OCA-MAC : protocolo de controle de acesso ao meio com agregação oportunista de canal

Abstract

Nessa dissertação, apresentamos o protocolo de controle de acesso ao meio com agregação oportunista de canal (OCA-MAC) para redes ad hoc sem fio. OCA-MAC permite a agregação oportunista de canal em nível de enlace (MAC) por quadro de dados transmitidos. O OCA-MAC é baseado no padrão IEEE 802.11 DCF e necessita de uma interface de rádio secundária para acesso oportunista em um canal alternativo. O OCA-MAC evita o uso de um canal extra de controle para coordenação entre as estações da rede (ou para troca de quadros de controle no canal secundário), ao utilizar a simples ideia de que quem adquirir o direito de acesso ao canal primário também ganha o direito imediato (e implícito) de transmitir um quadro de dados no canal secundário (se disponível nos dois lados do enlace quando da aquisição do canal). Portanto, toda informação de controle necessária para realizar a agregação distribuída de canais é realizada no canal principal, permitindo que o(s) canal(is) secundário(s) sejam utilizados somente para transmissão de quadros de dados. O desempenho do OCA-MAC é avaliado em relação ao padrão IEEE 802.11 DCF MAC por meio de simulações computacionais a eventos discretos com topologias não totalmente conectadas sob tráfego saturado. Os cenários investigados mostram que o espaçamento geográfico e o reuso espacial não levam necessariamente a uma melhora no desempenho das redes IEEE 802.11, e portanto, a agregação oportunista de canais prova-se ser uma forte aliada na melhora da vazão agregada da rede, na sua justiça e no seu atraso ponto-a-ponto. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

In this dissertation, we present the Opportunistic Channel Aggregation MAC protocol (OCA- MAC) for wireless ad hoc networks. OCA-MAC allows opportunistic MAC-level channel aggregation per frame transmission. To accomplish that, OCA-MAC is built on top of the IEEE 802.11 DCF MAC and requires a secondary radio interface for opportunistic access over alternative channels. OCA-MAC avoids the use of an extra control channel for coordination among nodes (or control frame exchanges over the secondary channel) by using the simple idea that whoever a - quires the floor over the primary channel also gains immediate (and implicit) right to transmit a frame over the secondary channel (if available at both sides of the link at the time of floor acquisition). Thus, all necessary control information for distributed channel aggregation is carried out over the primary channel, allowing the use of the secondary channel(s) for DATA frame trans- missions only. The performance of OCA-MAC is evaluated against the IEEE 802.11 DCF MAC through discrete-event simulations with topologies not fully connected under saturated traffic . The investigated scenarios show that, geographical sparsity and spatial reuse do not necessarily lead to performance improvements of IEEE 802.11 networks, and thus, opportunistic channel aggregation proves to be a strong ally to boost aggregate throughput, overall fairness and end-to-end delay.