Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-25T12:55:35Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Valle de Lima - 2018.pdf: 6140413 bytes, checksum: 4bb41779722574af9e9b07103ad3ba20 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-25T13:11:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Valle de Lima - 2018.pdf: 6140413 bytes, checksum: 4bb41779722574af9e9b07103ad3ba20 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-25T13:11:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Henrique Valle de Lima - 2018.pdf: 6140413 bytes, checksum: 4bb41779722574af9e9b07103ad3ba20 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-09-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / LTE (Long Term Evolution) in unlicensed band (LTE-U) has emerged as a promising solution to the problem of the huge growth in mobile data traffic. It expands the benefits of LTE with bands of the unlicensed 5 GHz spectrum, mainly used in IEEE 802.11. But uncertainties as to the availability of these bands make the adoption of LTE-U a great challenge. In this dissertation, we propose a mixed linear programming approach for allocating resources in order to expand service by LTE-U. Subsequently, we propose a stochastic programming approach, taking into account the randomness of the unlicensed band, allocating resources under a certain control in the risk of conflict with IEEE-802.11. We used three models of the literature for the demand for IEEE 802.11 in our tests. The results highlight the importance of prior knowledge about the distribution of this demand. / A LTE (Long Term Evolution) em banda não-licenciada (LTE-U) surgiu como uma solução promissora para o problema do enorme crescimento no tráfego de dados móveis. Ela amplia os benefícios da LTE com bandas do espectro não-licenciado de 5 GHz, usado principalmente em IEEE 802.11. Mas incertezas quanto à disponibilidade dessas bandas tornam a adoção da LTE-U um grande desafio. Nesta dissertação, propomos uma abordagem de programação linear mista, para alocação de recursos a fim de expandir o atendimento por LTE-U. Posteriormente, propomos uma abordagem de programação estocástica, levando em consideração a aleatoriedade da banda não-licenciada, alocando recursos sob um certo controle no risco de conflito com o IEEE 802.11. Usamos três modelos da literatura para a demanda por IEEE 802.11 em nossos testes. Os resultados destacam a importância do conhecimento prévio sobre a distribuição dessa demanda.

Este trabalho apresenta um modelo analítico para a análise de vazão (throughput) da camada MAC do IEEE 802.11. A proposta se diferencia da maioria dos desenvolvimentos realizados na área por apresentar uma modelagem de ambientes com estações não-saturadas, levando em consideração o perfil do tráfego gerado pelas camadas superiores ao nível de enlace. Dessa maneira, o modelo permite uma análise do desempenho de aplicações reais sobre redes sem fio, a partir de resultados provenientes de um modelo matemático, enquanto diversos outros trabalhos avaliam somente situações de saturação das estações. Simulações utilizando Network Simulator 2 e comparações com resultados obtidos em trabalhos análogos desenvolvidos por outros pesquisadores validam o modelo proposto. Cenários com variações na quantidade de estações e carga oferecida à rede são avaliados utilizando o modelo teórico e comparados aos resultados simulados, provendo uma análise do comportamento dos limites de vazão do sistema. As estruturas do IEEE 802.11 MAC foram estudadas a fim de embasar o desenvolvimento do modelo proposto. Também foi realizada uma pesquisa a respeito de Cadeias de Markov, que serve como estrutura básica para a descrição do IEEE 802.11 DCF. / This work provides an analytical model to compute the IEEE 802.11 DCF throughput. The proposed analysis differs from most of the related work by presenting scenario modeling with unsaturated stations, accounting for the traffic characteristics generated by the upper layers to the data link layer. As a consequence, the proposed model allows for an accurate analysis of real applications over wireless networks, based on mathematical model results, while several other researches evaluate only saturate stations situations. Simulations ran using Network Simulator 2 and comparisons with results obtained on similar works developed by other researchers are used to validate the proposed model. Scenarios with different number of stations and offered loads are evaluated using the theoretical model and compared to the simulated results, providing an analysis on the behavior of the maximum throughput provided by the network. A study was made on the structures and mechanisms of IEEE 802.11 MAC in order to support the development of the proposed model. A research on Markov Chains was also done, since it is the basic structure used to describe the IEEE 802.11 DCF.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As redes locais sem fio (Wireless Local Area Networks - WLANs) IEEE 802.11 atingem taxas de transmissÃo de dados relativamente altas quando comparadas `a outras redes sem fio, por exemplo, Bluetooth. Essas altas taxas de transmissÃao tÃm interessado as operadoras de redes celulares, as quais comeÃam a ver as redes IEEE 802.11 como um complemento as suas redes de acesso. Esta interoperabilidade entre sistemas celulares e WLANs tem sido um tema bastante discutido na literatura. Por exemplo, o 3GPP (Third Generation Partnership Project) define seis nÂıveis para a total integraÃÃo das redes celulares de terceira geraÃÃo com as redes locais sem fio. No entanto, a integraÃÃo com suporte a mobilidade ainda nÃo foi especificada, o que à necessÃrio para viabilizar a transparÃncia de transmissÃo de voz e dados para os usuÃrios finais. Esta dissertaÃÃo apresenta entÃo duas abordagens para o gerenciamento de mobilidade na integraÃÃo do sistema 3G UMTS com as redes IEEE 802.11: uma baseada no SIP (Session Initiation Protocol ) e a outra no MIP versÃo 6 (Mobile IP version 6 - MIPv6). A proposta estende a arquitetura Loose Interworking e utiliza os requisitos do nÃvel 4 do 3GPP. Para especificar a proposta, as abordagens de integraÃÃo das redes UMTS e IEEE 802.11 foram modeladas em diagramas de seqÃÃncia e, em seguida, mapeadas para a tÃcnica de descriÃÃo formal SDL (Specification and Description Language). SDL, que à bastante utilizada para especificar formalmente sistemas de telecomunicaÃÃes, apresenta procedimentos de simulaÃÃo e validaÃÃo que sÃo aplicados para avaliar a especificaÃÃo e, em conseqÃÃncia, as abordagens propostas. / Wireless Local Area Networks (WLANs) IEEE 802.11 reach relatively high data transmission rates when compared to other wireless networks, such as Bluetooth. These high data transmission rates have gained attention from the cellular networks operators, which have been considering IEEE 802.11 networks as a complement to their access networks. This interoperability between cellular systems and WLANs has been frequently discussed in the literature. For example, 3GPP (Third Generation Partnership Project) has defined six levels for the complete integration of the third generation cellular networks and WLANs. However, the mobility support has not been specified yet, which is necessary to make feasible voice and data transmission transparence for the final users. Thus, this work presents two approaches for the mobility management of the integration between UMTS and IEEE 802.11 networks: the first one is based on SIP (Session Initiation Protocol), and the other one is based on MIPv6 (Mobile IP version 6). This proposal extends the Loose Interworking architecture and uses the fourth level of the 3GPP specification. First, these approaches are modeled using sequence diagrams and, then, they are mapped to the SDL (Specification and Description Language) formal description technique. SDL, which is largely used to formally specify telecommunications systems, presents simulation and validation procedures that are applied to evaluate the specification and, consequently, the proposed approaches.

Esta tese analisa aplicações de transmissão de voz e vídeo sobre redes Wi-Fi (IEEE 802.11). Os principais problemas observados foram a maior incidência de tráfegos em rajada e os problemas associados à execução de handoffs. Foram propostos algoritmos adaptativos para monitorar e contornar esses problemas. / This thesis examines applications for transmitting voice and video over Wi-Fi (IEEE 802.11). The main problems observed were the higher incidence of bursty traffic and disconnection during handoffs. Adaptive algorithms have been proposed to monitor and work around these problems.

La plupart des réseaux WSN utilisent une bande passante industrielle, scientifique et médicale (ISM) sans licence, qui crée un phénomène probable d'interférence sur un canal donné. Le débit du système est influencé par les interférences car il peut être encombré, causant des pertes de paquets, des retransmissions, une instabilité de liaison et un comportement de protocole incohérent. Dans la recherche sur les réseaux de capteurs sans fil, la simulation est l’une des approches essentielles pour évaluer un protocole de système ou de performance. La précision des résultats estimés dépend des paramètres de simulation sélectionnés. Dans les analyses existantes sur WSN, des modèles d'interférence simples sont utilisés dans les simulations. Cependant, ces modèles d'interférence ne sont pas assez précis pour l'analyse pratique d'applications de réseau de capteurs sans fil. De plus, la croissance rapide dans le domaine des réseaux WSN implique la nécessité de créer de nouveaux simulateurs dotés de capacités plus spécifiques pour lutter contre les effets de propagation par brouillage et par trajets multiples. La recherche a pour objectif principal de rechercher un environnement de simulation approprié permettant aux chercheurs de vérifier de nouvelles idées et de comparer les solutions futures. / Most of WSNs use unlicensed Industrial, Scientific and Medical (ISM) frequency band that makes interference probable phenomenon on a given channel.System throughput gets influenced by the interference as it can congest wireless medium, cause packet drops, re-transmissions, link instability, and inconsistent protocol behavior. In wireless sensor network research, simulation is one of the essential approaches to asses and evaluate system or protocol performance. The accuracy of estimated results depends on selected simulation parameters. In existing analysis on WSN, simple interference models are used in simulations. However, these interference models are not accurate enough for practical wireless sensor network applications analysis.Moreover, the rapid growth in the field of WSNs entails the need of creating new simulators that have more specific capabilities to tackle interference and multipath propagation effects.Finding a suitable simulation environment that allows researchers to verify new ideas and compare proposed future solutions is main task of this research.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelus Guirardello.pdf: 2153688 bytes, checksum: be50be16f89d021ebb7cf89fb146485c (MD5) Previous issue date: 2008-11-21 / This work presents a proposal of politic that prioritize the access to the wireless medium, considering environment conditions. The QoS policy considers the propagation conditions, through the analyze of the signal to noise ratio and type of service. The prioritization proposal considers each access category (AC) of the 802.11e standard, using queues with different priorities. The proposal uses the parameters specified by the 802.11e, through a dedicated firmware. This prioritization enables a new strategy for the QoS policy, for example to provide the station with the highest rate of transmission a biggest probability to access the medium. This work presents an experimental approach, through a channel emulator. The tests consider three different scenarios to evaluate the performance of the original MAC and the performance of queue priority, considering the effects of the parameters CWmin and AIFSN. The experiments developed in the work demonstrate the effectiveness of the proposed policy. / Este trabalho apresenta uma proposta de pol?tica que priorize o acesso sem fio ao meio, considerando as condi??es do ambiente. A pol?tica de QoS considera as condi??es de propaga??o, atrav?s da an?lise da rela??o sinal ru?do e do tipo de servi?o. A prioriza??o proposta considera o acesso cada categoria (AC), do padr?o 802.11e, utilizando filas com diferentes prioridades. A proposta utiliza os par?metros definidos pela 802.11e, atrav?s de um firmware dedicado. Essa prioriza??o possibilita uma nova estrat?gia para a pol?tica de QoS, por exemplo, para fornecer a uma esta??o com taxa mais alta maior probabilidade de acesso ao meio. Este trabalho apresenta uma abordagem experimental, atrav?s de um emulador de canal. Os testes consideram tr?s cen?rios diferentes para avaliar o desempenho da MAC original e do desempenho da prioriza??o de fila proposta, considerando os efeitos dos par?metros CWmin e AIFSN. As experi?ncias desenvolvidas no ?mbito do trabalho demonstram a efic?cia da pol?tica proposta.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luis Fernando Fontolan.pdf: 1957918 bytes, checksum: c54c21cddbc7cc91dd162510efebc7c4 (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / The IEEE802.11 standard assumes that the stations (STAs) of a communications network have the same condictions during medium access, through the usage of the DCF (Distributed Coodination Function). The DCF states that all stations have the same probability of medium access, regardless of transmission rates or signal to noise ratios. Furthermore, such networks also presents an anomaly by which it is possible that a station with low transmission rate may request the channel for an extended period of time. In this context, this work proposes a QoS policy-based implementation based on the 802.11e standard, which aims to maintain a scenario of greater justice in IEEE802.11 networks. In doing so, it is proposed an algorithm to determine a Justice Index associated to a specific network, by examining the STAs connection rate, their type of service and the requirements for customer service. Thus, stations are served at rates that consider the physical characteristics of the network, in order to optimize their resources, from the viewpoint of the service provider. Results were obtained on simulated networks using the NS2 software considering the proposed policy of justice and show that the analyzed scenarios yield network troughput gain or at least result in a condition similar to that obtained without the use of the proposed justice policy. / O padr?o IEEE802.11 foi especificado presumindo condi??es de igualdade em rela??o ao acesso ao meio por parte das STAs de uma rede, pelo emprego do m?todo DCF , onde todas as STAs possuem a mesma probabilidade de acesso ao meio, sem levar em considera??o sua taxa de transmiss?o ou sua rela??o sinal-ru?do. No entanto, ? necess?rio ressaltar que tais redes apresentam uma anomalia, atrav?s da qual ? poss?vel que uma STA com baixa taxa de transmiss?o venha a ocupar o canal por um grande per?odo de tempo. Nesse contexto, esse trabalho apresenta uma proposta de pol?tica de QoS baseada na implementa??o do padr?o 802.11e, que objetiva manter um cen?rio de maior justi?a em redes IEEE802.11. Para isso ? proposto um algoritmo de c?lculo de ?ndice de justi?a atrav?s da an?lise da taxa de conex?o, do tipo de servi?o e dos requisitos necess?rios para atendimento do servi?o. Assim, as STAs s?o servidas a taxas que levam em conta as caracter?sticas f?sicas da rede, de forma a otimizar os seus recursos, do ponto de vista do provedor. Resultados obtidos com a pol?tica proposta em redes simuladas atrav?s do software NS2 demonstram que os cen?rios analisados resultaram em um ganho em rela??o ao troughput da rede ou, no m?nimo, em uma condi??o semelhante ? obtida sem a utiliza??o da pol?tica.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CLAUREM PAULUS CEOLIN MARQUES.pdf: 2422547 bytes, checksum: 2d773d7c7ef4720e6c9be1460abdf5e3 (MD5) Previous issue date: 2013-12-16 / This paper presents an analysis of the behavior of wireless networks on the presence of offenders devices that cause the phenomenon known as the MAC-Anomaly in IEEE 802.11 networks. This analysis allows a better understanding of network behavior and it is necessary to observe patterns that characterize the cause the anomaly; making possible the identification of the offender from the network so that you can go to the next step which is to mitigate the problem. Through an arrangement of hardware and software components, specify a test bench that allows for the collection of the necessary information from the access point, such as, the received power and the effective throughput of the stations connected to the wireless network. Using a synthesis of this information collected, in the presence of offenders, could observe patterns in the behavior of the network that made clear a difference in sensitivity of the offending station in relation to the total flow of the network characterized as offending. / Este trabalho apresenta uma an?lise do comportamento das redes sem fio diante da presen?a de ofensores dispositivos causadores do fen?meno conhecido como Anomalia da MAC em redes IEEE 802.11. Essa an?lise permite um melhor entendimento do comportamento da rede e isso ? necess?rio para que se possa observar padr?es que caracterize o causador da anomalia, tornando poss?vel a identifica??o do ofensor da rede para que se possa partir para a pr?xima etapa que ? a de mitigar o problema. Por meio de um arranjo de componentes de hardware e software, especificou-se uma bancada de testes que permite a coleta das informa??es necess?rias a partir do ponto de acesso, tais como, a pot?ncia recebida e a taxa de transfer?ncia efetiva das esta??es conectadas ? rede sem fio. Utilizando uma s?ntese dessas informa??es coletadas, na presen?a de ofensores, p?de-se observar padr?es no comportamento da rede que deixaram evidente uma diferen?a na sensibilidade da esta??o ofensora em rela??o ? vaz?o total da rede, o que a caracteriza como ofensora.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ARGEMIRO BEVILACQUA.pdf: 2610930 bytes, checksum: df685dd9b2dd0d4ab1d5444e2991dc47 (MD5) Previous issue date: 2015-12-15 / IEEE 802.11 standard is largely used anywhere as a cheap way to access Internet, but the majority of devices used does not provide a standard way to manage them remotely. Mobile stations competing for the access point may cause a general wireless network failure, known as the "MAC Performance Anomaly". Here, it is presented an access point with modified firmware, that monitors wireless conections?s quality and has a programmable capability, allowing to do network management in a standardized manner. Embedded Linux "OpenWRT" was installed to replace the original firmware in a very cheap and reduced size hardware. By means of Bourne shell script programming, it is possible to collect all important operating parameters and data of the access point. From this, its possible to gain considerable control over it. Wireless access point devices are routers, while embedded Linux has routing capabilities. Thus, it is easy to implement traffic policies by means of Bourne shell script programming. Traffic shaping is one of the acces point?s capabilities successfuly tested and demonstrated in this work. MAC performance anomaly detection in IEEE 802.11 networks can be easily implemented by means of scripts as well. It was collected and plotted network throughput data, becoming possible to observe the MAC performance anomaly, identifying the offending stations. Furthermore, traffic shaping is applied in order to mitigate the effects of the anomaly, restoring in this manner, the normal network operation. The object of the current study is to integrate everything: measurements of operation data (network throughput in Mbit/s), detection of the MAC performance anomaly and perform its mitigation immediately. The ultimate goal is to install this device in a test field and therefore mitigate the MAC anomaly automatically. / O padr?o IEEE 802.11 est? presente em toda a parte como ponto de acesso ? Internet sem fio. A maioria dos dispositivos utilizados ? de baixo custo e n?o prov? uma interface padronizada para gerenciamento remoto. Dispositivos m?veis competindo pelo ponto de acesso podem causar uma degrada??o no desempenho da rede, conhecida como Anomalia da MAC . Neste estudo ? apresentado um dispositivo com firmware modificado, o que possibilita a monitora??o da qualidade de suas conex?es sem fio em tempo real. Este firmware especial possui recursos de programa??o, permitindo que o ponto de acesso seja gerenciado remotamente. O Linux embarcado OpenWRT foi adotado como plataforma neste trabalho, em substitui??o ao firmware original. Foi escolhido um hardware de tamanho reduzido, de baixo custo e acess?vel. Atrav?s de programa??o, ? poss?vel coletar importantes par?metros sobre a opera??o da rede sem fio, o que nos permite obter consider?vel controle sobre o ponto de acesso. Pontos de acesso ? Internet sem fio s?o dispositivos roteadores e o Linux OpenWRT possui recursos de roteamento e controle de tr?fego configur?veis e program?veis. Desta maneira, ? poss?vel adicionar o recurso de controle de tr?fego ou pol?ticas de roteamento atrav?s de programa??o. Neste trabalho foram coletados dados de vaz?o, tornando-se poss?vel observar a anomalia da MAC, bem como identificar as esta??es ofensoras. Ap?s isso, afim de mitigar o efeito danoso da anomalia ao desempenho da rede, foi utilizada a t?cnica traffic shaping para for?ar um decr?scimo de vaz?o nas esta??es ofensoras, restaurando assim a opera??o normal da rede. O objetivo deste trabalho ? integrar os scripts de medi??o de vaz?o, identifica??o de ofensores e mitiga??o da anomalia, obtendo como resultado um dispositivo livre de quedas de desempenho devido ? anomalia da MAC e que pode ser instalado em uma rede convencional para testes de campo.

Submitted by Fernanda Ciolfi (fernanda.ciolfi@puc-campinas.edu.br) on 2016-08-11T18:46:02Z No. of bitstreams: 1 Alan Henrique Ribeiro dos Santos.pdf: 3411627 bytes, checksum: 9502463608d158f97139964de31fc083 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-11T18:46:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alan Henrique Ribeiro dos Santos.pdf: 3411627 bytes, checksum: 9502463608d158f97139964de31fc083 (MD5) Previous issue date: 2016-06-24 / The increasing technological advances will allow a transformation in the electricity sector, until then, little changed since its implementation, however, this scenario has changed mainly by power generation growth through renewable matrices. The concept Smart Grid has provided significant changes mainly in the basic distribution networks with the inclusion of Information and Communication Technology (ICT), enabling monitoring and control of the grid, but effective and even allowing for the integration of Generation, Transmission and Distribution Power. The utilization of intelligent sensors and automation and control devices will also enable reduction of errors in decision making caused by human error, yet very common in the industry. The quality of electricity supply is currently topic extensively explored and of great importance to the utilities that are concerned with improving the quality of the product delivered to their consumers. This work aims to develop a sensor of long and short duration voltage variation, these are phenomena that are present in the electricity networks and affect the power supply to both industrial customers and to residential consumers, yet it is of great importance that devices intelligent be developed to integrate the distribution network for the generation of data, the main objective is to develop a low-cost sensor for identification and records of these phenomena. To communicate with the supervisory system, the sensors use a wireless telecommunications infrastructure, IEEE 802.11, based on urban Wi-Fi technology, this way the data is sent to a monitoring station reporting any faults captured by the sensors. / O crescente avan?o tecnol?gico permitir? uma transforma??o no setor el?trico, at? ent?o pouco modificado desde a sua implanta??o, no entanto, este cen?rio tem se modificado principalmente pelo crescimento da gera??o de energia atrav?s de matrizes renov?veis. O conceito Smart Grid tem propiciado grandes modifica??es principalmente nas redes de distribui??o b?sica com a inser??o de Tecnologia da Informa??o e Comunica??o (TIC), possibilitando monitoramento e controle mais efetivos da rede el?trica, e at? mesmo possibilitando a integra??o entre a Gera??o, Transmiss?o e Distribui??o de energia. A utiliza??o de sensores inteligentes e dispositivos de automa??o e controle ainda permitir? a redu??o de erros em tomadas de decis?o causadas por falhas humanas, ainda muito comuns no setor. A qualidade do fornecimento de energia el?trica ? t?pico atualmente bastante explorado e de grande import?ncia para as concession?rias que est?o preocupadas em melhorar a qualidade do produto entregue a seus consumidores. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um sensor de varia??o de tens?o para redes de baixa tens?o utilizando redes sem fio WI-FI 802.11, estes, s?o fen?menos que est?o presentes nas redes el?tricas e afetam o fornecimento de energia tanto a consumidores industriais como a consumidores residenciais, contudo ? de grande import?ncia que dispositivos inteligentes sejam desenvolvidos de forma a integrar-se ? rede de distribui??o para a coleta de dados. O principal objetivo ? desenvolver um sensor de baixo custo para identifica??o e registros destes fen?menos. Para comunicar-se com o sistema supervis?rio, os sensores utilizar?o uma estrutura de telecomunica??es sem fio, IEEE 802.11, baseado em tecnologia Wi-Fi urbana, desta forma os dados ser?o enviados a uma Central de Monitoramento informando eventuais falhas captadas pelos sensores.