Trafico

´ ESTIMACION DEL RETARDO EN UNA RED WIFI: ´ ANALISIS COMPARATIVO
C. Lozoya, P. Mart´ M. Velasco, J.M. Fuertes, J. Ayza ı, Universitat Polit`cnica de Catalunya, Dept. Enginyeria de Sistemes, Autom`tica i Inform`tica Industrial e a a Pau Gargallo 5, 08028 Barcelona, Espa˜ a n {camilo.lozoya, pau.marti, manel.velasco, josep.m.fuertes, jordi.aiza}@upc.edu

Resumen
La medici´n del retardo deltiempo de extremo o a extremo (conocido tambi´n como Round Trip e Time -RTT), puede ser utilizado para inferir el ancho de banda disponible de una conexi´n de o red de un sistema de c´mputo. El retardo RTT o puede ser utilizado en una red inal´mbrica tipo a WiFi, como un par´metro para medir la carga a de la red y tambi´n para el ancho de banda e disponible. En este trabajo se propone una t´cnica e deestmaci´n basada en el algoritmo del Filtro o Kalman, para predecir el retardo RTT en una red. Con la finalidad de comparar el comportamiento y rendimiento de la t´cnica propuesta, se pree senta un modelo que incluye, adem´s de el ala goritmo propuesto, otras cinco t´cnicas que han e sido utilizadas previamente para la estimaci´n del o retardo RTT. El modelo incluye tres algoritmos basados enm´todos estad´sticos (Estimaci´n de e ı o Valor Medio, Estimaci´n de Valor Mediano, Eso timaci´n de Valor M´ximo), un algoritmo basado o a en la Cadena de Markov, un algoritmo basado en la t´cnica de Promedio Exponencial, y finalmente e el algoritmo propuesto en este trabajo basado en el Filtro Kalman. Los valores del retardo RTT se generan con base en las caracter´stcas observadas ı en las redesinal´mbricas WiFi. a Palabras clave: red inal´mbrica, estimaci´n del a o retardo, filtro de kalman

uraleza de los canales de radio y el acceso al recurso compartido ocasionan retardos variables del paquete de datos y p´rdidas en la transmisi´n de e o datos. El tiempo de extremo a extremo (Round Trip Time -RTT) inicia a partir del instante en que el servidor env´ un paquete de datos o mensaje y ıatermina cuando recibe la se˜ al de reconocimiento n o acknowledge (ver figura 1). En las redes WiFi, las mediciones del retardo RTT constituyen la informaci´n b´sica de retroalimentaci´n que el servio a o dor principal o controlador puede usar para inferir el estado de la conexi´n de la red entre ´ste y los o e dispositivos remotos [3]. Las mediciones del retardo RTT son utilizadas para calcular laraz´n a o la cual una conexi´n de tiempo real entre un servio dor o controlador y un sistema remoto puede ser llevada a cabo, de manera tal que las conexiones existentes no se vean afectadas. Este trabajo presenta un an´lisis de diferentes a t´cnicas utilizadas para la estimaci´n del retardo e o RTT durante una transmisi´n de datos. Las o t´cnicas de estimaci´n presentadas en este trabajo e o son 4algoritmos propuestos por Li, Chow et al [6] (Algoritmo de Estimaci´n del Valor Medio, Algoo ritmo de Estimaci´n de Valor Mediano, Algoritmo o de Estimaci´n del Valor M´ximo y Algoritmo de o a Estimaci´n basado en Cadena de Markov), un alo goritmo propuesto por Lennvall [5] (Algoritmo de Promedio Exponencial), y un algoritmo propuesto en este trabajo basado en el Filtro de Kalman [9]. Los seisalgoritmos han sido implementados en un modelo de Matlab [7], de tal manera que el an´lisis a de los algoritmos se basa en la discusi´n de los reo sultados obtenidos en las simulaciones por medio del modelo en Matlab. Las simulaciones asumen una red WiFi que presenta variaciones aleatorias en el ancho de banda disponible. Consecuentemente, el RTT se ve afectado aleatoriamente. La distribuci´n delretardo o RTT, en una red de ´rea local inal´mbrica, es a a usualmente unimodal, asim´trica y con una cola e larga en el lado derecho [3]. En Gunawardena et

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´ INTRODUCCION

Las redes inal´mbricas de ´rea local basadas en el a a est´ndar t´cnico IEEE 802.11b (comercialmente a e conocidas como WiFi) se han convertido, en los ultimos a˜ os, en una red muy popular y muy uti´ n lizada [2]....