Modelagem e an´alise de desempenho do padr˜ao EVDO

A maioria dos trabalhos de avalia¸c˜ao de desempenho de redes EVDO analisam a vaz˜ao m´edia alcan¸cada pelos canais direto e reverso. Alguns dos trabalhos conside- ram modelos de tr´afego muito simples como, por exemplo, n´umero infinito de fontes de dados e modelos simplificados de protocolos como FTP, HTTP e WAP.

Os primeiros dois trabalhos [58], [6] na ´area de avalia¸c˜ao de desempenho do EVDO analisavam apenas um dos canais (direto ou reverso). Em [58] o canal di- reto do padr˜ao CDMA2000 1xEVDO foi simulado no intuito de encontrar sua vaz˜ao m´edia em fun¸c˜ao do n´umero de usu´arios simultˆaneos no sistema. No modelo im- plementado, usu´arios escolhem uniformemente uma nova posi¸c˜ao em intervalos de 30s. Em cen´arios considerando antenas setorizadas e antenas omnidirecionais foram encontradas as vaz˜oes de 1.1Mbps e 1.5Mbps, respectivamente.

Esteves [6] estudou a capacidade m´axima do canal reverso da rede EVDO usando tanto modelos anal´ıticos quanto de simula¸c˜ao. Seu trabalho mostrou que a capa- cidade do canal reverso decai com o crescimento do n´umero de usu´arios devido ao overhead dos canais de controle (ex: pilot, DRC). Al´em disso, uma capacidade m´axima entre 250 a 600 kbps foi encontrada, dependendo do n´umero de antenas receptoras, do ambiente de interferˆencia e do perfil de mobilidade empregado.

Seguindo estes trabalhos iniciais, um conjunto de artigos [69, 5, 70, 71] estudou ambos os canais direto e reverso com o objetivo de analisar o desempenho do sis- tema. Estes artigos se interessavam, principalmente, em encontrar a vaz˜ao m´edia alcan¸cada.

O trabalho de Black e Gurelli [69] propˆos modelos de simula¸c˜ao, em n´ıvel de rede, usando modelos de canais ITU (International Telecommunication Union) bem conhecidos. Seu objetivo era encontrar a vaz˜ao agregada por setor em fun¸c˜ao do n´umero de usu´arios no sistema. Entre os resultados, destaca-se a vaz˜ao m´axima de 1.4Mbps para um cen´ario misto de usu´arios de alta e baixa mobilidade.

Bi e Vitebsky [5] caracterizaram a vaz˜ao do sistema EVDO em diferentes ambi- entes de radiofrequˆencia. O principal resultado obtido foi a vaz˜ao m´edia por setor em fun¸c˜ao de ambos o n´umero de usu´arios e os cen´arios de mobilidade considerados. Al´em disso, eles propuseram um m´etodo para calcular a popula¸c˜ao m´axima supor-

tada pelo sistema de modo a manter maximizada a vaz˜ao m´edia por setor. Assim, eles encontraram o valor m´aximo de 1.28Mbps de vaz˜ao m´edia para uma popula¸c˜ao de 20 usu´arios.

Mohanty et al. [70] analisaram o desempenho, em n´ıvel de aplica¸c˜ao, do EVDO. Para isso eles focaram, principalmente, a intera¸c˜ao entre o mecanismo de controle de congestionamento do TCP e as varia¸c˜oes do canal sem fio. Eles obtiveram a vaz˜ao agregada m´edia, por setor, do canal direto em diferentes situa¸c˜oes de desvaneci- mento e considerando diferentes configura¸c˜oes de DRC. Assim eles mostram que, em um cen´ario com 4 usu´arios FTP e 16 usu´arios web, o tempo m´edio de resposta ´e compar´avel a um canal ISDN de 128kbps, dedicado, a cada usu´ario. Finalmente, s˜ao apresentadas evidˆencias de que, quando o sistema EVDO ´e implementado com parˆametros apropriados, a perda na vaz˜ao devido `a intera¸c˜oes entre o TCP e a variabilidade do canal ´e m´ınima.

Huang et al. [71] estudaram a vaz˜ao agregada em diferentes condi¸c˜oes de desva- necimento do canal, de configura¸c˜oes do DRC e de n´ıveis de potˆencia de canais de controle. Sob as condi¸c˜oes consideradas, a vaz˜ao agregada do canal direto variou de 500 a 600kbps.

Os trabalhos [72, 73, 74] tamb´em se concentraram no desempenho do IS-856, mas estudaram sensibilidade de ajuste de parˆametros que diferem dos trabalhos acima. Esteves et al. [72] estudou o desempenho do EVDO considerando apenas usu´arios fixos e obteve: (1) a vaz˜ao m´axima alcan¸c´avel pelo sistema (que foi de 1.57Mbps) e (2) a vaz˜ao por usu´ario em fun¸c˜ao do path-loss considerando dois algoritmos de escalonamento: o PFS e o GOS=1. Este, juntamente com [61, 60], ´e um dos primeiros trabalhos que comenta sobre o balanceamento entre a capacidade do setor e a justi¸ca. Ressaltamos, mais uma vez, que a justi¸ca ´e estudada atrav´es de ajuste de parˆametros em algoritmos de aloca¸c˜ao de slots, ou seja, o uso de m´etricas de justi¸ca que refletem o ponto de vista da rede.

Trabalho M´etricas Principal

avaliadas Resultado/Contribui¸c˜ao

Esteves et al. [6] Capacidade do Capacidade de

canal reverso 1.1 a 1.5Mbps

Black et al. [69] Vaz˜ao agregada Vaz˜ao de 1.4Mbps por setor

Bi et al. [5] - Vaz˜ao agregada Vaz˜ao de 1.28Mbps - 98o percentil da sob pop. de 20 usu´arios vaz˜ao dos usu´arios

Mohanty et al.[70] Vaz˜ao agregada Estudo da intera¸c˜ao

por setor entre o EVDO e o TCP

Huang et al. [71] Vaz˜ao agregada sob Vaz˜ao de 500 a 600Kbps dif. desvanecimentos sob o cen´ario considerado Esteves et al. [72] Vaz˜ao por setor Discuss˜ao da rela¸c˜ao

entre vaz˜ao do setor e a justi¸ca. Vaz˜ao de 1.57Mbps Xiao et al. [74] Vaz˜ao m´edia Vaz˜ao de 500Kbps para

por setor usu´arios web

Tabela 3.2: Resumo dos algoritmos apresentados na Se¸c˜ao 3.2 - Modelagem e An´alise de desempenho do padr˜ao EVDO

Xiao et al. [74] usou um simulador em n´ıvel de chip da especifica¸c˜ao original do canal direto do EVDO com o objetivo de comparar seu desempenho com outras vers˜oes do sistema, como o CDMA-1x e o 1xEV-DV. O principal resultado ´e a vaz˜ao agregada m´edia do canal direto para algumas aplica¸c˜oes como FTP, WAP e web. Eles conclu´ıram que a vaz˜ao m´edia por setor ´e de 500kbps para tr´afego web e 1.5Mbps para tr´afego FTP. Adicionalmente, a eficiˆencia espectral - quantidade de informa¸c˜ao transmitida em uma faixa de frequˆencia - do EVDO e do EVDV se mostrou bem maior que a do CDMA2000-1x, segundo os resultados apresentados.

Como sumarizado pela Tabela 3.2, os trabalhos referenciados nesta se¸c˜ao n˜ao analisam em detalhe a vaz˜ao e o atraso alcan¸cados por usu´arios em diferentes pon- tos arbitr´arios da c´elula. Esta an´alise, juntamente com uma implementa¸c˜ao mais

detalhada do sistema, e a est´a entre as contribui¸c˜oes dessa tese.