Máster Oficial en Redes de Telecomunicación para Países en Desarrollo (COMPAD) Redes Inalámbricas de Banda Ancha Ejercicios del Tema 2: IEEE 802.11 (versión 3.0) 1.- En IEEE 802.11g una estación está operando con el PHY ERP-DSSS a 11Mbps, con cabeceras PLCP largas, y está mandando tramas MAC de 2048 bytes al punto de acceso a 1 Mbps (en la capa MAC); suponga que no hay ninguna otra estación generando tráfico en la celda y calcule a) la ocupación de canal real en el medio físico (% del tiempo) y b) la eficiencia en el uso del canal (tiempo ocupado con bits de datos entre tiempo en que se produce la indisponibilidad del canal debido a la transmisión de esos datos). 2.- Manteniendo la eficiencia del ejercicio 1, ¿hasta que tasa de transferencia MAC se podría llegar? ¿Y usando cabeceras cortas en vez de largas? 3.- Un receptor IEEE 802.11a recibe la señal del transmisor principalmente por dos caminos: el rayo directo y una reflexión en la pared vertical de una montaña que está a un lado; la diferencia de distancia recorrida por la señal por ambos caminos es de 2,8 Km. Recordando que el tiempo de guarda es de 800ns, diga si hay ISI (interferencia intersimbólica) o no. 4.- Repita el ejercicio 1 para una estación operando con 802.11a a 54Mbps. 5.- Sabiendo que la sobrecarga de protocolo PLCP en 802.11a es de 52 us por trama, que el preámbulo son 12 símbolos, la cabecera es un símbolo, y que ésta consta de varios campos que totalizan 24 bits, – Demuestre que se está utilizando modulación BPSK con tasa de codificación R=½ – Demuestre que la cabecera viaja a la velocidad más baja soportada por el estándar 11a. 6.- Suponga ahora que tiene la situación del ejercicio 1 pero que hay una estación conectada y a la escucha en esa red cuya máxima velocidad soportada es 2Mbps. Calcule ahora la eficiencia. 7.- Repita el ejercicio 4 para ERP-OFDM (802.11g) 8.- Sea una estación A que desea enviar una trama a una estación B en 802.11g y encuentra el canal libre; en ningún momento se produce ninguna colisión ni otro intento de transmisión. Represente el diagrama de tiempos sabiendo que se emplea el modo básico en DCF, y luego haga lo mismo para RTS/CTS. Indique una ventaja de cada uno de los dos modos frente al otro. 9.- Sea una estación A y una estación B que tratan de transmitir un paquete en 802.11g; A tiene una ventana de contienda de 7 ranuras, mientras que B llega a la ranura 3 exactamente cuando A empieza a transmitir. Represente, en ausencia de otros intentos de transmisión y de colisiones, el diagrama de tiempos del intercambio de tramas hasta que ambas estaciones han culminado con éxito sus transmisiones (suponga modo básico en DCF). 10.- Repita el ejercicio anterior, pero ahora suponga que A y B intentan transmitir al mismo tiempo, y que a la segunda vez sacan ventanas de contienda de 5 y de 8 ranuras respectivamente. 11.- Suponga que dos estaciones A y B quieren transmitir en 802.11g puro pero la estación C ocupa el canal cuando comienzan respectivamente sus ranuras 1 y 2 en la cuenta atrás; ambas oyen la portadora y quedan a la espera; mientras C está transmitiendo, otra trama llega a la cola de C para ser transmitida tan pronto como se pueda, y tras culminar su transmisión, C calcula su ventana de contienda después de DIFS y obtiene CW=0 ranuras (en 11g puro la ventana puede inicialmente tomar un valor de entre 0 y 15 ranuras). Diga lo que sucede y represéntelo en un diagrama de tiempos. 12.- Suponga ahora que en el caso del ejercicio anterior se estaba usando RTS/CTS en las estaciones, y que desde el principio los NAV contienen valores correctamente asignados en cada estación. Represente en este caso el diagrama de tiempos, indicando lo que vale el NAV en cada instante. 13.- Suponga que A está transmitiendo a B en modo básico, en 802.11g puro, paquetes de 200 bytes a 130 kbps en la capa IP; suponga que hay trafico denso en la red y que la cola MAC en ningún momento está vacía cuando llega una nueva trama, siempre hay alguna trama esperando a ser enviada. Calcule la velocidad de transferencia real de A y la eficiencia del canal (tiempo de envío de bits de datos / tiempo en que el canal está comprometido para el envío de esos bits) suponiendo que la probabilidad de colisión de cualquier trama es del 10% (desprecie la probabilidad de que una trama colisione más de 2 veces). 14.- Calcule lo mismo suponiendo que una de cada 100 tramas colisiona (desprecie la probabilidad de colisionar más de dos veces la misma trama). 15.- Calcule lo mismo que en el ejercicio 13 en modo RTS/CTS 16.- Calcule lo mismo que en el ejercicio 14 en modo RTS/CTS 17.- Dos estaciones A y B están manteniendo una comunicación telefónica en una red 802.11e EDCA; usan la categoría de acceso VO con Cwmin=4 y los otros parámetros según están previstos en el estándar para dicha categoría. Otras dos estaciones C y D comparten la misma red EDCA para intercambiar datos elásticos empleando la categoría de acceso BE. a) Indique con qué probabilidad C transmitirá antes que A si ambas quieren transmitir un nuevo paquete en un instante en que encuentran el canal ocupado. b) Indique con qué probabilidad C y A colisionarán si ambas quieren transmitir un nuevo paquete en un instante en que encuentran el canal ocupado. c) Indique con qué probabilidad A transmitirá antes que C si ambas quieren transmitir un nuevo paquete en un instante en que encuentran el canal ocupado. d) Indique con qué probabilidad A y B colisionarán si ambas quieren transmitir un nuevo paquete en un instante en que encuentran el canal ocupado. e) Indique la probabilidad de colisión si todas las estaciones quieren transmitir un nuevo paquete en un instante en que el canal está ocupado. 18.- En el ejercicio anterior, A y B generan paquetes de 200 bytes unas 80 veces por segundo en cada sentido, y C y D generan paquetes de 1500 bytes unas 200 veces por segundo. Suponiendo que la red opera a 42Mbps y con una eficiencia en el uso del canal del 55%, diga a qué nivel de saturación se encuentra la red. ¿Que valoración cualitativa puede hacer usted de las probabilidades de colisión encontradas en el ejercicio anterior a este nivel de saturación de red? 19.- Suponga que dos estaciones A y B operan en EDCA compartiendo la red con dos estaciones C y D que operan en DCF. Todas ellas quieren transmitir un paquete a la vez pero el canal está ocupado; cuando se libera el canal, las estaciones EDCA emplearán AIFSNA=2 y AIFSNB=4 respectivamente, y CWA=3 y CWB=6. Las estaciones DCF usarán CWC=5 y CWD=4. Represente en un diagrama de tiempos lo que sucede hasta que todos los paquetes estén transmitidos; si se produce alguna colisión, asigne una nueva ventana distinta a cada estación colisionante de entre los valores (1,3,5).
