengono trasmessi tra i nanodi della topologia di rete : I pacchetti contengono un payload binario (che può essere definito dall’applicazione, definito staticamente o definito in modo casuale), insieme a vari metadati, che aiutano a visualizzare e comprendere i protocolli coinvolti.
Includono identificatori di origine, destinazione, pacchetto e flusso, insieme a pochi altri”.

Questo permette di simulare il carico di dati che la nano-rete potrebbe avere nel contesto del corpo umano.

Una volta ricevuti con successo, i pacchetti vengono consegnati alle istanze di ServerApplication in esecuzione sui nodi.
È possibile impostare il numero massimo di bit difettosi per i quali il pacchetto è ancora considerato corretto.

I pacchetti, anche quelli corrotti, possono essere passati al livello superiore, che consente di implementare uno schema di crittografia o ridondanza”.

Questo permette di ridurre l’errore prodotto da ritardo, multiplexing, sovrapposizione del segnale, e così via. 

Il programma di simulazione BitSimulator per le nanogriglie elettromagnetiche è scaricabile al seguente indirizzo (Dhoutaut, D. 2021http://eugen.dedu.free.fr/bitsimulator/ .

Tutti i lettori interessati a verificare la veridicità del contenuto di questo articolo appena pubblicato, hanno la possibilità di farlo.
Ma esclusivamente se possiedono un sistema operativo Linux.

Chi scrive questo articolo incoraggia a testarlo ed a condividere – scrivendomi nella mia casella e-mail in alto – le prove riguardo il suo utilizzo e la sua sperimentazione, in modo tale da ottenere ulteriori prove sulle caratteristiche delle nanoreti in un ambiente di simulazione simile a quello riscontrato nei cosiddetti “vaccini” inoculati nel corpo delle persone. 

Riflessioni finali

L’articolo dimostra l’esistenza di software e simulatori per sintonizzare modelli di comunicazione e programmazione di segnali, dati e messaggi attraverso la nano-rete wireless di nanonodi di grafene, già individuati nel precedente post sulle reti di nanocomunciazione wireless interagenti con il corpo umano.

Conferma anche l’uso del metodo di comunicazione pulsato TS-OOK per trasmettere pacchetti di dati in codice binario tra i nanonodi della rete.

Evidenzia anche alcuni dei problemi tipici affrontati dai ricercatori per ottenere una comunicazione fluida e senza errori, vale a dire il fattore di ritardo, la distanza e la posizione dei nanonodi nella rete, la sovrapposizione dei segnali, il rumore causato dalla densità del mezzo in cui si trovano i nanonodi (particolarmente importante nel contesto del corpo umano).

Tutti i dettagli forniti in questo studio confermano ancora una volta la teoria secondo cui i cosiddetti “vaccini” sono stati utilizzati per installare l’hardware necessario al funzionamento di una nano-rete wireless di nanonodi di grafene con varie funzioni, a seconda dello strato della topologia gerarchica, ovvero nanocontrollori, nanosensori, punti quantici GQD di grafene e nano-interfacce gateway (nanotransceiver).

Bibliografia

1.Balghusoon, AO; Mahfoudh, S. (2020). Protocolli di routing per reti di nanosensori wireless e Internet of Nano Things : un’indagine completa. = Routing Protocols for Wireless Nanosensor Networks and Internet of Nano Things: A Comprehensive Survey, 8, pp. 200724-200748. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3035646

2.Dhoutaut, D.; Arbale, T.; Dedu, E. (2018). Bit Simulator, un simulatore di nanoreti elettromagnetiche = Bit simulator, an electromagnetic nanonetworks simulator. En: Proceedings of the 5th ACM International Conference on Nanoscale Computing and Communication (pp. 1-6).   https://doi.org/10.1145/3233188.3233205

3.Dhoutaut, D. (2021). [Software]. BitSimulator, un simulatore di nanorete wireless C++ per livelli di routing e trasporto = BitSimulator, a C++ wireless nanonetwork simulator for routing and transport levels. http://eugen.dedu.free.fr/bitsimulator/ | [Manual] http://eugen.dedu.free.fr/bitsimulator/manual.pdf

4.Jornet, JM; Akyildiz, IF (2011). Capacità informativa delle reti di nanosensori wireless a impulsi. = Information capacity of pulse-based wireless nanosensor networks. En: 2011 8th Annual IEEE Communications Society Conference on Sensor, Mesh and Ad Hoc Communications and Networks. https://doi.org/10.1109/SAHCN.2011.5984951

5.Jornet, JM; Akyildiz, IF (2012). Raccolta congiunta di energia e analisi della comunicazione per reti di nanosensori wireless perpetue nella banda terahertz. = Joint energy harvesting and communication analysis for perpetual wireless nanosensor networks in the terahertz band. IEEE Transactions on Nanotechnology, 11 (3), 570-580. https://doi.org/10.1109/TNANO.2012.2186313

6.Jornet, JM; Akyildiz, IF (2013). Nano-antenna plasmonica a base di grafene per la comunicazione in banda terahertz nelle nanoreti = Graphene-based plasmonic nano-antenna for terahertz band communication in nanonetworks. IEEE Journal on selected areas in communications, 31 (12), pp. 685-694. https://doi.org/10.1109/JSAC.2013.SUP2.1213001

7.Piro, G.; Grieco, LA; Boggia, G.; Camarda, P. (2013). Simulazione di reti di nanosensori wireless nella piattaforma NS-3 = Simulating wireless nano sensor networks in the ns-3 platform. In 2013 27th International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops (pp. 67-74). IEEE. https://doi.org/10.1109/WAINA.2013.20


Studio originale in lingua spagnola : Software de nanorredes electromagnéticas

Traduzione in italiano a cura di Veronica Baker


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