Política de QoS para redes IEEE802.11 com seleção de taxa de serviço baseada em índice de justiça

Abstract

O padrão IEEE802.11 foi especificado presumindo condições de igualdade em relação ao acesso ao meio por parte das STAs de uma rede, pelo emprego do método DCF , onde todas as STAs possuem a mesma probabilidade de acesso ao meio, sem levar em consideração sua taxa de transmissão ou sua relação sinal-ruído. No entanto, é necessário ressaltar que tais redes apresentam uma anomalia, através da qual é possível que uma STA com baixa taxa de transmissão venha a ocupar o canal por um grande período de tempo. Nesse contexto, esse trabalho apresenta uma proposta de política de QoS baseada na implementação do padrão 802.11e, que objetiva manter um cenário de maior justiça em redes IEEE802.11. Para isso é proposto um algoritmo de cálculo de índice de justiça através da análise da taxa de conexão, do tipo de serviço e dos requisitos necessários para atendimento do serviço. Assim, as STAs são servidas a taxas que levam em conta as características físicas da rede, de forma a otimizar os seus recursos, do ponto de vista do provedor. Resultados obtidos com a política proposta em redes simuladas através do software NS2 demonstram que os cenários analisados resultaram em um ganho em relação ao troughput da rede ou, no mínimo, em uma condição semelhante à obtida sem a utilização da política.

The IEEE802.11 standard assumes that the stations (STAs) of a communications network have the same condictions during medium access, through the usage of the DCF (Distributed Coodination Function). The DCF states that all stations have the same probability of medium access, regardless of transmission rates or signal to noise ratios. Furthermore, such networks also presents an anomaly by which it is possible that a station with low transmission rate may request the channel for an extended period of time. In this context, this work proposes a QoS policy-based implementation based on the 802.11e standard, which aims to maintain a scenario of greater justice in IEEE802.11 networks. In doing so, it is proposed an algorithm to determine a Justice Index associated to a specific network, by examining the STAs connection rate, their type of service and the requirements for customer service. Thus, stations are served at rates that consider the physical characteristics of the network, in order to optimize their resources, from the viewpoint of the service provider. Results were obtained on simulated networks using the NS2 software considering the proposed policy of justice and show that the analyzed scenarios yield network troughput gain or at least result in a condition similar to that obtained without the use of the proposed justice policy.