Análisis de mecanismos de calidad de servicio para aplicaciones multimedia en IEEE 802.11e - Olvera Ochoa, Emilio Rafael (Universidad Autónoma Metropolitana, 2012)
This work is focused to the analysis and improvement of the medium access function to provide the required QoS for the services of multimedia and communication, as can be IP telephony, online videoconference or the video on demand (VoD). With this purpose, we propose an improvement over the standard IEEE 802.11e [1] that integrates the QoS support to the existent WLAN networks (IEEE 802.11a/b/g) During their development, we depurate the algorithm to manage the packet flows based in priority used for EDCA, EDCA is a descentralized medium access scheme wich allows asign priorities between the traffic flows inside the wireless station in basis of their QoS re- quirements. EDCA is defined as part of the IEEE 802.11e standard [1]. In our proposal (the ACI-EDCA algorithm) we implemented the dynamic asignation mechanism for the value of the contention interval based in the access category activity proposed in [2] operating jointly with the mechanism of priorities assignation based in the activity per access category as propounded in [3]. Because the mechanisms that complement the adaptative techniques in each of the algo- rithms do not show relation with the current state of the network or the competing conditions between the traffic flows inside the same access category, the proposed modification over the EDCA algorithm in [2] and [3] is not capable to adapt optimally the real behavior of the traffic flowing through the network and therefore the value of the MAC parameters does not reflect the state change when the medium condition varies. Even though, both [2] as in [3] were reported improvements over the standard, the result of integrate the adaptative techniques presented in this works in our proposal, allows the op- timal adjust in the MAC parameters for access category. This are reflected in a less number of collisions in the wireless medium and in a better utilization of the bandwidth, while is maintained the strict classification between the access categories proposed in [1]. We implemented the ACI-EDCA algorithm and evaluate their performance through si- mulation utilizing N-S2 [4], which is freeware and open source, widely used by the scientific community.; Este trabajo está enfocado en el análisis y mejora de las funciones de acceso al medio inalámbrico en redes de área local inalámbrica (wireless local área network o WLAN) para soportar la calidad de servicio (QoS) requerida por los servicios multimedia y de comunicación, como pueden ser la telefonía IP, videoconferencia en línea o el video a la demanda (VoD). Con este fin, proponemos una mejora sobre el estándar IEEE 802.11e [1] el cual integra el soporte de calidad de servicio a las redes WLAN existentes (IEEE 802.11a/b/g). Durante su desarrollo, hemos depurado el algoritmo de gestión de flujos de paquetes basado en prioridad utilizado por EDCA, EDCA es un esquema de acceso al medio descentralizado que permite asignar prioridades entre los flujos de tráfico al interior de la estación en base a sus requisitos de QoS. EDCA se define como parte del estándar IEEE 802.11e [1]. En nuestra propuesta (el algoritmo ACI-EDCA) implementamos el mecanismo dinámico de asignación para el valor del intervalo de contención en base al factor de péerdida propuesto en [2] operando conjuntamente con el mecanismo de asignación de prioridades basado en la actividad por categoría de acceso planteado en [3]. Debido a que los mecanismos que complementan las técnicas adaptativas en cada uno de los algoritmos no mostraban relación con el estado actual de la red o con las condiciones de competencia entre los flujos de tráfico dentro de una misma categoría de acceso, la pro- puesta de modificación sobre el algoritmo EDCA en [2] y [3] no es capaz de adaptarse de forma óptima al comportamiento real del tráfico fluyendo a través de la red y por lo tanto el valor de los parámetros MAC no refleja el cambio de estado al variar las condiciones del medio. Si bien, tanto en [2] como en [3] se reportan mejoras sobre el estándar, el resultado de integrar las técnicas adaptables presentadas en estos trabajos dentro de nuestra propuesta, permite el ajuste óptimo en los parámetros MAC por categoría de acceso. Lo anterior se refleja en un menor número de colisiones en el medio inalámbrico y en una mejor utilización del ancho de banda, mientras se mantiene la estricta clasificación entre las categorías de acceso propuesto en [1]. Implementamos el algoritmo ACI-EDCA y evaluamos su desempeño mediante simulación utilizando NS-2 [4], que es de licencia gratuita y de código abierto, ampliamente utilizado por la comunidad científica.