Mecanismos de adaptacin de aplicaciones en red inalmbrica LANResumen - La proliferacin de redes WLAN como puntos de acceso se convierten en artculos de las materias primas baratas han acogido mltiples servicios y aplicaciones que se ejecutan en ellos. Implementacin QoS en los sistemas inalmbricos es, con mucho, equivalentes a sus homlogos de cable. Para mejorar an ms el nivel de servicio ofrecido, hemos experimentado con algunas tcnicas de adaptacin a nivel de aplicacin. En este trabajo, analizamos diferentes mecanismos de adaptacin para proporcionar QoS en situaciones adversas donde los mecanismos de calidad de servicio garantizados son insuficientes.INTRODUCCINEn los sistemas de comunicacin de prxima generacin, anchos de banda superiores acomodarn ms servicios avanzados como video mvil, empujando an ms la integracin de la computadora personal y dispositivos de comunicacin personal. La continua demanda para conexiones inalmbricas ubicuas en mayores velocidades de datos pone una enorme presin sobre los requisitos tcnicos para la aplicacin de radio avanzado. Al mismo tiempo, los recursos de computacin en red son cada vez ubicua - que es en todas partes y en todo momento - disponible [1]. El valor de un sistema de este tipo sobre los sistemas informticos y de comunicacin convencionales reside en su conocimiento del contexto. El comportamiento de los sistemas y aplicaciones sensibles al contexto depende de la ubicacin y las actividades del usuario en cualquier tiempo dado. Una vista extremadamente desafiante se toma hacia la sensibilidad al contexto, es decir, por la eleccin de la realidad aumentada como la funcin de ncleo de aplicaciones potenciales. La realidad aumentada implica que el sistema no slo es consciente del contexto, sino que tambin se funde su propia informacin virtual audiovisual con el mundo real. Un sistema que se anticipa a los intereses, intenciones, y los problemas del usuario y reaccionar en consecuencia debe supervisar continuamente el entorno y las acciones del usuario.En este trabajo, hemos propuesto un enfoque de adaptacin al cliente basado, donde los mecanismos de aplicacin de adaptacin estn siendo implementados en cada lado del cliente en las redes WLAN. Estos mecanismos de aplicacin adaptativos regulan diferentes parmetros de una aplicacin multimedia de acuerdo con la informacin de contexto obtenida de entorno de red y la aplicacin en s. Tiene la ventaja de mejorar el nivel de los servicios ofrecidos en las redes WLAN en situaciones adversas donde los mecanismos de calidad de servicio garantizados son insuficientes. El documento est organizado en secciones. Seccin II Escribes la aplicacin y el resumen operativo de nuestros mecanismos de aplicacin adaptativa cliente basado propuestas para redes WLAN. Verificaciones experimentales y los resultados se discuten en la Seccin III. Seccin IV concluye el documento y muestra el trabajo futuro estaremos llevando a cabo para mejorar an ms nuestro trabajo actual.OUR IMPLEMENTATION AND OPERATIONAL OVERVIEWEn esta seccin, se describen los detalles de nuestra aplicacin en la prestacin de mejores QoS soporte para aplicaciones multimedia que operan en redes WLAN. Tambin demuestra cmo se admite el equilibrio de carga del trfico. Los mecanismos descripcin y adaptacin operativos se muestran a continuacin.

Se toma una adaptacin enfoque cliente basado (que se muestra en la Fig. 1), donde se est ejecutando el soporte de QoS a nivel de aplicacin de los usuarios finales. Protocolo de Iniciacin de Sesin (SIP), que es el protocolo de capa de aplicacin para establecer, modificar y terminar sesiones, se utiliza para pasar mensajes entre servidores proxy SIP dentro de las redes y clientes SIP, y entre servidores proxy SIP en redes diferentes. Este enfoque minimiza los cambios necesarios a los clientes porque no hay sealizacin de capa de red. El servidor proxy SIP es responsable de registro de usuario SIP y redirigir mensajes SIP [2] [3]. Real-Time Transport Protocol (RTP), junto con sus perfiles asociados y formatos de carga til, proporciona el transporte de los medios de comunicacin en tiempo real (audio o vdeo) paquetes a travs de la red y de control de protocolo de RTP, Real-Time Control Protocol (RTCP) ofrece peridica la presentacin de informes de calidad de recepcin, identificacin de los participantes y otra informacin de la descripcin de origen [4]. Protocolo Simple Network Management (SNMP) [8], que es una peticin o respuesta protocolo simple, permite el intercambio de informacin de la configuracin y el estado de los nodos basados en IP (todos con un agente SNMP que residen en ellos) en la red. La informacin disponible se define por un conjunto de objetos administrados que se refiere como la gestin de la informacin de la base de SNMP (MIB). Windows Management Instrumentation (WMI) [9], que se construye en clientes con Windows 2000 o superior, es una tecnologa que permite la gestin de scripts para supervisar y controlar los recursos administrados (incluyen discos duros, la configuracin del registro, componentes de red, registros de eventos y configuracin del sistema operativo ) en toda la red.En nuestro enfoque de adaptacin, dos mecanismos principales se estn implementando, es decir, inteligente traspaso punto de acceso y capacidades de audio de adaptacin. Estos mecanismos desempean diferentes roles en el aumento de la calidad de las aplicaciones en redes WLAN. Con el fin de proporcionar servicios de adaptacin de sensibilizacin contexto, los diferentes contextos de entorno de red y aplicaciones se tienen en cuenta. Es importante, ya que proporciona informacin de las condiciones y aplicaciones de red, que vara dinmicamente de vez en cuando. Estos mecanismos utilizan diferente informacin de contexto para realizar diferentes capacidades de adaptacin y ajuste comportamientos de aplicaciones / clientes. Las siguientes subsecciones describen los mecanismos con ms detalle:A. Acceso Inteligente Entrega PointCuando los clientes utilizan sus dispositivos, como ordenadores porttiles, PDAs, Tablet PC o telfonos mviles inteligentes, en un entorno de red inalmbrica, los dispositivos se conectarn automticamente al punto de acceso que est teniendo la mejor conectividad. Sin embargo, en algunas situaciones, el ancho de banda del punto de acceso se deteriorara y los clientes conectados a l experimentara menor rendimiento de la red. El deterioro del rendimiento de la red es peor para los casos de clientes mviles y durante la congestin de la red.El mecanismo de punto de transferencia de acceso inteligente se implementa para complementar el mecanismo de traspaso por defecto de los dispositivos cliente. El mecanismo de traspaso selecciona un punto de acceso de destino basada no slo en criterios individuales, tales como la calidad de la seal, sino tambin en el conocimiento de las preferencias de los clientes y el contexto de la red de informacin con el fin de tomar una decisin inteligente y optimizado para satisfacer "siempre es mejor conectado" requisito . Conexin inalmbrica del cliente se puede cambiar de un punto de acceso a otro y el traspaso se activar antes de la ruptura de las conexiones. Esto asegurar la conectividad sin fisuras de los dispositivos cliente y sesin de continuidad de las aplicaciones multimedia que se ejecutan en dispositivos cliente y por lo tanto mejorar la calidad de servicio percibida por el usuario. Dos parmetros importantes se toman en las consideraciones para la determinacin del punto de acceso que est teniendo suficiente capacidad de la red y por lo tanto proporciona una mejor conectividad.* Intensidad de seal. Este es uno de los factores afecta a la calidad de las conexiones inalmbricas. Seal fortalezas de los puntos de acceso varan a lo largo del perodo de comunicacin, especialmente para los usuarios mviles, y por lo tanto afectan a la calidad de la sesin de comunicacin.* Utilizacin del enlace backhaul. Esto proporciona nmero de bytes enviados y recibidos en una interfaz hacia y desde la red troncal. Mediante la estimacin de la capacidad disponible de la red, la utilizacin ms eficiente de los recursos de la red se puede lograr. Tambin reduce el nivel de congestin en los puntos de acceso de la red al tener carga justa por cada punto de acceso.B. Capacidades adaptativa AudioEl mecanismo de auto-adaptacin en el cliente mediada SIP est siendo activado por los cambios de los entornos, tales como conexiones de red, el trfico de red y requisitos de la aplicacin, sin la intervencin del usuario. La aplicacin se adapta el comportamiento de sus componentes en el caso de ancho de banda limitado o recuperacin de la red. Ayuda a minimizar la degradacin de la calidad en la sesin de audio [5] [6]. Las siguientes son los parmetros seleccionados para ser ajustadas en una posible condicin de auto-adaptacin:* Codecs de audio. Esto permite que la aplicacin tiene diferentes consumos de ancho de banda. Ancho de banda bajo cdec de audio por lo general significa menor calidad. Sin embargo, en algunos entornos, como las redes de ancho de banda limitado, los usuarios prefieren menos calidad de audio de prdidas de paquetes, que pueden dar un peor rendimiento de la aplicacin de audio. Por ejemplo, GSM con 13.2kbps y PCMU con 128kbps.* Velocidad de muestreo de audio. La frecuencia de muestreo es proporcional a la cantidad de paquetes que se enviar a la red. Frecuencias de muestreo ms altas dan mejor calidad pero con un mayor consumo de ancho de banda.

c. Adaptation AlgorithmCon el fin de adaptarse a entornos turbulentos, los clientes deben manipular el comportamiento de las conexiones de la aplicacin o de la red segn los cambios del entorno. Nuestra implementacin propuesto se muestra en la figura. 2. Una lgica adaptacin conciencia contexto incrustado en el cliente SIP mediada tiene tres hilos (representada por diferentes colores), que son responsables de supervisar diferente informacin de diagnstico de las condiciones de la red, respectivamente.Con el fin de adaptarse a entornos turbulentos, los clientes deben manipular el comportamiento de las conexiones de la aplicacin o de la red segn los cambios del entorno. Nuestra implementacin propuesto se muestra en la figura. 2. Una lgica adaptacin conciencia contexto incrustado en el cliente SIP mediada tiene tres hilos (representada por diferentes colores), que son responsables de supervisar diferente informacin de diagnstico de las condiciones de la red, respectivamente.El protocolo de control de RTP o RTCP, que se basa en la transmisin peridica de paquetes de control a todos los participantes en la sesin, se utiliza como protocolo subyacente para proporcionar informacin sobre la calidad de la distribucin de datos. Informe receptor RTCP (RTCP RR) proporciona informacin de receptores (como paquetes totales recibidos, los paquetes totales, jitter y etc.) de forma continua a lo largo de la sesin de comunicacin. Porcentaje de prdida de paquetes se calcula con base en la informacin obtenida de RTCP RR en un intervalo de tiempo especfico (que se establece en 2s en nuestra aplicacin).

Para supervisar el enlace backhaul utilizaciones de los puntos de acceso, los clientes se estn programando para enviar consultas SNMP para los agentes SNMP, que residen en los puntos de acceso que se detecte en las cercanas de la red. Para apoyar esta implementacin, los agentes SNMP deben ser conformes a la RFC1213 [7]. Las variables ifOutOctets y iflnOctets MIB-II - proporcionan el nmero total de octetos enviados y recibidos en una interfaz, que dan el nmero total de octetos que se transfiere a travs del enlace de retorno. El mecanismo de adaptacin conmuta la conexin del dispositivo a partir de un punto de acceso con alta utilizacin (trfico pesado) a un punto de acceso con menos utilizacin (menos trfico) como la transferencia eficiente de los paquetes UDP de un cliente a otro cliente en la red WLAN es muy tanto en funcin de los enlaces utilizaciones.El cliente tambin enva consultas peridicas de WMI para el sistema operativo local para preguntar los puntos de acceso detectados en el entorno de red. Intensidades de seal de los puntos de acceso detectados estn siendo monitoreados de vez en cuando por el cliente. Las intensidades de seal de los puntos de acceso cambian y afectan a la conexin de los dispositivos cliente, especialmente para los clientes mviles que a menudo se mueven de un lugar a otro lugar.Cuando los mecanismos de adaptacin estn habilitados, que supervisa el rendimiento de las aplicaciones multimedia y tambin la conectividad de los dispositivos cliente. Si el motor de adaptacin detecta la degradacin del rendimiento de la aplicacin (porcentaje de prdida de paquetes para este prototipo) o deterioro de la calidad de la seal del punto de acceso conectado, se activar el mecanismo de traspaso inteligente.Analiza los puntos de acceso disponibles en los alrededores y los clasifica basado en el mtodo de seleccin de parmetros ponderado. Fig. La figura 3 muestra el resumen de sealizacin de la aplicacin propuesta.III. VERIFICACIONES EXPERIMENTALESPara demostrar nuestros conceptos y para evaluar el desempeo de nuestra implementacin descrito anteriormente, hemos creado un banco de pruebas en el Centro de Investigacin de British Telecom Asia en Malasia.

A. Configuracin ExperimentalEl diseo de la plataforma de pruebas se muestra en la Figura 4. El banco de pruebas consta de tres mdulos, que son mdulos, mdulo emulador trfico de red y puntos de acceso disponibles en la vecindad basados en SIP.Mdulo basado en SIP implica un servidor proxy SIP y dos clientes SIP. La aplicacin de VoIP basado en SIP con capacidad de autoadaptacin se est instalando en los clientes SIP. SIPEl cliente A est conectado a D-Link 2000AP + punto de acceso (Access Point 1) y SIP de cliente B se est ejecutando en Ethernet. Mensajes de sealizacin SIP se envan desde clientes SIP a SIP Proxy Server y luego de ser redirigidos a SIP clientes en consecuencia. Clientes SIP enviar datos de audio en paquetes RTP, junto con su informacin de control en paquetes RTCP entre s. Dos cdecs de audio con diferentes requisitos de ancho de banda (PCMU - 128kbps y GSM - 13.2kbps) se implementan en la aplicacin de VoIP. Cliente SIP con conexin inalmbrica (SIP Client A) detecta los puntos de acceso disponibles en las cercanas. Consultas SNMP estn siendo enviados a los puntos de acceso detectados para obtener las estadsticas de utilizacin de enlaces backhaul.En la red mdulo emulador de trfico, un generador de trfico basado en Java se cre con el fin de simular las variaciones de trfico de red. Un cliente de trfico est programado para enviar paquetes UDP primas a servidor trfico a travs de punto de acceso 1 a una velocidad de paquetes especficos. En los experimentos llevados a cabo, el tamao de los paquetes UDP se establece en 1514bytes (junto con su campo de cabecera) y se mantiene constante a lo largo de todos los experimentos. Esto se hace para que los usuarios puedan experimentar situaciones de la vida real, cuando la conexin de red inalmbrica se deteriora debido al trfico de red y la intensidad de las seales bajas.B. Resultados y discusinLos experimentos se llevaron a cabo sobre la base de diferentes cargas de trfico de la red con el fin de comparar el rendimiento de 3 prototipos diferentes, donde los clientes SIP estn siendo implementados con y sin mecanismo (s) de adaptacin. Los prototipos que participan en los experimentos son:(i) clientes SIP no adaptativas.(ii) los clientes SIP con mecanismo automtico de conmutacin cdec de audio solamente.(iii) los clientes SIP con conmutacin automtica de cdec de audio y mecanismos inteligentes de transferencia de puntos de acceso.

La Tabla 1 muestra el porcentaje promedio de prdida de paquetes capturados de 3 prototipos. Por prototipo (i), los porcentajes promedio de prdida de paquetes aumenta enormemente cuando se est aumentaron la carga de trfico de la red. Prototype (ii) muestra una mejora en las prdidas de paquetes cuando el trfico de la red simulada envi est de 400 a 500 paquetes por segundo como cdec de audio de ancho de banda inferior (GSM) est siendo utilizado mientras que la capacidad de la red no es suficiente para soportar el codec de audio de alto ancho de banda ( PCMU). En la red de carga de trfico de 400 y 500 paquetes por segundo, prototipo (iii) tiene porcentajes promedio de prdida de paquetes son 4,90% y 8,76% respectivamente. Es mucho menor en comparacin con el prototipo (i) y (ii). Cuando mecanismo de adaptacin de SIP cliente A detecta porcentaje de prdida de paquetes excede el umbral de 16%, lo que significa punto de acceso 1 no es suficiente para mantener la calidad de la comunicacin de voz entre SIP cliente A y B, el acceso mecanismo de punto de transferencia se activar para cambiar la conexin al punto de acceso 2, que es el punto de acceso con la carga de trfico ms bajo y suficiente calidad de la seal en los alrededores. El porcentaje de prdida de paquetes se reduce an ms cuando el cdec de audio est siendo cambiado a cdec de audio de menor ancho de banda. Mecanismo de punto de transferencia de acceso se realiza antes del cdec de audio mecanismo de conmutacin se debe a que el traspaso a otro punto de acceso puede ser capaz de recuperar la calidad de voz sin degradar de cdec de audio. De la Figura 5, se muestra claramente que los clientes SIP con el codec de audio y mecanismos de conmutacin de puntos de acceso tienen mucho menor porcentaje de prdida de paquetes y mejorar la calidad de servicio de cliente SIP en la red inalmbrica cuantitativamente.

Tabla 2 tabula cargas de trfico de cada punto de acceso en el trfico de la red simulada de 300 paquetes por segundo para 3 prototipos. Se puede observar que los mecanismos de aplicacin de adaptacin implementadas en prototipo (iii) proporcionan la carga de trfico efectos en la red inalmbrica de equilibrio. Por prototipo (i) y (ii), punto de acceso 1 y 3 estn teniendo grandes cargas de trfico, mientras que el punto 2 de acceso est teniendo mucho menor utilizacin. Por prototipo (iii), la utilizacin del enlace del punto 2 de acceso ha aumentado. Un mejor equilibrio de las cargas de trfico por la red inalmbrica se logra cuando se est implementando mecanismo de acceso punto de transferencia. Esto ayudar a reducir la carga de la red de puntos de acceso que estn en condiciones de uso pesado y tambin proporcionan un uso ms eficiente de los recursos de la red.

Sin embargo, hay algunas limitaciones en nuestros mecanismos de aplicacin de adaptacin propuestas. No es de aplicacin sensibles, donde los mecanismos de adaptacin no se adaptan basan en el requisito de ancho de banda actual de las aplicaciones que se ejecutan en los dispositivos cliente. Sin conocer el requisito de ancho de banda de aplicacin, puede haber casos en los que el traspaso de cliente desde un punto de acceso a otro punto de acceso Crear congestin de trfico en el nuevo punto de acceso conectado. Como mecanismos de adaptacin estn siendo implementadas en las aplicaciones, las consultas de informacin red de peridicos de cada dispositivo cliente a los puntos de acceso aumentan la carga de trfico en la red, lo que puede intensificar an ms el problema de congestin de la red en las redes WLAN.CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTUROEn este trabajo, un mecanismo de adaptacin cliente basado se presenta con el fin de mejorar la calidad de servicio de aprovisionamiento de red WLAN. El mecanismo de conmutacin cdec de audio ayuda a reducir el porcentaje de prdida de paquetes durante la sesin de audio mediante la utilizacin de los escasos recursos de la red de manera eficaz. Al mejorar el mecanismo de adaptacin inteligente con punto de acceso de traspaso, que mejora an ms la calidad de la sesin de audio y ayuda a equilibrar la carga de trfico en la red. Para el trabajo futuro, el mecanismo de adaptacin se prev que se ofrecer con capacidades sensibles de aplicacin, donde se toman la naturaleza y requisitos de aplicacin en consideracin en el motor de la adaptacin. Una red de sistema de gestin de la informacin basada en servidor puede ser implementado para permitir un uso ms eficiente de los recursos de la red. Tambin se logr un entorno de comunicacin balanceo de carga ms fiable y eficiente.AGRADECIMIENTOSEsta idea del proyecto es en parte su origen en Movilidad Investigacin Centro BT Reino Unido. Estamos muy agradecidos por la colaboracin y discusin til con nuestros colegas, en especial a Dave Sabiamente, Gidon Reid, Fernando Jover Aparicio y John Dang. Tambin agradecemos a nuestros estudiantes de prcticas, Jo Lynn Tan de la Universidad Multimedia por su gran esfuerzo en este proyecto.