Análisis del desempeño de redes 802.11

Abstract

Hoy en día, las tecnologías inalámbricas son posiblemente las más utilizadas en las redes de acceso. Dentro de las muchas posibilidades, el estándar 802.11 de la IEEE (In- stitute of Electrical and Electronics Engineers) ha ganado la mayoría del mercado, principalmente debido a que su desempeño es razonable y a un bajo costo. Esto se logra gracias a la simplicidad de su principal mecanismo MAC (Medium Access Control ), DCF (Distributed Coordination Funtion). Este utiliza un esquema de acceso aleatorio, basado en detecci on de portadora y evitar colisiones (CSMA/CA, Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). Los mecanismos CSMA son generalmente aceptados como los m as convenientes debido a que operan de manera completamente descentralizada. Como muchas veces ocurre, los algoritmos son diseñados para que su operación sea simple sin analizar formalmente su desempeño. Son claras las ventajas de DCF en cuanto a la sencillez de su implementación pero no está tan claro cuál es a priori su desempeño en distintas situaciones. Por tal motivo, existen muchos trabajos dedicados a estudiar estas redes, basados tanto es simulaciones como en experimentos, teniendo en cuenta diferentes versiones de 802.11 (ejemplo a, b, g, e, n, ac). En la literatura existente se encuentran resultados contradictorios para los mismos escenarios y conjeturas erróneas en base a experimentos, como por ejemplo sobre el uso de multirate y RTS/CTS; en cuanto al desempeño con tráfico TCP y en las causas de la injusticia de reparto del canal, por nombrar algunos. Además existen situaciones en las que no existe modelo alguno como es el escenario de captura de canal junto con terminal oculta, o el modelo propuesto aporta solo cotas para algunas medidas de desempeño, como para redes ad-hoc. El objetivo general de la tesis consiste en el análisis del desempeño del mecanismo MAC en redes 802.11, concentrándose en las redes WLAN. Esto significa especificar qué modelos pueden ser aplicados en determinados escenarios, prestando especial atención en vincular en cada caso el algoritmo real con las hipótesis realizadas en el modelo. La precisión de dichos modelos en predecir el desempeño del protocolo se realizará mediante simulaciones con el simulador de red ns-3, aunque, cuando sea posible, se referirá a los resultados experimentales encontrados en la literatura. Además se comenta las dificultades de estudiar las redes ad-hoc y se muestra una posible herramienta para su análisis, utilizando un modelo con bases en la teoría de grafos aleatorios combinado con la teoría de límites fuidos y aproximaciones de tipo campo medio.