Μαθηματική μοντελοποίηση και χωρητικότητα φωνής ασύρματων IEEE 802.11 τοπικών δικτύων

Abstract

Το πρωτόκολλο IEEE 802.11 είναι το πλέον διαδεδομένο πρωτόκολλο στην περιοχή των ασύρματων τοπικών δικτύων επικοινωνίας (WLANs). Τα τελευταία χρόνια οι εφαρμογές φωνής Voice over IP (VoIP) λόγω του χαμηλού κόστους συγκεντρώνουν το ενδιαφέρον τόσο των ερευνητών όσο και της βιομηχανίας. Η μετάδοση φωνής όμως με τη χρήση του πρωτοκόλλου IP (Voice over IP-VoIP) σε δίκτυα IEEE 802.11 εισάγει σημαντικές καθυστερήσεις λόγω του μικρού μεγέθους των πακέτων φωνής και των διαδικασιών προσπέλασης στο ασύρματο μέσο. Στη συγκεκριμένη εργασία αναπτύχθηκε μαθηματικό μοντέλο για το IEEE 802.11 κατανεμημένο μηχανισμό πρόσβασης (Distributed Coordination Function-DCF) στο κοινό μέσο μετάδοσης, θεωρώντας ταυτόχρονη εκπομπή σταθμών δεδομένων και φωνής. Ασχοληθήκαμε με τη μελέτη χαρακτηριστικών μετάδοσης όπως πιθανότητα απόρριψης πακέτων (Packet Drop Probability), μέσο χρόνο απόρριψης πακέτου (Average time to drop a packet) και μέσο χρόνο καθυστέρησης πακέτων (Average Packet Delay). Για την αξιοποίηση των διεθνών αποδεκτών προδιαγραφών ποιότητας επικοινωνιών φωνής (VoIP QoS), χρησιμοποιήσαμε τις ανώτατες τιμές και βάσει αυτών αναπτύχθηκε μεθοδολογία υπολογισμού της χωρητικότητας του δικτύου. Το προτεινόμενο αναλυτικό μοντέλο επαληθεύτηκε συγκρίνοντας τα αναλυτικά αποτελέσματα με τα αποτελέσματα προσομοιωτή (simulator).