Tesis doctoral de Francisco Vicente Novillo Parales
La creciente necesidad de conectividad inalámbrica está impulsando la adopción y uso masivo de redes de área local inalámbrica (wlan, por sus siglas en inglés) basadas en el estándar ieee 802.11 (wi-fi), llevando a despliegues densos individuales y descoordinados de puntos de acceso (ap, por sus siglas en inglés) en áreas muy pobladas. Se prevé que para el 2016, más de la mitad del tráfico de internet en el mundo procederá de conexiones wi-fi. La proliferación de despliegues densos causa altos niveles de interferencia en las bandas sin licencia (i.E. Bandas ism) usadas por las wlans, que pueden resultar en una degradación impredecible en el rendimiento de la red y la falta de equidad entre aps. los mecanismos de asignación de canal son la herramienta central usada hoy en día para mitigar los problemas de interferencia en la banda ism causados por aps vecinos. Independientemente de la capacidad de estos mecanismos para mejorar el rendimiento de las wlans, la cantidad de espectro disponible en bandas ism para uso de wlans es un factor limitante en despliegues densos. Así, la explotación de porciones adicionales de bandas asignadas a una aplicación o servicio en particular, que estén sin utilizar o desocupadas en lugares y horarios específicos puede mejorar el rendimiento de las wlans. Este concepto de uso del espectro conocido como acceso de espectro oportunista (osa, por sus siglas en inglés) permite a los usuarios secundarios compartir las mismas frecuencias usadas por los usuarios primarios siempre que los servicios primarios no sean perturbados. esta tesis aborda un nuevo estudio para wlans habilitadas con osa en que las posibilidades y beneficios ofrecidos por wlans con capacidades osa son discutidos y cuantificados, para ello se proveen dos contribuciones principales. La primera contribución es el desarrollo de la formulación y evaluación de la disponibilidad espacial de un cierto segmento de espectro dentro de ubicaciones interiores en zonas urbanas densas con la finalidad que sea oportunistamente reusado por wlans. Para esto, las condiciones de interferencia entre los usuarios primarios y secundarios han sido establecidas, junto con modelos de propagación necesarios para representar pérdidas exteriores, interiores y exteriores a interiores, también se ha considerado que el sistema primario proporcione cobertura en exteriores. En particular, el porcentaje de localizaciones interiores donde los usuarios secundarios puedan reusar la banda primaria sin interferir con el sistema primario es calculado.La segunda contribución es la propuesta, desarrollo y evaluación de algoritmos de asignación de canal que permiten a las wlans operar en canales disponibles en ism y en bandas de espectro habilitadas con osa. A diferencia de los esquemas clásicos del legado wlan, los algoritmos propuestos enfrentan dos aspectos distintivos: la priorización de canal y la heterogeneidad del espectro. Para ello, un modelo de sistema es desarrollado para describir y representar los principales componentes que intervienen en un escenario wlan habilitado con osa, determinar una lista de canales primarios disponibles para cada ap y definir las restricciones de asignación de canal para aps. la tesis ha formulado primero el problema de asignación de canal para wlans habilitadas con osa como un problema de binary linear programming (blp), que ha sido óptimamente solucionado por algoritmos de branch and bound (bb). Motivados por la necesidad de tener soluciones computacionalmente más eficientes que las dadas por el algoritmo bb, varios algoritmos centralizados y distribuidos han sido propuestos, englobando técnicas de simulated annealing (sa) y la construcción de un mínimum spanning tree (mst) para reducir el nivel de acoplamiento entre aps vecinos. Los algoritmos son evaluados bajo diferentes condiciones de densidad de aps y disponibilidad de espectro y comparados a la solución óptima así como a algoritmos clásicos propuestos para el legado wlan.
Datos académicos de la tesis doctoral «Proposal and evaluation of channel assignment algorithms for wireless local area networks with opportunistic spectrum access capabilities.«
- Título de la tesis: Proposal and evaluation of channel assignment algorithms for wireless local area networks with opportunistic spectrum access capabilities.
- Autor: Francisco Vicente Novillo Parales
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 04/06/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Ramón Ferrús Ferré
- Tribunal
- Presidente del tribunal: ramon Agusti comes
- m. angela Hernández solana (vocal)
- (vocal)
- (vocal)