P O L I T E C N I C O D I B A R I I Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni Ottimizzazione energetica e servizi real-time.

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1 P O L I T E C N I C O D I B A R I I Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni Ottimizzazione energetica e servizi real-time in reti Wireless LAN Tesi di Laurea in Reti di Telecomunicazioni Relatore Ing. G. Boggia Correlatore Ing. L. A. Grieco Laureando Carmine Aloisio Anno Accademico 2004/2005

2 Contenuti Introduzione alle WLAN Supporto alla QoS in reti WLAN Power Saving Algoritmo proposto Risultati sperimentali Conclusioni

3 Cosè una WLAN? Pregi: Pregi: Mobilità Mobilità Facilità di installazione Facilità di installazione Assenza di cablaggio Assenza di cablaggio Difetti: Difetti: Inaffidabilità del mezzo trasmissivo Inaffidabilità del mezzo trasmissivo Modesto raggio di copertura Durata delle batterie

4 Quality of Service (QoS) best-effort Lo standard IEEE 802.11 garantisce solo un servizio di tipo best-effort Gruppo di lavoro IEEE 802.11e Draft 13.0 multimedialireal-time non adatto al trasferimento di traffici multimediali e real-time

5 IEEE 802.11e Nuova funzione di coordinazione: HCF (Hybrid Coordination Function) EDCA contention-based access, EDCA (Enhanced Distributed Coordination Access) HCCA contention-free access, HCCA (HCF Controlled Channel Access) TXOP Definizione dei TXOP (Transmission Opportunities): intervallo di tempo durante il quale una stazione ha diritto a trasmettere TXOP Starting Time Maximum Duration t

6 EDCA Protocollo di accesso al mezzo mediante contesa laccesso al canale è di tipo probabilistico Data Source Destination AIFS backoff Time=3 SIFS ACK AIFS Contention with other stations time Station with pending data to transmit transmission deferred residual backoff timer=7 AIFS backoff Time=10 AIFS backoff Time=7

7 HCCA Protocollo di tipo centralizzato HC laccesso al mezzo è gestito dallHC

8 FBDS Algoritmo di allocazione dinamica della banda basato sulla teoria dei controlli automatici per sistemi tempo discreti Schema di controllo di FBDS

9 Power Saving Awake State Awake State – La STA è accesa e può comunicare con le altre STA Doze State Doze State – La STA è spenta e non può né ricevere né inviare frame Lo standard 802.11 prevede che una STA possa operare in due modalità Active Mode: Active Mode: Power Save Mode: Power Save Mode:

10 PS FBDS Beacon HC PS STA Poll Data ACK AwakeDoze CAP CP TXOP Superframe time

11 Algoritmo proposto: PI-FBDS Funzione di trasferimento del regolatore Proporzionale Funzione di trasferimento del regolatore Proporzionale-Integrale Si propone di introdurre al posto del semplice regolatore Proporzionale, Proporzionale-Integrale presente in FBDS, un regolatore Proporzionale-Integrale traffic load Permette di filtrare le componenti in alta frequenza del traffic load

12 Caratteristiche degli scenari simulati Traffici sperimentati: Traffici sperimentati: Streaming video codificati in MPEG-4 Videoconferenze codificate in H.263 Trasmissioni vocali codificate in G.729 con VAD FTP (best-effort) Livello fisico: Livello fisico: 802.11a 54 Mbps

13 FBDS PI-FBDS PI-FBDS PS FBDS PS FBDS PS PI-FBDS PS PI-FBDS Algoritmi analizzati Aspetti considerati per la valutazione degli algoritmi packet-delay Ritardo medio di consegna dei pacchetti (packet-delay) Consumo energetico della stazione

14 Valutazione delle prestazioni dellalgoritmo proposto (1)

15 Valutazione delle prestazioni dellalgoritmo proposto (2)

16 Valutazione delle prestazioni dellalgoritmo proposto (3)

17 Valutazione delle prestazioni dellalgoritmo proposto (4)

18 Valutazione delle prestazioni dellalgoritmo proposto (5)

19 Valutazione delle prestazioni dellalgoritmo proposto (6)

20 Valutazione delle prestazioni dellalgoritmo proposto (7)

21 Valutazione delle prestazioni dellalgoritmo proposto (8)

22 Valutazione delle prestazioni dellalgoritmo proposto (9)

23 Conclusioni Lalgoritmo proposto, contrariamente alle aspettative, non comporta grossi miglioramenti PI CAC regolatore PI abbinato ad un meccanismo di CAC minore possibilità che un nuovo flusso trovi il canale completamente occupato aumento dei flussi ammessi alla rete PI-FBDS Ciò non significa che la strada indicata da PI-FBDS sia da abbandonare: