Ad Hoc sem fio: uma análise quantitativa
Fabrício Lira Figueiredo
*, Heloísa Peixoto de Barros Pimentel, Marcel Cavalcanti
de Castro, Marcos Antonio de Siqueira, Anibal Cesar Aguiar de Carvalho e José
Antonio Martins
* Autor a quem a correspondência deve ser dirigida: fabricio@cpqd.com.br.
1. Introdução
Aplicações em tempo real caracterizam-se pela imposição de requisitos mínimos de desempenho em rede, os quais são especificados a partir de parâmetros de Qualidade de Serviço (QoS). No caso de redes Ad Hoc sem fio, a garantia de níveis de QoS representa um problema bastante complexo devido aos seguintes fatores:
• Dinâmica da topologia: devido à mobilidade ou inoperância dos nós, a topologia de uma rede Ad Hoc está constantemente sujeita a alterações. Elas podem provocar a quebra de rotas já estabelecidas, tornando necessário o re-estabelecimento das sessões de tráfego através de uma nova rota.
• Informações imprecisas sobre o estado da rede: devido à dinâmica da topologia, as informações de estado armazenadas nos nós (ex., banda residual, atraso, perda de pacotes, requisitos de QoS) têm precisão limitada. O aumento desse nível de precisão é severamente penalizado com o aumento de overhead devido à sinalização.
• Ausência de coordenação central: redes Ad Hoc sem fio se caracterizam pela inexistência de uma unidade de controle
central, o que dificulta significativamente a garantia de QoS no sistema.
• Canal de rádio sujeito a erros: o canal de rádio se distingue por diversos efeitos dinâmicos e aleatórios, tais como atenuações, interferências e desvaneci-mento por multipercursos, que provocam erros na recepção e dificultam ainda mais a obtenção de níveis adequados de QoS. • Problema do terminal escondido: trata-se de um problema de conectividade das redes que utilizam mecanismos de controle de acesso ao meio baseados em contenção, por exemplo, IEEE 802.11. Isso ocasiona a colisão de pacotes no receptor. • Disponibilidade limitada de recursos: largura de banda, energia, espaço de armazenamento e capacidade de proces-samento são recursos limitados nos termi-nais que compõem redes Ad Hoc sem fio. O suporte a serviços em tempo real em redes Ad Hoc sem fio representa um importante desafio tecnológico com diversos obstáculos a serem tratados. Muitas pesquisas têm sido realizadas nessa área e várias soluções têm sido propostas.
As soluções apresentadas para o suporte a QoS em redes Ad Hoc sem fio podem ser implementadas através de mecanismos nas camadas de enlace e de rede. Para a garantia de Este trabalho apresenta uma comparação de desempenho de soluções para suporte a tráfego em tempo real em redes Ad Hoc sem fio, baseadas em frameworks específicos de QoS. Os resultados foram obtidos através de simulações, utilizando cenários de tráfego em tempo real sobre redes Ad Hoc sem fio, operando em ambiente outdoor. Foram avaliados os frameworks SWAN e INSIGNIA, integrados com os protocolos de roteamento DSR e AODV, com base nas métricas de atraso fim-a-fim, vazão, jitter e overhead de roteamento, em função da variação do nível de carga na rede e do número de nós.
Palavras-chave: Qualidade de Serviço (QoS). Redes ad hoc sem fio. Frameworks de QoS. Serviços em tempo real. Roteamento ad hoc.
qualidade de serviço fim-a-fim é essencial que a solução de QoS considere a camada de rede. Nessa camada as soluções de QoS podem ser divididas em duas categorias: protocolos de roteamento orientados a QoS e mecanismos para provisão de QoS (frameworks) operando de forma independente do protocolo de roteamento.
A utilização de protocolos de roteamento orientados a QoS corresponde a uma solução de pouca flexibilidade, já que os problemas de roteamento e controle de QoS são tratados no mesmo nível ou camada, através de funcionalidades específicas de cada protocolo.
Em protocolos de roteamento pró-ativos, a adoção de protocolos orientados a QoS apresenta limitações importantes. Para realizar a busca de rotas ótimas segundo as métricas de QoS, torna-se necessário manter atualizadas as informações sobre os recursos disponíveis em cada nó da rede. Isso implica em um overhead significativo e proporcional à dinâmica da topologia e do próprio tráfego envolvido. Adicionalmente, múltiplas métricas de QoS aumentam a complexidade do algoritmo de busca por uma rota ótima, comprometendo ainda mais a escalabilidade da solução. Um exemplo de protocolo pró-ativo orientado a QoS é o “Quality of Sevice for Ad Hoc Optimized Link State Routing Protocol” (QOLSR) [1], que corresponde a uma extensão do protocolo pró-ativo “Optimized Link State Routing Protocol” (OLSR) [2].
Protocolos reativos são caracterizados pela busca de rotas sob demanda, no momento em que pacotes de tráfego precisam ser transmitidos para um destino no qual não existe uma rota válida. Sua utilização orientada a QoS tende a ser mais eficiente no estabelecimento de rotas ótimas. Dentre os principais protocolos reativos orientados a QoS, pode-se destacar o “Ad Hoc QoS on-demand routing” (AQOR) [3] e o ‘Quality of Service for Ad Hoc on-demand distance vector routing’ (AODV-QoS) [4].
Para garantir maior flexibilidade ao suporte a serviços em tempo real em redes Ad Hoc sem fio, os frameworks de QoS apresentam-se como uma boa opção. Esses frameworks são sistemas compostos de vários elementos responsáveis por funções específicas para o gerenciamento de QoS, tais como controle de admissão, reserva de banda e roteamento. O INSIGNIA [5][6] e o “Stateless Wireless Ad Hoc Networks’ (SWAN) [7] são exemplos de frameworks de QoS para redes Ad Hoc sem fio”.
Algumas análises qualitativas envolvendo frameworks de QoS podem ser encontradas na literatura [8][9]. Em [10] uma comparação quantitativa é realizada entre os frameworks
INSIGNIA e SWAN em termos de vazão e atraso, em cenários indoor e com mobilidade, para diferentes níveis de carga na rede e de mobilidade. Com o objetivo de avaliar o desempenho dos frameworks de QoS INSIGNIA e SWAN integrados com os protocolos “Dynamic Source Routing Protocol’ (DSR) [11]” e “Ad Hoc On-Demand Distance Vector’ (AODV) [12] para redes Ad Hoc sem fio em cenários de operação outdoor e sem mobilidade, foram realizadas várias simulações utilizando o simulador NS-2. As métricas considerados foram: vazão, atraso fim-a-fim, jitter e nível de overhead de roteamento, em função do aumento do número de nós e da carga na rede”. Neste trabalho são apresentados e analisados os resultados dessas simulações. Na seção 2 são descritos os mecanismos de QoS INSIGNIA e SWAN para redes Ad Hoc sem fio. A seção 3 apresenta uma análise dos resultados comparativos entre o desempenho desses mecanismos de QoS, e finalmente na seção 4 são apresentadas as conclusões deste trabalho.
2. Mecanismos de QoS em redes Ad Hoc
sem fio
Os mecanismos de QoS têm o objetivo de desempenhar funções específicas, tais como controle de admissão e reserva de banda. Fornecem flexibilidade à solução para gerenciamento de QoS, pois são compatíveis com diferentes protocolos de roteamento e protocolos de controle de acesso ao meio. A seguir são descritos os frameworks de QoS INSIGNIA e SWAN, avaliados neste trabalho.
2.1. INSIGNIA - Modelo de Gerenciamento de Fluxo Sem Fio para Redes Ad Hoc Móveis
O framework INSIGNIA corresponde ao primeiro esquema de sinalização projetado exclusivamente para suportar QoS nas redes Ad Hoc móveis (MANETs) por Ahn et al. [6]. Consiste em um sistema de sinalização implícito projetado para proporcionar qualidade de serviço (QoS) em redes Ad Hoc móveis, com suporte a serviços em tempo real e reserva rápida de recursos para sessões de tráfego, fluxo e microfluxo. Pode ser caracterizado como um protocolo RSVP (Resource Reservation Protocol) implícito, ou seja, cujas informações são transmitidas juntamente com os dados nos pacotes IP, mantendo o estado dos fluxos estabelecidos. Os principais módulos do framework INSIGNIA são ilustrados na Figura 1.
O módulo de roteamento estabelece e mantém as rotas entre os nós origem e destino,
com base em protocolos de roteamento apropriados para redes Ad Hoc sem fio, tais como DSR e AODV. O protocolo de controle de acesso ao meio (Medium Access Control (MAC)) pode ser escolhido arbitrariamente já que a operação do framework INSIGNIA independe desse protocolo.
O módulo INSIGNIA tem a função de estabelecer, adaptar, restaurar e desativar serviços em tempo real entre os pares origem-destino. Os algoritmos de restauração de fluxo são ativados pelas mudanças dinâmicas de rota causadas pela mobilidade. Já os algoritmos de adaptação são ativados por mudanças na largura de banda disponível. Toda a sinalização de controle é transmitida juntamente com pacotes de dados, no campo OPTIONS do cabeçalho IP (INSIGNIA Option Field).
O módulo de controle de admissão é responsável por alocar largura de banda para os fluxos com base na largura de faixa requisitada (máxima/mínima). Uma vez que os recursos tenham sido alocados, eles são periodicamente atualizados por um mecanismo soft-state, através da recepção de pacotes de dados. Fluxos novos ou resultantes de novo roteamento serão rebaixados de categoria (degradados) se não existirem recursos adicionais disponíveis.
O módulo de encaminhamento de pacotes classifica os pacotes recebidos e os encaminha ao módulo apropriado. Se o nó considerado já é o destino, então o pacote é entregue à aplicação local. As mensagens de sinalização são
processadas pelo INSIGNIA e os pacotes de dados são entregues localmente ou encaminhados para o módulo de agendamento dos pacotes. Se, por outro lado, o destino não é o nó corrente, o pacote é transmitido para o próximo nó intermediário.
O módulo de agendamento é responsável pelo tratamento de pacotes que devem ser roteados para outros nós. A transmissão dos pacotes pelo nó é agendada com base na política de encaminhamento. O INSIGNIA adota a disciplina de serviço Weighted Round-Robin (WRR), mas uma grande variedade de políticas de agendamento pode ser considerada.
O framework INSIGNIA suporta as classes de serviços Real Time (RT) e Best-Effort (BE). Quando um nó intermediário recebe um pacote de dados com um flag RES (flag de reserva) e nenhuma reserva tiver sido realizada até o momento para o fluxo correspondente, o módulo de controle de admissão aloca os recursos mediante a disponibilidade. Caso não exista reserva, o pacote é encaminhado ao módulo INSIGNIA que, em coordenação com um controlador de acesso, pode assegurar (serviço Tempo Real-RT) ou negar (serviço Best Effort-BE) os recursos solicitados. Caso exista reserva, o pacote é encaminhado com os recursos autorizados. Se nenhum pacote de dados for recebido durante um tempo limite máximo especificado, os recursos são re-alocados de uma maneira distribuída, sem envio de mensagens de sinalização. No caso de um nó se tornar o gargalo da rede, o serviço de tempo real
sofrerá degradação no nível de QoS, até o nível mínimo (BE).
Os nós destino monitoram continuamente os fluxos de dados, inspecionando o flag indicador de banda residual dos pacotes recebidos e estimando métricas de QoS (como por exemplo perda de pacote, atraso e vazão). Assim que recebe um pacote de dados com flag indicando MIN, o nó destino envia um relatório de QoS para informar o nó origem correspondente que o nível de serviço no fluxo foi rebaixado de categoria de QoS (degraded). Para liberar recursos alocados, o nó destino envia um relatório de QoS para o nó origem, de maneira que os nós intermediários liberem os recursos extras.
2.2. Stateless Wireless Ad Hoc Networks (SWAN)
O framework SWAN adota uma solução baseada em estimativas dos atrasos da camada MAC para garantir os níveis de QoS necessários. Trata-se de um esquema stateless ou “sem estado” proposto por Ahn et al. [7], que se caracteriza por não manter informações sobre estado dos fluxos. Isto minimiza o esforço adicional de sinalização e os requisitos de capacidade de processamento e armazenamento nos nós; e aumenta a flexibilidade para expansão da solução. Adota-se a premissa de que as sessões de tráfego têm duração finita e um tempo máximo permitido de inatividade, de modo que temporizadores podem ser utilizados
para detectar a desativação de um fluxo pelo usuário, evitando a necessidade de envio de mensagens de sinalização para informar aos demais nós sobre esse evento.
A arquitetura do framework SWAN, ilustrada na Figura 2, suporta tráfego em tempo real sem a necessidade de introduzir e gerenciar informação de estado a cada fluxo na rede.
A principal função do controlador de admissão é garantir que novos fluxos sejam permitidos somente se a rede disponibilizar recursos suficientes. Isso é necessário para preservar o nível de QoS para os fluxos de tempo real já estabelecidos. Esse procedimento é executado pelos nós origem, que verificam a disponibilidade de banda residual fim-a-fim, através do envio de mensagens de “probing” para o nó destino do fluxo a ser estabelecido. Para garantir a alocação mínima de recursos para o tráfego “best-effort”, admite-se o tráfego em tempo real até uma taxa inferior a um limiar, definido estatisticamente.
É importante salientar que cenários de falsa admissão e re-roteamento dinâmico dos fluxos admitidos são tratados no escopo do framework SWAN. Nesse caso, a falsa admissão é o resultado de vários nós origem que iniciam simultaneamente o controle de admissão quando existe sobreposição parcial das rotas para os nós destinos.
O módulo controlador regula a taxa de transmissão efetiva do tráfego “best-effort” localmente e de forma independente de outros nós.
Para isso utiliza a banda residual em relação ao tráfego em tempo real, calculada a partir de estimativas dos atrasos da camada MAC. O framework SWAN trata o tráfego “best-effort” como um “buffer de armazenamento”, que absorve surtos de tráfego em tempo real que são introduzidos pela dinâmica topológica ou devido às variações de tráfego. Para tanto, após receber um pacote IP, o módulo classificador verifica se este está marcado como pacote do tipo tempo real ou não (pacote tipo “best-effort”). Se o pacote não estiver marcado, o módulo formatador (“shaper”) atua para regular a taxa efetiva de transmissão, de acordo com a taxa calculada e informada pelo módulo controlador de tráfego.
Outra funcionalidade relevante do framework SWAN é a regulação dinâmica do tráfego em tempo real implementada através de sinalização via campo ECN (Notificação Explícita de Congestionamento), definido no cabeçalho do pacote IP. Quando um nó destino detecta condições de congestiona-mento ou sobrecarga, baseado nas estimativas de banda ocupada pelo tráfego em tempo real na rota, ele notifica o nó origem usando uma mensagem ECN. Depois de receber a mensagem marcada, o nó origem tenta restabelecer a sua sessão em tempo real baseada nos seus requisitos originais de largura de faixa através do envio de um pacote probing para o destino. O nó origem deve encerrar a sessão se a largura de faixa fim-a-fim não for suficiente para fornecer a largura de faixa originalmente requisitada.
Quando um nó intermediário sofre sobre-carga de tráfego ele marca todos os fluxos com CE (Congestion Experienced, ou nó que sofreu efeitos de congestionamento). Se os nós destino encontrarem pacotes marcados com CE, enviam mensagens ECN para os respectivos nós origem para forçar o re-estabelecimento dos fluxos que já tinham sido admitidos. Nesse caso, o nó origem pode esperar um intervalo de tempo aleatório depois de receber a mensagem indicando congestionamento antes de tentar restabelecer a sessão. Alternativamente, os nós intermediários que estiverem congestionados podem selecionar aleatoriamente, por um período de T segundos, um conjunto de sessões de tempo real congestionadas e marcar apenas os pacotes correspondentes a esse conjunto.
3. Resultados
Os resultados foram obtidos a partir de simulações realizadas no simulador de redes NS-2, utilizando um cenário de operação outdoor sem mobilidade. O cenário é caracterizado pelos seguintes parâmetros:
· Número de nós: 10, 25, 50, 100 e 200. · Topologia: nós posicionados em
topo-logia gerada aleatoriamente (área: 50 km x 50 km).
· Modelo de Propagação: TwoRayGround.
· Camada física: 802.11b [13] · Direct Sequence Spread Spectrum. · Taxa de transmissão: 11 Mbit/s. · Faixa de freqüência: 400 MHz. · Potência de transmissão: 1 W. · Tipo de antena: omnidirecional. · Altura da antena: 10 metros. · Ganho da antena: 4 dBi.
· Sensibilidade do receptor: -78 dBm
(carrier sensing threshold igual ao capture threshold).
· Taxa de transmissão de dados: 100 kbit/ s (codificador de voz G.711 + 20% de overhead).
· Modelo de tráfego: Constant Bit Rate (CBR),
· Protocolo MAC (IEEE 802.11): Carrier Sensing Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) [13].
· Comprimento dos pacotes de dados: 500 bytes.
· Número de fluxos: 1 a 10 fluxos.
· Protocolos de roteamento: AODV, DSR.
· Frameworks de QoS: SWAN e INSIGNIA.
Foram adotadas as seguintes métricas para avaliação de desempenho dos protocolos:
· Taxa de entrega de pacotes: definida como a razão entre os pacotes recebidos nos nós destino e os pacotes gerados pelos nós origem. Corresponde a uma medida de vazão efetiva.
· Atraso fim-a-fim: consiste na diferença de tempo medida entre o instante da geração do pacote na fonte e o instante do recebimento no destino. Resulta da somatória dos atrasos na rede, atrasos de processamento, atrasos de armazenamento em buffer, tempos de transmissão e propagação de pacotes.
· Jitter: no escopo de transmissão de
dados, é a variação média no atraso de pacotes de dados causada por fatores como congestionamento da rede, pequenos deslocamentos no tempo previsto de recepção (timing drift) ou mudanças de rota.
· Carga de roteamento normalizada: definida como a razão entre o número de pacotes de controle de roteamento transmi-tidos e o número total de pacotes (dados e roteamento) transmitidos na rede. Para provocar congestionamento foram escolhidos pares de nós origem e destino de modo a garantir a geração de rotas com sobreposição em um conjunto específico de nós intermediários. A partir dessa topologia foram estimadas as métricas de desempenho, variando o número de nós ou o número de fluxos simultâneos.
Outro aspecto relevante é o modelo de tráfego adotado, o qual representa as características de um serviço em tempo real (Voice over IP (VoIP)) sobre uma rede Ad Hoc sem fio. Nesse caso foi utilizado o codificador G.711 (64 kbit/s) [14] como base para a determinação da taxa de transmissão de dados. A estimativa (pior caso) é de aproximadamente 20% relativos ao overhead de sinalização VoIP (por exemplo, Session Initiation Protocol (SIP)).
A Figura 3 ilustra a taxa de entrega de pacotes em função do número de nós, a partir do estabelecimento de dez fluxos simultâneos na rede. O aumento do número de nós não provoca grande variação na métrica, já que o elevado nível de congestionamento é o principal obstáculo para a entrega de pacotes aos nós destino. A configuração AODV/SWAN apresenta o melhor
desempenho, variando entre 35% e 45%. Já a configuração AODV/INSIGNIA apresentou o pior desempenho, com um percentual em torno de 20%, independentemente do número de nós.
A Figura 4 mostra a variação da taxa de entrega de pacotes em função do número de fluxos simultâneos estabelecidos para a topologia de rede com 200 nós.
Nota-se também o desempenho superior da configuração AODV/SWAN, com taxas de entrega de pacotes entre 10% e 30% acima das taxas obtidas pelas demais configurações, apresentando degradação mais significativa a partir de cinco fluxos simultâneos. As configurações baseadas no framework INSIGNIA apresentaram o pior desempenho, com degradação a partir de três fluxos simultâneos, devido ao overhead adicional associado aos mecanismos de controle de reserva de banda. A superioridade da configuração AODV/ SWAN em termos de vazão, para camada MAC 802.11 DCF, coincide com os resultados reportados em [11].
A Figura 5 ilustra o desempenho obtido em termos do atraso fim-a-fim. Observa-se que a configuração AODV/SWAN apresenta o menor nível de atraso (em torno de 120 ms) para diferentes números de nós e dez fluxos simultâneos. Nesse caso, a configuração DSR/SWAN apresentou o maior atraso em função do número de fluxos, oscilando entre 700 e 800 ms.
Figura 4 Taxa de entrega de pacotes em função do número de fluxos
Figura 5 Atraso fim-a-fim médio em função do número de nós
O impacto do número de fluxos simultâneos estabelecidos sobre o atraso fim-a-fim, para uma topologia de 200 nós, é ilustrado na Figura 6. A configuração DSR/SWAN é a mais afetada, com atrasos oscilando entre 700 e 900 ms, a partir de seis fluxos simultâneos. A configuração AODV/SWAN
apresentou o melhor desempenho geral, com atraso máximo em torno de 240 ms. Neste caso, a diferença de desempenho em relação às configurações ba-seadas no framework INSIGNIA não é tão significativa. A variação do nível de jitter com o aumento do número de nós é ilustrada na Figura 7, para
Figura 6 Atraso fim-a-fim em função do número de fluxos
Figura 7 Jitter médio em função do número de nós
dez fluxos simultâneos. Neste caso, a configuração DSR/SWAN apresenta desempenho superior, com o nível de jitter oscilando entre 100 e 120 ms, seguida da configuração AODV/SWAN, com jitter entre 140 e 210 ms. As configurações baseadas no framework INSIGNIA apresentam o pior
desempenho, com nível de jitter acima de 200 ms na maioria dos casos.
O nível de jitter com relação ao número de fluxos, mostrado na Figura 8, aumenta significativa-mente a partir de um determinado número de flu-xos simultâneos, independentemente da
combina-Figura 8 Jitter médio em função do número de fluxos
Figura 9 Carga de roteamento normalizada em função do número de nós
ção de protocolos de roteamento e frameworks. A configuração AODV/SWAN apresentou o menor nível de jitter para a maioria dos casos, com degradação significativa a partir de seis fluxos.
O desempenho das configurações é analisado, em termos de eficiência, pela carga de
roteamento normalizada. A Figura 9 apresenta a carga de roteamento normalizada em função do número de nós, para dez fluxos, para as diferentes configurações. As combinações que utilizam o framework SWAN apresentam o menor nível de overhead de sinalização.
A carga de roteamento normalizada em função do número de fluxos, para 200 nós, ilustrado na Figura 10, mostra que a configuração AODV/ SWAN apresenta o melhor desempenho na maioria dos casos. Já a configuração DSR/SWAN apresenta maior estabilidade e também maior flexibilidade para expansão, mantendo o nível de overhead abaixo de 1,5% mesmo com dez fluxos simultâneos.
4. Conclusões
O gerenciamento de QoS é o maior desafio técnico para viabilizar a transmissão de voz sobre redes Ad Hoc sem fio e pode ser baseado em várias soluções já disponíveis atualmente. Neste trabalho foi apresentada uma análise do desempenho de soluções de QoS em redes Ad Hoc considerando dois frameworks de QoS (INSIGNIA ou SWAN) combinados com protocolos de roteamento reativos (AODV e DSR).
A partir dos resultados obtidos pode-se concluir que a configuração AODV/SWAN é a mais eficiente no conjunto das métricas consideradas sendo, portanto, mais indicada como solução de QoS para redes Ad Hoc sem fio. Entretanto a configuração DSR/SWAN apresentou desempenho razoável em diversos cenários, apesar do elevado nível de atraso verificado para topologias com maior número de nós.
Trabalhos futuros compreendem a avaliação de desempenho dos frameworks de QoS para serviços de voz sobre IP, a partir de uma caracterização mais detalhada dos principais codificadores de voz atualmente empregados e de modelos de tráfego mais apropriados. Também se pretende avaliar soluções do tipo cross-layer, obtidas a partir da integração de funcionalidades de protocolos de diferentes camadas.
Figura 10 Carga de roteamento normalizada em função do número de fluxos
5. Referências
[1] Badis, Hakim and Al Agha, Khaldoun, “QOLSR, QoS routing for Ad Hoc Wireless Networks Using OLSR”, European Transactions on Telecommunications, Vol. 15, No. 4, 2005. [2] Clausen, T., Jacquet, P., “Optimized Link State Routing Protocol (OLSR)”, IETF RFC 3626, Outubro 2003.
[3] Xue Q. and Ganz A., “Ad Hoc QoS on-demand routing (AQOR) in mobile Ad Hoc networks”, Journal of Parallel and Distributed Computing, pp. 154-165, October 2002.
[4] Perkins, C. E., Royer, E. M. and Das, S. R., “Quality of Service for Ad Hoc on-demand distance
vector routing”, IETF Internet Draft, draft-ietf-manet-aodvqos00.txt, July 2000.
[5] Ahn, G-S., Cambell, A. T., Lee, S-B. and Zhang X.., Improving UDP and TCP Performance in Mobile Ad Hoc Networks with INSIGNIA, IEEE Communications Magazine, June 2001.
[6] Ahn, G-S., Cambell, A. T., Lee, S-B. and Zhang X.., “INSIGNIA”, INTERNET-DRAFT, draft-ietf-manet-insignia-01, October 1999.
[7] G.-S. Ahn, A. T. Campbell, Andras Veres and Li-Hsiang Sun, “Supporting Service Differentiation for Real-Time and Best Effort Traffic in Stateless Wireless Ad Hoc Networks (SWAN)”, IEEE Transactions on Mobile Computing, September 2002.
[8] Murthy, C. Siva Ram and Manoj, B. S., “Ad Hoc Wireless Networks: Architectures and Protocols”, Prentice Hall Professional Technical Reference, 2004. [9] Gerharz, M., Vogt, C. and De Waal, C., “Current Approaches towards Improved Quality-of-Service Provision in Mobile Ad-hoc Networks”, Technical Report, March 2003, (http://web.informatik.
uni-bonn.de/IV/Mitarbeiter/dewaal/qos-report.pdf). [10] Vadde, Kiran K. and Syrotiuk, Violet R., “Factor Interaction on Service Delivery in Mobile Ad Hoc Networks”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 22, September 2004. [11] Johnson, David B., Maltz, David A. and Hu, Yih-Chun, Rice University, “The Dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad Hoc Networks (DSR) “, IETF Internet Draft draft-ietf-manet-dsr-09.txt, Abril 2003.
[12] Perkins, C., Belding-Royer, E. and Das, S., “Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing”, IETF RFC3561, Julho 2003.
[13] ANSI/IEEE Std 802.11b, 1999 Edition. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: Higher-Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band) Specifications.
[14] ITU-T Recommendation G.711: “Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies”, ITU-T, 1988.
Abstract
This project presents a comparison of performance between solutions for real time services over wireless Ad Hoc networks, based on QoS frameworks. Based on simulation results, the performance of frameworks SWAN and INSIGNIA is evaluated in terms of end-to-end delay, throughput, jitter and routing overhead, by varying the offered load and the number of nodes in the networks.
Key words: Quality of Service (QoS). Wireless ad hoc networks. QoS frameworks. Real time services. Ad hoc routing.
