PDF de programación - Análisis y diseño de redes inalámbricas con múltiples saltos

Análisis y diseño de redes inalámbricas
con múltiples saltos
Estudiante de doctorado: Ing. Germán Capdehourat.
Directores de tesis: Dr. Ing. Pablo Belzarena y Dr. Ing. Federico Larroca.


MOTIVACION

Red inalámbrica con múltiples saltos

En los últimos años el despliegue de redes inalámbricas basadas
en 802.11 ha crecido en gran forma, no solo para un contexto
local como fue pensado originalmente sino también como una
alternativa económica y eficiente para redes de acceso.

Enlaces inalámbricos 802.11

Router estático

Estación móvil

Infraestructura con
acceso a internet

Ql1

�l1

enlace l

�l2

Ql2

En la última década se ha trabajado mucho en el estudio de
modelos analíticos para estos enlaces y si bien se han logrado
resultados bastante precisos, los modelos desarrollados se basan
en hipótesis que no son reales en la práctica.
En este
trabajo se estudia una alternativa diferente que
corresponde al aprendizaje de un modelo basado en medidas,
donde se busca reflejar la realidad lo más posible.

ó

El balance dinámico de la carga se
plantea como un problema de
optimización.
Dada una cierta demanda de tráfico,
se determinan los coeficientes de
reparto que minimizan la función de
congestión aprendida de la red.

sujeto a:

d1d2

d1

d2

R
E
D
E
S

C
O
G
N
I
T
I
V
A
S

d1

d2
d1

d2

GW 1

d3

d1

internet

d4

GW 2

3

4

d2

SIMULACIONES

Esta propuesta propone separar el ruteo del reenvío de
paquetes, de manera similar a como opera MPLS en
redes cableadas, en contraposición a las propuestas
basadas en métricas dinámicas que pueden presentar
problemas tales como la oscilación entre caminos.
Aprendizaje del largo medio de la cola

Se aprende el modelo con las medidas de varias horas.

Ajuste de los coefs. de distrib. de tráfico

Se ajustan cada 100 segundos los coeficientes de reparto.

Envío de paquetes en base a flujos

Se envían los paquetes por flujo en base a los coeficientes
de cada camino posible.

E
S
Q
U
E
M
A

P
R
O
P
U
E
S
T
O

Los avances en el área la convierten en una alternativa interesante de redes
inalámbricas para brindar acceso de banda ancha en zonas suburbanas y rurales.
Objetivo: Aprovechar el desuso en tiempo/espacio/frecuencia de usuarios
primarios. Ejemplo: bandas de TV abierta para zonas rurales.

s

Problemas abiertos para investigar:

- Sensado cooperativo: identificar qué canales están libres para establecer los enlaces.

- Sensado de banda angosta o ancha.
- Sensado comprimido (compressed sensing).
- Selección y fusión de la información de los nodos.

- Coordinación para la comunicación: definir cómo usar el/los canal/es.

- Mecanismo de acceso al medio (MAC).
- Definición del canal de control, dedicado o no.

s

Hitos en los últimos/próximos años:
- 1997: Aparece IEEE 802.11, 1-2 Mbps en 2.4GHz.
- 1999: 802.11a - hasta 54Mbps en 5GHz.
802.11b - hasta 11Mbps en 2.4GHz.
- 2003: 802.11g - hasta 54Mbps en 2.4GHz.
- 2005: 802.11e - extensión con QoS para 802.11.
- 2009: 802.11n - hasta 300 Mbps en 2.4/5GHz.
- 2011: 802.11s - ruteo dinámico en redes mesh.
802.22 - primer estándar de redes cognitivas.
- 2013: 802.11ac - mejoras a 802.11n, Gbps en 5GHz.
- 2014: 802.11af - adaptación a espacios blancos TV.
- 2015: 802.11ah - medidores inteligentes < 1GHz.

Este trabajo está apoyado por el Centro Ceibal y por la
ANII (beca de doctorado POS_2011_1_3525).

electrónica