Rendimiento de los protocolos IEEE 802.15.4 en entornos ruidosos

TRABAJO FIN DE CARRERA

TÍTULO DEL TFC: Rendimiento de los protocolos IEEE 802.15.4 en
entornos ruidosos.
TITULACIÓN: Ingeniería Técnica de Telecomunicaciones, especialidad en
Sistemas de Telecomunicación
AUTOR: Daniel Dólera Losada
DIRECTOR: Eduard Garcia Villegas
FECHA: 6 de Octubre de 2010

Título: Rendimiento de los protocolos IEEE 802.15.4 en entornos ruidosos.
Autor: DanielDólera Losada
Director: Eduard Garcia Villegas
Data: 6 de Octubre de 2010

Resumen
Cada vez es más evidente el aumento del interés en las redes de sensores y
las facilidades que producen sus aplicaciones. Este hecho ha sido favorecido
por el empuje del establecimiento de nuevos estándares de comunicaciones
pensados específicamente para estos entornos. El IEEE 802.15.4 define lascapas físicas y MAC de una red inalámbrica de área personal (WPAN) de
baja velocidad y bajo consumo para dispositivos con una capacidad de
memoria o CPU limitada.
El uso de estas tecnologías en entornos domésticos o industriales encuentra
dificultades en su expansión debido a la sobreexplotación de las bandas de
frecuencia donde se encuentra. Las transmisiones con IEEE 802.15.4 han decompartir el espectro en numerosos casos con tecnologías Wi-Fi o Bluetooth,
que se caracterizan por utilizar mayores potencias de transmisión y anchos
de banda más grandes.
El objetivo de este proyecto final de carrera es estudiar y caracterizar el
efecto del ruido y las interferencias sobre las transmisiones de un dispositivo
que implementa el estándar IEEE el 802.15.4, y se intentaráproporcionar
una serie de buenas prácticas que permitan maximizar el rendimiento de
estos dispositivos inalámbricos en un entorno condicionado por ser “ruidoso”.

Title: Performance of the IEEE 802.15.4 protocol in noisy environments.
Author: Daniel Dólera Losada
Director: Eduard Garcia Villegas
Date: October, 6th 2010

Overview
The growing interest in sensor networks and theirapplications is becoming
increasingly evident nowadays. This interest is encouraged by the thrust of the
establishment of new communications standards designed specifically for
these environments. The IEEE 802.15.4 defines the physical and MAC layers
of a wireless personal area network (WPAN) for low speed, batteryconstrained devices with limited memory capacity and CPU.

The deployment ofthese networks technologies in domestic or industrial
environments has to face difficulties due to an overexploitation of the
unlicensed frequency bands they use. The IEEE 802.15.4 transmissions must
share the spectrum in many cases with Wi-Fi and Bluetooth technologies,
characterized by using higher transmitted powers and wider bandwidths.
The main objective of this project is to study andcharacterize the effects of
noise and interference on the performance of an IEEE 80.15.4 transmission.
This study shall lead to the provision of a code of good practice, that will
enable the maximization of the performance of IEEE 802.15.4 in a “noisy”
environment.

ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 1CAPÍTULO 1. ZIGBEE ....................................................................................... 5
1.1. Conceptos del ZigBee........................................................................................................ 5
1.2. Capa MAC............................................................................................................................ 8
1.3. CapaFísica ....................................................................................................................... 11

CAPÍTULO 2. ANÁLISIS TEÓRICO ................................................................ 14
2.1. Interferencias .................................................................................................................... 14
2.2. Propagación...