MODELADO DE REDES DE ACCESO 802.11e

Agustín Zaballos DiegoEnginyeria i Arquitectura La Salle

Agenda

• Motivación del proyecto• Introducción al Simulador OPNET• Introducción al IEEE 802.11e• Desarrollo del modelo• Resultados y comparativa 802.11• Conclusiones

Motivación del proyecto

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

Introducción al Simulador OPNET

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

Introducción al Simulador OPNET

Nodo

Proceso

Código

Proyecto

Introducción al Simulador OPNET

Introducción al Simulador OPNET

Introducción al Simulador OPNET

Introducción al Simulador OPNET

Introducción al IEEE 802.11e

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)

Enhanced Distributed Coordination Function

• QoS–Definición de 4 categorías de acceso–Entidades de backoff independientes

• CWmin• CWmax• TXOP• AIFS (Arbitration InterFrame Space)

Entidades de Backoff

Funcionamiento EDCF

Desarrollo del modelo

Punto de partida (802.11)

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

Suspensión del Backoff

Default

Esperar un DIFS

DEFERENCE_OFF

BACK_TO_DEFER / wlan_schedule_deference

PERFORM_BACKOFF

Post Backoff

Esperar un DIFS

DEFERENCE_OFF PERFORM_BACKOFF

BACK_TO_IDLE

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

Nodos “station” nuevos

Modificación del modelo base

Higher Layer

WLAN MAC

Data Packets to Tx +

ICI (wlan_mac_request)

Data Packets Rx +

ICI (wlan_mac_ind)

Programación en tiempo de ejecución

• Se permite la modificación de los atributos de las diferentes AC

Resultados y comparativa 802.11

Resultados – Escenario 1

• IBSS a 2Mb/s• Las cuatro fuentes de tráfico producen la misma carga

• EDCF

Interarrival Size (bytes) VelocidadConstant (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

Escenario 1 sin congestión

Retardo sin congestión

Escenario 1 con congestión

• Se dobla el tráfico generado

Throughput

Resultados – Escenario 2

• IBSS a 11 Mb/s (voz, vídeo y datos)

Patrón AC Interarrival (seg.) Size (bytes) Segmentation BpsVoz 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

DCF vs EDCF

Comparativa de retardo

Conclusiones

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

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”

GRACIAS POR SU ATENCÓN

Agustín Zaballos DiegoEnginyeria i Arquitectura La Salle