Χωρητικότητα φωνής (Συνδέσεων VoIP) Ασυρμάτων IEEE 802.11 τοπικών δικτύων

Abstract

Το πρωτόκολλο IEEE 802.11 είναι το πιο διαδεδομένο πρωτόκολλο στα ασύρ- ματα τοπικά δίκτυα (WLAN) με πολυάριθμες εγκαταστάσεις σε χώρους εργα- σίας, οικίες, πανεπιστήμια, καφετέριες, αεροδρόμια κλπ. Οι εφαρμογές μετάδο- σης φωνής με χρήση του IP (VoIP) είναι ευρέως διαδεδομένες, κυρίως λόγω του σχετικά χαμηλού κόστους με αποτέλεσμα την συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση για ποιοτικές υπηρεσίες VoIP. Η μετάδοση όμως φωνής μέσω ασύρματων δικτύων απαιτεί την δημιουργία πολλών μικρών πακέτων και την επιβάρυνση αυτών με πολλούς headers, με αποτέλεσμα την μη αποδοτική λειτουργία των ασύρματων τοπικών δικτύων και τις σημαντικές καθυστερήσεις των πακέτων φωνής λόγω σημαντικών καθυστερήσεων πρόσβασης στο μέσο. Τα προαναφερθέντα κατα- στούν επιτακτική την ανάγκη της μελέτης της απόδοσης των ασύρματων τοπι- κών δικτύων που εξυπηρετούν συνδέσεις φωνής μέσω της ανάπτυξης μοντέλων για τον γρήγορο υπολογισμό μετρικών υπολογισμού της χωρητικότητας και της απόδοσης. Έχουν αναπτυχθεί στην βιβλιογραφία μοντέλα για τον υπολογισμό της χωρητικότητας σταθμών φωνής, τα οποία βασίζονται κυρίως στην μέση κα- θυστέρηση των πακέτων και στο Jitter, χωρίς όμως να λαμβάνουν υπ’ όψιν την πιθανή ύπαρξη στο ασύρματο δίκτυο και σταθμών δεδομένων εκτός των σταθ- μών φωνής. Στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, αρχικά μελετήθηκαν και αναλύθηκαν οι παρακάτω εργασίες που ανέπτυξαν α) ένα μαθηματικό μοντέλο για τον υπολογισμό της απόδοσης που βασίζεται στις αλυσίδες Markov [6], β) ένα μαθηματικό μοντέλο που βασίζεται στην εργασία [6] για τον υπολογισμό της μέσης καθυστέρησης πακέτων [10], γ) ένα μαθηματικό μοντέλο για τον υπολογι- σμό του Jitter [11] και δ) μια μεθοδολογία για τον υπολογισμό της χωρητικότητας σταθμών φωνής σε ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο [12]. Στην συνέχεια, βασιζόμε- νοι στα παραπάνω αναπτύχθηκε ένα αναλυτικό μοντέλο για τον υπολογισμό της ⋅  χωρητικότητας σταθμών φωνής σε ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο IEEE 802.11 DCF, όπου υπάρχει ταυτόχρονη μετάδοση πακέτων φωνής και δεδομένων. Το προτεινόμενο μοντέλο επαληθεύτηκε συγκρίνοντας τα αποτελέσματα του με τα αποτελέσματα προσομοιωτή, ο οποίος αναπτύχθηκε σε περιβάλλον MATLAB και προσομοιώνει πολύ γρήγορα και με ακρίβεια το υπό μελέτη ασύρματο δί- κτυο. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι με την προσθήκη ενός σταθμού δεδομένων η χωρητικότητα μειώνεται κατά ένα έως δύο sessions φωνής