Proposta de método de acesso ao meio baseado em qos para redes ad hoc ieee 802.11.

Abstract

A presença do padrão IEEE 802.11 na maioria dos dispositivos móveis disponíveis no mercado e a disponibilidade dos hotspost em hotéis, aeroportos e restaurantes aliados a presença das redes IEEE 802.11 nas empresas, universidades e residências torna a Inte rnet altamente disponível a tais dispositivos. A experiência do usuário com as aplica ções multimídias da Internet torna necessário à utilização de tais aplicações nas redes móveis. Estas aplicações requerem a implementação de QoS ao pa drão IEEE 802.11 de forma que uma WLAN possa atender os requisitos das aplicações e as expectativas dos usuários. As soluções de QoS propostas para o padrão IEEE 802.11 em modo Ad Hoc, como a IEEE 802.11e, baseiam-se na natureza da informação, o que em determinados casos , é uma solução injusta para as estações que estão disputando o acesso ao meio. Por exemplo, quando algumas estações da rede transmitem dados somente com prioridade alta e outras somente com prioridade baixa as estações que utilizam a prioridade alta podem supr imir as transmissões das estações que utilizam a prioridade baixa. Os métodos de acesso ao meio disponíveis não controlam a distribuição de banda entre as estações quando os fluxos transmitidos, por cada estação, possuem prioridades diferentes. Nenhuma das propostas existente garante qualquer tempo de transmissão para as estações. Esta dissertação apresenta uma nova proposta de acesso ao meio com QoS para as redes ad hoc IEEE 802.11 chamado de DCFAH (Distributed Coordination Function Ad Hoc ). A proposta considera um mecanismo de acesso ao meio justo e uma largura de banda mínima para as estações que necessitem de QoS. Também existe uma preocupação com as métricas de QoS como atraso e Jitter. A DCFAH utiliza o mecanismo EDCA para diferenciar o serviço de QoS entre os fluxos internos de uma estação, sendo assim pode ser classificado como um mecanismo por fluxo. A justiça da DCFAH é provida através do mecanismo de controle distribuído, executado em todas as estações , que distribui igualmente a todas as estações os slots de transmissão do período com QoS. A DCFAH ainda provê serviços de melhor esforço para as aplicações que não necessitam de QoS. Obteve-se a análise de desempenho dos parâmetros de throughput, atraso e jitter da DCFAH comparado os resultados obt idos, através de simulações, ao desempenho dos mesmos parâmetros do EDCA. Todas as simulações do DCFAH e do EDCA realizaram -se no simualdor de redes NS 2 com as prioridades de acesso ao meio de voz, vídeo, melhor esforço e background conforme especifica a emenda IEEE 802.11e. Os resultados obtidos demostram a eficiência do DCFAH na distribuição da largura de banda entre as estações da rede conforme as solicitações de reservas efetuadas. O DCFAH comparado ao EDCA não apresenta perda de throughput ou qualquer deterioração nos parâmetros de atraso ou jitter apesar do overhead inserido pelo mecanismo de controle de acesso ao meio e reservas utilizado pelo DCFAH. O período de melhor esforço garante a gradação de serviço entre as estações conforme a natureza da informação. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

IEEE 802.11 standard is present in most mobile devices available today in the market. The offer of hotspost in hotels, airports and restaurants in conjunction with the IEEE 802.11 network in companies, universities and residences turns the Internet widely accesible to such devices. Because of users experience with these internet multimedia applications, it is necessary to apply these applications on mobile webs, which requires the implementation of QoS over IEEE 802.11 standard, in order to WLAN fulfil the applications requirement and users expectation. The existing QoS solutions for ad hoc IEEE 802.11 standard, such as IEEE 802.11e, are based on the information’s nature. In specific cases, this type of solution is considered unfair to stations disputing a ccess to the media. When some web stations send only high priority data while others send only low priority, they can suppress the low priority transmissions. The media access methods available do not control bandwidth distribuition when data is transmited with different priority by each station. None of the existing solutions assure some transmission time for each station. This dissertation presents a new media access proposal called DCFAH (Distributed Coordination Function Ad Hoc) with QoS for ad hoc IEEE 802.11 networks. It considers a fair media access mechanism and a minimum bandwidth for stations that need QoS. There is also a concern about QoS metrics like delay and Jitter. DCFAH uses an EDCA mechanism to differ the QoS services in an internal fl ow, therefore it can be classified as a mechanism per flow. DCFAH provides fairness through a mechanism of controlled distribution functioning in all stations. It distributes equally slots of period transmissions with QoS to every station. More over, provi des services of better efforts to the applications that do not require QoS. The analysis of the performance of DCFAH throughput, delay and jitter bounds was obtained by comparing results gathered through simulations with the performance of the same parameters of EDCA. All DCFAH and EDCA simulations were done in the network simulator NS 2 using media access priorities of voice, video, best effort and background according to IEEE 802.11e specifications. The results demonstrate DCFAH efficiency on the bandwi dth distribution through the network stations according to reservation requests made. Comparing to EDCA, DCFAH does not demonstrate throughput loss or any deterioration in delay or jitter bounds despite the overhead inserted by the media and reserves contr ol access mechanism used by DCFAH. The best effort period assures the QoS between stations according to the information natures.