Università di PadovaDipartimento di Ingegneria dell’Informazione

Analisi della Qualità del Servizio in Analisi della Qualità del Servizio in

Reti Radio Ad HocReti Radio Ad Hoc

Special Interest Group on NEtworking & Telecommunications

RELATORE: Prof. Gianfranco RELATORE: Prof. Gianfranco PierobonPierobon

LAUREANDO: LAUREANDO: Cristian AndreolaCristian Andreola

Padova, 06/10/2003

Tecnologia Bluetooth Standard per trasmissioni radio caratterizzato da

Bassi consumiBassi consumi Basso costoBasso costo Bassa complessitàBassa complessità

Utilizzato per connettere Laptop, PDA, computer, telefoni cellulari, sensori, mouse, tastiere…Laptop, PDA, computer, telefoni cellulari, sensori, mouse, tastiere…

Da due ad otto dispositivi condividono lo stesso canale in una piconetpiconet

In ogni piconet una unità funge da master, mentre le altre sono dette slaves

L’accesso al canale è gestito in maniera centralizzatacentralizzata dal master tramite un algoritmo di schedulingalgoritmo di scheduling

Padova, 06/10/2003

Hard & Soft QoS

Hard QoS Largamente utilizzata nelle reti cablate

Integrated Services: flow based (RSVP) Differentiated Services: class based

Soft QoS Adatta ad essere utilizzata nelle reti radio

Certe applicazioni possono funzionare in maniera corretta anche se, per piccoli intervalli di tempo, i requisiti di QoS non vengono soddisfatti

Adattabile a situazioni di banda limitata e al canale radio

Padova, 06/10/2003

Scopo della tesi

Sviluppo di un algoritmo di scheduling per la Soft

QoS in Bluetooth

Definizione di parametri di Soft QoS

Progetto di un algoritmo di scheduling per la Soft QoS

Analisi dell’algoritmo proposto

Padova, 06/10/2003

Hard QoS: FPQ Scopo

Trovare il ciclo di polling più efficiente per soddisfare i requisiti di QoS

Slave Analyzer calcola Pdata: probabilità che vi siano

pacchetti in coda NSLP: tempo intercorso

dall’ultima sequenza POLL/NULL Selection Algorithm

Determina una priorità per ogni connessione master/slave

Sceglie la connessione che presenta la priorità maggiore

Limiti Differenziazione del traffico

inefficiente in condizioni di traffico elevato

Schema di FPQ: Fair and efficient Polling algorithm with QoS support

Padova, 06/10/2003

Algoritmo Soft-FPQ

Soft-FPQ (SFPQ): algoritmo di scheduling per il supporto della Soft QoS in Bluetooth

Definizione di un nuovo parametro di Soft QoS: Soddisfazione desiderata : percentuale di pacchetti che

soddisfano i requisiti di QoS rispetto a quelli totali

Utilizzo di una stima dinamica della soddisfazione percepita da un flusso informativo:

La priorità di un flusso informativo dipenderà da: Caratteristiche del traffico prodotto Parametri di QoS Margine di soddisfazione stimato: iii

~

i~

i

Padova, 06/10/2003

Soddisfazione stimata

Padova, 06/10/2003

Calcolo della priorità

iidatai np )1()1(Pr

FPQ di maniera alla calcolata Priorità

8.0Costanti: 7.0

Caratteristiche del traffico Richieste di QoS

Equità (Fairness)

Margine normalizzato di soddisfazione

Padova, 06/10/2003

Scenario di simulazione

Piconet con 7 slave Solo traffico upstream Una applicazione per slave Una applicazione richiede =1 (Hard QoS) Una applicazione richiede =0.9 Una applicazione video streaming richiede =0.9 4 applicazioni di tipo Best Effort richiedono =0.2

Dinamica della simulazione Gli slave che presentano un alto valore di sono sempre attivi Le applicazioni Best Effort si avviano durante la simulazione,

una alla volta Intervallo massimo di congestione, tutte le applicazioni attive

Padova, 06/10/2003

Soddisfazione percepita (1/2)

Soddisfazione desiderata: =1

Alto traffico

Padova, 06/10/2003

Soddisfazione percepita (2/2)

Soddisfazione desiderata: =0.9

Alto traffico

Padova, 06/10/2003

Video Streaming Demo

Scenario Solo traffico upstream

Una applicazione per slave

Una applicazione video

streaming, =0.9

Due applicazione Best

Effort, =0.2

Struttura del dimostratore RTP Server: spedisce

pacchetti relativi al video

RTP Client: riceve i pacchetti

e visualizza il video

Delay: intercetta i pacchetti e li

ritarda di un intervallo di

tempo predefinito

FPQ SFPQ

Padova, 06/10/2003

Conclusioni

Supporto della Soft QoS in Bluetooth Migliore differenziazione del servizio Distribuzione più efficiente delle risorse Migliore supporto delle applicazioni real time e

streaming audio/video Migliore comportamento della piconet in condizioni

di elevato traffico

Pubblicazioni: A Soft-QoS Scheduling Algorithm for Bluetooth Piconets, in Proceedings of WPMC 2003, Yokosuka (Japan), October 2003