Estrategias de configuración de redes WLAN IEEE 802.11e EDCA

• Autores: Pablo Serrano Yáñez-Mingot
• Directores de la Tesis: Albert Banchs (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2006
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Arturo Azcorra Saloña (presid.), Ignacio Soto Campos (secret.), Vicente Casares Giner (voc.), Luis Muñoz Gutiérrez (voc.), Sebastià Sallent Ribes (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de las telecomunicaciones
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: e-Archivo
• Resumen

  • Las redes inalámbricas de área local (WLANs) se han convertido en una solución muy común para proporcionar acceso a Internet. El principal mecanismo usado a nivel MAC (Medium Access Control) para las WLANs es el definido por el estándar IEEE 802.11. Recientemente, el grupo de trabajo (Working Group) 802.11 ha aprobado un nuevo estándar, denominado 802.11e, que extiende dicho mecanismo para suministrar calidad de servicio (QoS). Este nuevo estándar se basa en una serie de parámetros a configurar, tema aún pendiente de ser resuelto pues si bien se proporcionan unos valores recomendados para dichos parámetros, estos valores son estáticos por lo que su idoneidad no está garantizada.

    La presente tesis aborda el diseño de estrategias de configuración que optimicen el uso del mecanismo EDCA del estándar 802.11e. A tal efecto, se distinguen dos escenarios WLAN bien diferentes, cada uno definiendo una diferente estrategia de configuración para los mencionados parámetros:

    En el primer escenario, denominado WLAN abierta, se supone un entorno abierto como, por ejemplo, un hot-spot. En dicho escenario no se puede confiar en la caracterización del tráfico y los requisitos de servicio que pudiesen proporcionar los usuarios, dado que estos bien pueden declarar unos valores diferentes a los reales para obtener más recursos de la red. Dichos usuarios pueden incluso saturar su acceso inalámbrico (esto es, tener siempre un paquete en proceso de ser transmitido)para obtener recursos adicionales. Para este escenario se propone una configuración que garantice un rendimiento óptimo incluso en presencia de posibles usuarios saturando sus interfaces. Dada la naturaleza abierta de este escenario, adicionalmente se desarrolla un mecanismo que detecta comportamientos no ajustados a una determinada configuración.

    En el segundo escenario, denominado WLAN cerrada, los usuarios son dignos de confianza. Un ejemplo de dicho escenario puede ser un entorno de oficinas, donde sólo los empleados pueden conectarse a la red. En este caso, tanto la caracterización declarada del tráfico, así como los requisitos de servicio, pueden ser utilizados con objeto de calcular la configuración óptima que proporciona el mejor rendimiento. Nótese que, en este escenario, dado que se dispone de más información, sí que es posible escoger la configuración que mejor atiende los requisitos y características de las fuentes de tráfico.

    Las principales contribuciones de la presente tesis se resumen a continuación: para el escenario de la WLAN abierta, en primer lugar se analiza el rendimiento de una red saturada,a partir del cual se propone un algoritmo de configuración que optimiza el rendimiento global de la red, tanto en el modo básico como en el modo multirate. También se propone un algoritmo para detectar usuarios maliciosos en la red. Para el caso de la WLAN cerrada, se presentan algoritmos para caracterizar el comportamiento del retardo (valor medio, desviación típica y función de distribución) de la red en condiciones de no saturación. Con base en estos resultados, se presenta un algoritmo que calcula la configuración óptima para un caso de uso de Voz sobre IP. Por último, se describen resultados experimentales centrados también en este caso de uso.