Calidad de Servicio en redes 802.11

Calidad de Servicio en redes WLAN IEEE 802.11e:
Estado de la cuestión y taxonomía de planificadores
Alejandro García San Luis

Resumen— El despliegue de servicios multimedia en WLANs,
tales como, IPTV, VoIP, streaming de audio y vídeo y
videoconferencia, plantea una serie de requisitos de calidad de
servicio, cuya formalización es compleja. Para contemplar la
calidad de servicio en WLANsse incorporó al estándar la
extensión IEEE 802.11e. En ella se define un planificador de
referencia para el acceso HCCA, el cual presenta debilidades
notorias, principalmente con flujos VBR, como se ha
demostrado en distintos trabajos durante los últimos años. En
este artículo se realiza una revisión de las aportaciones
realizadas por otros autores, analizando sus fortalezas y
debilidades.Además, se propone una taxonomía de los
algoritmos de planificación, con el fin de facilitar a la
comunidad científica una perspectiva global de las aportaciones
realizadas en este campo. Como resultado se identifican las
virtudes y limitaciones de los planificadores presentes en la
literatura. Finalmente, se propone un plan de trabajo para
desarrollar un planificador HCCA que cumpla con losrequisitos
de calidad de servicio en múltiples escenarios.

1. Introducción
Las comunicaciones inalámbricas se han caracterizado en las
últimas décadas por un notable desarrollo en nuevas
tecnologías, motivado principalmente por una creciente
demanda del mercado en servicios de voz. Las comunicaciones
móviles mediante los sistemas celulares y la interconexión entre
sistemas de telefoníay de radio han provocado, adicionalmente,
la demanda de servicios para la transmisión de datos de alta
velocidad, asociados principalmente a Internet, en entornos
inalámbricos.
La transmisión de datos de alta velocidad es soportada en la
actualidad por diversas tecnologías inalámbricas, tales como
HSPA, 4G Móviles (LTE), WiMax o Ultra-Wide Band. En el
ámbito de Redes de Área Local, latecnología más extendida
corresponde a las redes IEEE 802.11 [1], también llamadas
WLANs –red inalámbrica de área local- o Wi-Fi, marca que
utilizan los fabricantes para denominar los productos
certificados por la Wi-Fi Alliance. WLAN, debido a bajo su
coste y sencillo despliegue, es una de las tecnologías
inalámbricas de mayor penetración en el mercado [2].
La primera versión del estándar delIEEE 802.11 fue
publicada en 1997 y, a similitud de los protocolos desarrollados
originalmente en Internet (TCP/IP), fue concebida en un
esquema de “mejor esfuerzo” para soporte de Calidad de
Servicio (QoS, Quality of Service), resultando en la práctica
insuficiente para satisfacer en términos precisos los requisitos de
servicios multimedia tales como IPTV, videoconferencia,
streaming deaudio y vídeo y, entre otros, voz sobre IP. Con el
paso del tiempo, se han incluido especificaciones en la capa
física que ofrecen mayores velocidades de transmisión (802.11a,
b, g, y recientemente, 802.11n), mientras que en la subcapa de
Control de Acceso al Medio (MAC, Medium Access Control) se
introdujeron nuevos esquemas de acceso al medio con el fin de
dar soporte tanto a la diferenciaciónde flujos de tráfico como a
parámetros o requisitos estrictos de QoS. En concreto, en el
estándar se diseñó un planificador de paquetes que establece

turnos de transmisión, en períodos libres de contención, a los
flujos de datos con requisitos de QoS. Sin embargo, como se
muestra en [3], el planificador presenta distintas deficiencias en
su desempeño, destacando entre ellas la inadecuadapolítica de
gestión del tráfico con velocidades de bit variable (VBR,
Variable Bit Rate), que tiene como consecuencia la existencia
de elevados retardos y significativas pérdidas de paquetes. Este
hecho, unido a que el estándar permite el uso de un planificador
alternativo, ha provocado un elevado interés en la comunidad
investigadora, que se ha traducido en un significativo número de...