modelado de redes de acceso 802.11e agustín zaballos diego enginyeria i arquitectura la salle
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MODELADO DE REDES DE ACCESO 802.11e
Agustín Zaballos Diego
Enginyeria i Arquitectura La Salle
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Agenda
• Motivación del proyecto
• Introducción al Simulador OPNET
• Introducción al IEEE 802.11e
• Desarrollo del modelo
• Resultados y comparativa 802.11
• Conclusiones
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Motivación del proyecto
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Motivación del proyecto
• Colaboración con el CTTC – Centro Tecnológico de Telecomunicaciones de
Cataluña
• Aprendizaje del futuro estándar– IEEE 802.11e draft 4
• Profundización en el potencial de la herramienta– OPNET MODELER 10.2
• Líneas de futuro
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Introducción al Simulador OPNET
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Introducción al Simulador OPNET
• Simulador de redes
• 5 años de experiencia en su utilización
• Programación a bajo nivel en Proto-C
• Modelos Jerárquicos
• Estadísticas y análisis de resultados
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Introducción al Simulador OPNET
Nodo
Proceso
Código
Proyecto
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Introducción al Simulador OPNET
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Introducción al Simulador OPNET
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Introducción al Simulador OPNET
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Introducción al Simulador OPNET
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Introducción al IEEE 802.11e
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802.11e
• Hybrid Coordination Function (HCF)– Transmission Opportunity (TXOP)
– Beacon Protection
– Direct Link (DiL)
– RTS/CTS opcional
• Acceso al canal– Acceso con contención (EDCF-TXOP)
– Acceso controlado (CAP)
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Enhanced Distributed Coordination Function
• QoS–Definición de 4 categorías de acceso
–Entidades de backoff independientes
• CWmin
• CWmax
• TXOP
• AIFS (Arbitration InterFrame Space)
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Entidades de Backoff
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Funcionamiento EDCF
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Desarrollo del modelo
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Punto de partida (802.11)
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Ejemplo: Colisión
Col·lisió
READY_TO_TRANSMIT && MEDIUM_IS_IDLE &&
cpf_ap_medium_control==OPC_FALSE TRANSMISSION_COMPLETE
FRAME_TIMEOUT || FRAME_RCVD
WAIT_FOR_FRAME
FRAME_END_TO_DEFER
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Suspensión del Backoff
Default
Esperar un DIFS
DEFERENCE_OFF
BACK_TO_DEFER / wlan_schedule_deference
PERFORM_BACKOFF
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Post Backoff
Esperar un DIFS
DEFERENCE_OFF PERFORM_BACKOFF
BACK_TO_IDLE
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Transmisión
Esperar un DIFS
DEFERENCE_OFF
Completa el backoff
PERFORM _BACKOFF
PERFORM _TRANSMIT
TRANSMISSION_COMPLETE
FRM_END_TO_DEFER
FRAME_TIMEOUT || FRAME_RCVD
WAIT_FOR_FRAME
Esperar un DIFS
DEFERENCE_OFF
Completa el backoff
PERFORM _BACKOFF
PERFORM _TRANSMIT
TRANSMISSION_COMPLETE
FRM_END_TO_DEFER
FRAME_TIMEOUT || FRAME_RCVD
WAIT_FOR_FRAME
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Nodos “station” nuevos
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Modificación del modelo base
Higher LayerHigher Layer
WLAN MAC WLAN MAC
Data Packets to Tx +
ICI (wlan_mac_request)
Data Packets Rx +
ICI (wlan_mac_ind)
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Programación en tiempo de ejecución
• Se permite la modificación de los atributos de las diferentes AC
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Resultados y comparativa 802.11
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Resultados – Escenario 1
• IBSS a 2Mb/s
• Las cuatro fuentes de tráfico producen la misma carga
• EDCF
Interarrival Size (bytes) Velocidad
Constant (0.01) Constant (500) 0.4 Mbps
Parámetro AC 0 AC 1 AC 2 AC 3
CW min (Slots)
31 31 15 7
CW max (Slots)
1023 1023 511 255
AIFSD DIFS PIFS PIFS PIFS
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Escenario 1 sin congestión
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Retardo sin congestión
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Escenario 1 con congestión
• Se dobla el tráfico generado
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Throughput
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Resultados – Escenario 2
• IBSS a 11 Mb/s (voz, vídeo y datos)
Patrón AC Interarrival (seg.) Size (bytes) Segmentation Bps
Voz 3 Constant (0.02) Constant (96) 1500 38.4 Kbps
Vídeo 2 Constant (0.1) Constant (17280) 1500 1.38 Mbps
Datos 0 Exponential (0.05) Constant (12500) 1500 2 Mbps
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DCF vs EDCF
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Comparativa de retardo
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Conclusiones
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Conclusiones
• Se ha desarrollado un primer modelo aproximativo al estándar en OPNET MODELER
–802.11e EDCF
–Modo QIBSS (redes Ad-Hoc)
–Modelo de “Station” utilizable en OPNET
–Extracción de resultados y comparativa con otros modelos
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Hard Way
• Comparativa empleando el acceso controlado
–CAP
–Desarrollo de la gestión de la QoS de los TS
–Action Frames
– Importancia de las tramas beacon
–Mecanismos 802.11e “Improved Efficiency”
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GRACIAS POR SU ATENCÓN
Agustín Zaballos Diego
Enginyeria i Arquitectura La Salle