Deliverable R4.2.5

1. Implementazione di un MAC adattativo per reti WiMax Alessandro Lapiana Deliverable R4.2.5 CEFRIEL Roma – 24 novembre ‘05

2. Indice Elementi di adattatività QoS Simulazioni Risultati

3. Elementi di adattatività TDD dinamico: ad esempio la durata delle sottotrame di UL e DL non è fissa Capacità dei singoli nodi dinamica: ogni stazione può ottenere banda differente Capacità dei singoli flussi adattativa: ogni flusso può ottenere banda differente Burst adattativi

4. Scheduler selezionato: WF2Q+ WF2Q+ Worst-case Weighted Fair Queueing Approssimazione del GPS (Generalized Processor Sharing) a bassa complessità Caso peggiore trattato in modo fair Stretto limite superiore al delay Gestisce La funzione di tempo virtuale Il tempo virtuale di fine servizio Il tempo virtuale di inizio servizio Una coda è eligibile se il tempo virtuale di inizio servizio è minore o uguale al tempo virtuale L'algoritmo sceglie la coda eligibile con il minimo tempo di fine servizio virtuale e manda il suo primo pacchetto

5. Analisi teorica delle performances Throughput dove: • è il massimo throughput nella direzione DL • NDL è il numero di pacchetti nella sottotrama di downlink • Lsrc è la dimensione dei pacchetti prodotti dalla sorgente di informazione • Tframe è la durata del frame che è fissata a 10 ms • BurstFormat=24byte/simb è il numero di bytes per simbolo OFDM nella modulazione scelta • NSYMBDL è il numero massimo di simboli OFDM che possono essere utilizzati per il trasporto dei dati in downlink che è 120 simboli OFDM • SignOvh=LP_ovh+DL_MAP_ovh+UL_MAP_ovh=48+16+13+4 è l'overhead a causa della presenza di questi campi nella sottotrama di downlink • HdrOvh è l'overhead introdotto dai livelli IP e dal MAC

6. Ambiente di simulazione Simulatore di rete: NS2 I risultati mostrati sono per il downstream FIFO scheduler WF2Q+ scheduler Diverse code per stazione Ogni stazione (SS/BS) provvede banda per più CID SSs quasi statiche (mobilità nomadica) sono nel raggio di una BS nella modalità PMP con 2 scenari: una BS e 5 SSs una BS e 10 SSs Sorgenti di traffico CBR Sorgenti uguali, dimensione dei pacchetti fissa e rate della sorgente variabile Diverse sorgenti di traffico e dimensione dei pacchetti

7. Analisi numerica delle performances Delay end-to-end media delle differenze tra il punte (E) ed il punto (A) di ogni pacchetto che attraversa la rete WiMax Throughput rapporto tra il numero dei pacchetti ricevuti moltoplicato per la loro dimensione ed il tempo trascorso Jitter deviazione standard del delay MAC end-to-end dei pacchetti che attraversano la rete Packet lossratio between the number of dropped and sent packets RX TX Measured quantities LL LL A IFQ IFQ B E MAC MAC C D PHYSICAL LAYER PHYSICAL LAYER

8. Throughput - FIFO

9. Throughput - FIFO

10. End-to-End MAC delay - FIFO A buffer for all the flows of 100 packets

11. End-to-End MAC delay - FIFO

12. Jitter - FIFO

13. Packet loss - FIFO

14. Throughput - WF2Q+

15. End-to-End MAC delay - WF2Q+ A buffer for each flow of 50 packets

16. Jitter - WF2Q+

17. Packet loss - WF2Q+

18. Conclusioni E' stata effettuata un analisi degli algoritmi di scheduling ed in particolare del WF2Q+ L'algoritmo selezionato è stato implementato in NS2 La rete WiMax è stata simulata utilizzando 2 schedulers FIFO WF2Q+ Le performances della rete sono state valutate teoricamente per validare i risultati di simulazione E' stato fatto un confronto tra le simulazioni ed i risultati teorici