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PUBLICACIONES EFECTIVAS
Volume 5, issue 2: Mayo, 2007 Volume 5, issue 1: Marzo, 2007 Volume 4, issue 6: Diciembre, 2006 Volume 4, issue 5: Septiembre, 2006 Volume 4, issue 4: Junio, 2006 Volume 4, issue 3: Mayo, 2006 Volume 4, issue 2: Abril, 2006 Volume 4, issue 1: Marzo, 2006 Volume 3, issue 5: Diciembre, 2005 Volume 3, issue 4: Octubre, 2005 Volume 3, issue 3: Julio, 2005 Volume 3, issue 2: Abril, 2005 Volume 3, issue 1: Marzo, 2005 Volume 2, issue 3: Septiembre, 2004 Volume 2, issue 2: Junio, 2004 Volume 2, issue 1: Marzo, 2004 Volume 1, issue 1: Octubre, 2003
Page 1 of 1IEEE Revista Latinoamericana
03/07/2007http://www.ewh.ieee.org/reg/9/etrans/esp/publicaciones.htm
Revista IEEE América Latina Volume: 5, Issue: 2, Date: May 2007 Special Edition - CERMA 2006 Congreso de Electrónica, Robótica y Mecánica Congreso de Electrónica, Robótica y Mecánica: Introdución (Congress of Electronics, Robotics and Automotive Mechanics: Introduction) Jonathan Villanueva Tavira [PDF Full-Text (48 KB)]
Diseño de un CFOA compatible con CMOS y su Aplicación en Filtros Analógicos (Design of a CMOS Compatible CFOA and its Application in Analog Filtering) Aldo Peña-Pérez; Esteban Tlelo-Cuautle; Alejandro Díaz-Méndez; Carlos Sánchez-López [Abstract] [PDF Full-Text (403 KB)]
Aplicación de Técnicas de Análisis Estadístico Multivariado en un Proceso de Control Dimensional (An Application of Dimensional Analysis Techniques in an Industrial) Georgina Solís Rodríguez; Eduardo Marroquín Prado [Abstract] [PDF Full-Text (258 KB)]
Optimización por Colonia de Hormigas para la Asignación Dinámica de Recursos en una Plataforma de Experimentación de Temperatura Multizona (Ant Colony Optimization for Dynamical Resource Allocation in a Multizone Temperature Experimentation Platform) Mario A. Muñoz; Jesús A. López; Eduardo F. Caicedo [Abstract] [PDF Full-Text (647 KB)]
Preservación de Bordes en un Proceso de Compresión de Imágenes con Pérdidas con Waveletes y Contourlets (Edge Preserving Lossy Image Compression with Wavelets and Contourlets) Osslan Osiris Vergara Villegas; Raúl Pinto Elías; Patricia Rayón Villela; Andrea Magadán Salazar [Abstract] [PDF Full-Text (881 KB)]
Modelado y Simulación de un Oscilador Caótico usando MatLab (Modeling and simulation of a chaotic oscillator by MATLAB) Esteban Tlelo-Cuautle; Miguel Aurelio Duarte-Villaseñor; Johana María García-Ortega [Abstract] [PDF Full-Text (502 KB)]
Análisis de Desempeño del Protocolo de Movilidad Cellular IP (Performance analysis of the Cellular IP mobility protocol) Isidro Vicente Hernández; Ernesto E. Quiroz Morones
Page 1 of 2Revista IEEE America Latina
19/06/2007http://www.revistaieeela.pea.usp.br/ieee/issues/vol5issue2May2007/Vol5issue2May2007...
[Abstract] [PDF Full-Text (100 KB)]
Predicción de Situaciones no Deseadas Basada en Representaciones Multimodales (Prediction of Undesired Situations based on Multi-Modal Representations) Bruno Lara; Marcos A. Capistran; Juan Manuel Rendón-Mancha [Abstract] [PDF Full-Text (170 KB)]
Control Reconfigurable Difuso Takagi-Sugeno en Red usando Planificación EDF en xPC Target (Reconfigurable Fuzzy Takagi Sugeno Networked Control using EDF Scheduling in xPC Target) Pedro Quiñones-Reyes; Héctor Benítez-Pérez; Francisco Cárdenas-Flores; Fabián Garcia-Nocetti [Abstract] [PDF Full-Text (215 KB)]
Dos familias de controladores en modo de deslizamiento para un generador de inducción doblemente alimentado en un sistema aislado (Two families of sliding mode controllers for a doubly-fed induction generator in an isolated generation system) Roberto Galindo del Valle; Maria Cotorogea Pfeifer; Domingo Biel Solé [Abstract] [PDF Full-Text (469 KB)]
Uso del Diseño Accesible de Páginas Web para la Correcta Visualización de la Web en Dispositivos Móviles (Using Web Pages Accessible Design for the Correct Web Visualization) Juan Carlos Olivares R.; Juan Gabriel González Serna; Víctor Jesús Sosa Sosa; Azucena Montes Rendón [Abstract] [PDF Full-Text (395 KB)]
Page 2 of 2Revista IEEE America Latina
19/06/2007http://www.revistaieeela.pea.usp.br/ieee/issues/vol5issue2May2007/Vol5issue2May2007...
Análisis de Desempeño del Protocolo de Movilidad Cellular IP (Performance analysis of the Cellular IP mobility protocol) Isidro Vicente Hernández ([email protected]), Ernesto E. Quiroz Morones ([email protected]) Instituto Politécnico Nacional This paper appears in: Revista IEEE América Latina Publication Date: May 2007 Volume: 5, Issue: 2 ISSN: 1548-0992
Abstract: The search for a suitable micromobility protocol which will inter-work with Mobile IP in 3G mobile networks has been the subject of intense research. Several proposals have been analyzed and comparisons carried out [1]. Cellular IP is a strong contender to take the seat as the chosen micromobility protocol, and its performance has been characterized mainly with Columbia IP Micromobility Software (CIPMS) under diverse scenarios. Previous analyses have considered generic TCP and UDP traffic. In the work presented here, a Cellular IP based 3G network model is developed, and services (voice, and web) are represented after probabilistic behaviors to conform, respectively, to a GSM coder, and web content comprised of packets, objects, and pages. In this way a more accurate knowledge of Cellular IP performance can be obtained.
Index Terms: Internet, Simulation Software and Protocols
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[PDF Full-Text (100)]
Page 1 of 1IEEE Latin America Transactions: Performance analysis of the Cellular IP mobility proto...
19/06/2007http://www.revistaieeela.pea.usp.br/ieee/issues/vol5issue2May2007/07VicenteHernandez...
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LISTADO DE REVISORES (si desea ser revisor, postule enviando su curriculum a <[email protected]> )
Adalberto Batista - BRA
Adalberto Batista - BRA
Adson da Rocha - BRA
Alejandro Dueñas Jiménez - MEX
Alessandra Macedo de Souza - BRA
Alexandre Silva - BRA
Álvaro Bernal Noreña - COL
Alvaro De Pierro - BRA
Álvaro Freitas Moreira - BRA
Álvaro Rendón - COL
André Luís Marques MARCATO - BRA
Andreia Malucelli - BRA
Andres Iborra - ESP
Angel Custodio - VEN
Antoni Grau - ESP
Antonio Diaz-Estrella - ESP
Antonio E. Salloum Salazar - VEN
Antonio Mondragon - USA
Antonio Simões-Costa - BRA
Arnulfo Alanis Garza - ESP
Arturo Morales-Acevedo - MEX
Arturo Sanchez - USA
Augusto, Jr Ferreira Brandão - BRA
Bárbara Álvarez - ESP
Basil M. Al Hadithi - ESP
Bernardo Cotero-Ochoa - MEX
Carlos Alberto Canesin - BRA
Carlos Augusto Duque - BRA
Carlos Aurélio Faria da Rocha - BRA
Carlos Cugnasca BRA
Page 1 of 6IEEE Revista Latinoamericana
25/06/2007http://www.ewh.ieee.org/reg/9/etrans/esp/revisores.htm
Carlos E. Palau - ESP
Carlos Granell - ESP
Carlos Juiz - ESP
Carlos Roberto Minussi - BRA
Carlos Roberto Valêncio - BRA
Cassio Vinhal - BRA
Cecilia Galarza - ARG
César Bravo - 5
Cleber Guirelli - BRA
Constancio Miguel Arizmendi - ARG
Constantino Perez-Vega - ESP
Cornelio Yáñez-Márquez - MEX
Dalgerti Milanese - BRA
Dante Jorge Dorantes Gonzalez - MEX
Diego Lopez - ESP
Domingo Torres - MEX
Edison Spina - BRA
Edson Chiaramonte - BRA
Edson Gomi - BRA
Edson Watanabe - BRA
Edward Dav id Moreno - BRA
Emilio Barocio - MEX
Emilio Del-Moral-Hernandez - BRA
Emilio Figueres - ESP
Enrique A. Vargas Cabral - PRY
Enrique Ferreira - URY
Enrique Lobato - ESP
ENRIQUE TEJERA - PAN
Ernesto Ocampo - URY
Esteban Tlelo-Cuautle - MEX
Fabian Arrebola - ESP
Fabio Wakabayashi - BRA
Felipe Alfonso Ordoñez Garcia - MEX
Felipe Pait - BRA
Ferdinando Crispino - BRA
Ferley Castro-Aranda - 14
Fernando Augusto Moreira - BRA
Fernando Las-Heras - ESP
Fernando Runstein - BRA
Fernando Zacarias - MEX
Flavia Coelho - BRA
Francisco ARCEGA - ESP
Francisco Damasceno Freitas - BRA
Francisco Reinaldo PRT
Page 2 of 6IEEE Revista Latinoamericana
25/06/2007http://www.ewh.ieee.org/reg/9/etrans/esp/revisores.htm
Gabriel Dutra - URY
Gamez Carlos - MEX
Gerardo Guerrero-Ramírez - MEX
Germano Torres - BRA
Graça Bressan - BRA
Guilherme Holsbach Costa - BRA
Guillermo Aponte - COL
Guillermo Bistue - ESP
Guillermo Kemper - PER
Gustavo Eduardo Kazlauskas - ARG
Gustavo Freire - BRA
Gustavo Pérez Alvarez - BRA
Gustavo Salloum - VEN
Heitor Costa - BRA
Hernando Efrain Caicedo Ortiz - COL
Hugo Sánchez-Salguero - MEX
Iguatemi Fonseca - BRA
Ildemar Decker - BRA
Itana Stiubiener - BRA
IVAN CAMARGO - BRA
Ivan Chabu - BRA
J.Apolinar Reynoso-hernandez - MEX
Jacqueline Rolim - BRA
Jaime Alvarez-Gallegos - MEX
Jaime Sichman - BRA
Javier Gonzalez Villarruel - MEX
Javier Ortiz Hernández - MEX
Jayme Garcia Arnal Barbedo - BRA
Jesus Cruz - MEX
Jesus Enrique Chong - MEX
Jesus Oliver - ESP
João Batista Camargo Jr - BRA
João Bosco Sobral - BRA
João Crisóstomo Costa - BRA
João José Neto - BRA
Joao Luis Rosa - BRA
João Tavares - PRT
Jorge Castiñeira Moreira - ARG
Jorge Hollman - CAN
Jorge Kobeh - MEX
Jorge Luis Risco Becerra - BRA
Jorge Martinez-Gil - ESP
Jorge Rady de Almeida Junior - BRA
Jose Aguilar VEN
Page 3 of 6IEEE Revista Latinoamericana
25/06/2007http://www.ewh.ieee.org/reg/9/etrans/esp/revisores.htm
José Angel García - ESP
José Antônio Justino Ribeiro - BRA
José Carlos Moraes - BRA
josé grimoni - BRA
Jose J. Pazos-Arias - ESP
José Jaime Da Cruz - BRA
José Kleber Cunha Pinto - BRA
Jose Luis Duran-Gomez - MEX
Jose Luis Imaña - ESP
José Roberto Amazonas - BRA
José Roberto Sanches Mantovani - BRA
Jose Siqueira - BRA
Juan C. Lavariega-Jarquin - MEX
Juan Carlos Olivares Rojas - MEX
Juan Carlos Olivares-Galvan - MEX
Juan Contreras - COL
Juan J. Mora F. - COL
Juan Miguel Casaravilla - URY
Juan Suardíaz Muro - ESP
Julio Barros - 4
Julio Claudio Brégains - ESP
Kleber Oliveira - BRA
Leandro Balladares - MEX
Leonairo Pencue Fierro - COL
Leonardo Nepomuceno - BRA
Lisandro Granville - BRA
Luciano Ahumada - CHL
Luciano Boquete - ESP
luis marrone - ARG
Luisa Aleyda Garcia González - BRA
Luiz Barroso - BRA
Luiz Carlos Magrini - BRA
Luiz Lebensztajn - BRA
Luiz Monteiro - BRA
Luiz Sérgio de Souza - BRA
Luiz Trintinalia - BRA
Márcio Costa - BRA
Marco Antonio Saidel - BRA
Marco Gutierrez - BRA
Marcos Roberto Gouvêa - BRA
Maria Aparecida Martinez - BRA
Maria Cristina Fischer de Toledo - BRA
María Isabel Giménez de Guzmán - VEN
Mario Jino BRA
Page 4 of 6IEEE Revista Latinoamericana
25/06/2007http://www.ewh.ieee.org/reg/9/etrans/esp/revisores.htm
Mario Meireles Teixeira - BRA
Mario Solarte - COL
Marta Barría - CHL
Marta Bravo - CUB
Mauricio Silveira - BRA
Miguel A. Vega-Rodríguez - ESP
Miguel Martinez - VEN
Moacyr Martucci - BRA
Moisés Ribeiro - BRA
Mónica Huerta - 5
Nelson Aros - CHL
Nicanor Quijano - COL
Octavio M Ruiz García - ESP
Oscar Garcia - ESP
Oswaldo Cadenas - GBR
Paulo Cardieri - BRA
Paulo Sérgio Cugnasca - BRA
Pedro Corrêa - BRA
Pedro Luís Próspero Sanchez - BRA
Percival Bueno de Araujo - BRA
Phillip Burt - BRA
Rafael Asensi - ESP
Rafael Castro-Linares - MEX
Rafael Timóteo de Sousa Jr. - BRA
Rafael Vargas-Bernal - MEX
Ramón Rodríguez-Dagnino - MEX
Raúl Aguilar - MEX
Raul Wazlawick - BRA
Regina Melo Silveira - BRA
Renata Fortes - BRA
Renato Bulcao - BRA
Renato Carlson - BRA
Ricardo Arnez - BRA
Ricardo Llamosa-Villalba - COL
Ricardo Luis de Azevedo da Rocha - BRA
Ricardo Moraes - PRT
Roberto Hidalgo - ARG
Roberto Limão - BRA
Rodrigo Lemos - BRA
Rogerio P C do Nascimento - PRT
Romero Tori - BRA
Rommel Barbosa - BRA
Ruben Ruelas - MEX
RUBEN VAZQUEZ MEDINA MEX
Page 5 of 6IEEE Revista Latinoamericana
25/06/2007http://www.ewh.ieee.org/reg/9/etrans/esp/revisores.htm
Ruth P.S. Leão - BRA
Sallent Sebastia - ESP
Salvador Sanchez-Alonso - ESP
Sebastian Gutierrez-Nolasco - USA
Seiji Isotani - JPN
Selma Melnikoff - BRA
Sérgio Kurokawa - BRA
Sergio Pacheco - BRA
Silvia Nassar - BRA
Solange Vitória Alves - BRA
Thales Sousa - BRA
Vicente Gonzalez_Posadas - ESP
Víctor Manuel Guzmán Arguis - VEN
Wagner Lima - BRA
William Giozza - BRA
Wilson Komatsu - BRA
Yolanda Bolea - ESP
Yuzo Iano - BRA
Zósimo Arévalo - COL
Page 6 of 6IEEE Revista Latinoamericana
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Análisis de Desempeño del Protocolo de Movilidad Cellular IP
I. Vicente, y E. E. Quiroz, Miembro, IEEE
Resumen-- La búsqueda de un protocolo de movilidad
adecuado para inter-operar con Mobile IP en redes de 3ª generación ha sido objeto de una intensa investigación. Se han analizado diversas propuestas y llevado a cabo comparaciones. Cellular IP es un fuerte contendiente para ocupar el lugar del protocolo elegido, su desempeño ha sido caracterizado principalmente con el programa Columbia IP Micromobility Software bajo diversos escenarios. Análisis previos han considerado tráficos UDP y TCP genéricos. En este trabajo se desarrolla un modelo de red de 3ª generación basado en Cellular IP, que maneja servicios de voz y web modelados en su comportamiento probabilístico para representar respectivamente, el codificador GSM y el contenido de páginas web mediante paquetes y objetos. De esta manera se obtiene un conocimiento más exacto del desempeño del protocolo Cellular IP.
Palabras Clave-- Internet, Sistemas celulares móviles terrestres, Programas de simulación, Protocolos.
I. INTRODUCCION OBILE IP fue desarrollado por la IETF (Internet Engineering Task Force), y es considerado la solución
de facto para usuarios móviles en ambientes de macromovilidad en redes de tercera generación (3G). Sin embargo, cuando estaba siendo concluido, se hicieron evidentes severas limitaciones en cuanto al manejo de la movilidad local. Existen dos desventajas principales focalizadas en el procedimiento del traspaso: Sensibilidad al cambio de célula, también conocido como detección de movilidad, y la actualización del registro en el Agente Local (AL). El lapso de detección de movilidad es el tiempo que le toma a un nodo móvil darse cuenta de que está siendo atendido por un nuevo punto de acceso, este tiempo puede ser grande debido a que el mecanismo está basado en tiempos de expiración de vida de mensajes o comparación de prefijos de dirección de dos agentes diferentes. Una vez detectado el cambio de célula, la Terminal Móvil (TM) primero necesita obtener una nueva Dirección de Entrega (DE), para entonces enviarla hacia el AL. La actualización del registro en el AL es el tiempo requerido para que la nueva ubicación de la TM sea
Este trabajo fue financiado por el Instituto Politécnico Nacional mediante los proyectos SIP 2005-0447, 2006-0118 y el programa PIFI 2005.
I. Vicente participa en un proyecto de investigación sobre redes GSM en el CITEDI-IPN, Tijuana, B.C. 22510, México (e-mail: [email protected]).
E. E. Quiroz es profesor-investigador en el Centro de Investigación y Desarrollo de Tecnología Digital del Instituto Politécnico Nacional, Tijuana, B.C. 22510 México, (e-mail: [email protected]).
registrada en el AL, el cual puede prolongarse, debido a que la TM puede estar en cualquier parte del Internet.
El retardo de mensajes de ida y regreso no es la única limitante de Mobile IP, pues este retardo además, induce pérdida de paquetes y carga de señalización. Lo anterior ha dado pié a la aparición de varios protocolos de micromovilidad [1, 2], propuestos para proveer agilidad y transparencia en el control del traspaso así como soporte de rastreo IP en áreas geográficas limitadas, y al mismo tiempo interactuar con Mobile IP cuando la TM atraviesa de su dominio nativo hacia otro.
En la siguiente sección se efectúa una corta discusión sobre los principales protocolos de micromovilidad. Después de ello se presenta una breve descripción de la operación de Cellular IP. En la cuarta sección se describe un modelo computacional de una red basada en Cellular IP y se explican los principales criterios de diseño. La última sección presenta los resultados obtenidos en función de parámetros específicos de desempeño.
II. MOVILIDAD EN REDES MÓVILES 3G Existen siete protocolos de micromovilidad considerados
por el grupo Mobile IP de la IETF [3] a saber: Mobile IP Jerárquico, Fast Handoff, Proactive Handoff, TeleMIP (Telecommunications Enhanced Mobile IP Architecture), Cellular IP, HAWAII (Handoff-Aware Wireless Access Internet Infrastructure) y EMA (Edge Mobility Architecture).
Los primeros cuatro protocolos son extensiones de Mobile IP, diseñados para compensar sus debilidades en micromovilidad, y son llamados genéricamente “protocolos de gestión de movilidad basados en Agentes Foráneos (AF)”, el resto de los protocolos están basados en re-expedición de un enrutador a otro, en vez de AFs.
Algunos de los problemas más importantes concernientes a la eficiencia de los protocolos de micromovilidad son: parámetros de gestión del traspaso, latencia del traspaso, pérdidas de paquetes, número de agentes móviles involucrados, conectividad pasiva y rastreo, tráfico intra-red, escalabilidad y robustez.
Comparado con los criterios anteriores, cada protocolo de micromovilidad tiene diferentes ventajas y limitaciones y es difícil encontrar un ganador absoluto. En este trabajo nos hemos concentrado en el análisis de Cellular IP por los siguientes motivos: (a) Debido a que no utiliza encapsulamiento de paquetes, el cual oculta información de cabeceras, necesaria para la operación de la Calidad de
M
IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 5, NO. 2, MAY 2007 99
Servicio (QoS, Quality of Service) bajo el Protocolo de Internet (IP) (b) Cellular IP es eficiente en el mantenimiento de las tablas de enrutamiento, almacenando solamente la información necesaria para una operación adecuada (c) Cuando ocurre un traspaso, el protocolo establece el camino más corto entre el punto de acceso y el Enrutador de Frontera (EF).
III. OPERACIÓN DE CELLULAR IP La Fig. 1 muestra un dominio básico de Cellular IP.
Fig. 1. Dominio básico de Cellular IP Los datos trasmitidos por una TM son dirigidos nodo a
nodo hacia el EF. En cada estación el enrutador extrae la dirección IP de la TM de los paquetes que arriban, registra esta información en una base de datos y la asocia con el identificador de la interfaz por donde los paquetes arribaron. La concatenación de todos estos segmentos configura el trayecto entre la TM y el EF. El flujo de datos del EF hacia la TM sigue la misma ruta en dirección contraria.
A fin de mantener una trayectoria en la base de datos de los enrutadores, las TM´s activas que no están transmitiendo datos de usuario, deben enviar paquetes de actualización cada tres segundos (tiempo de actualización de ruta). La ausencia de tres paquetes de actualización consecutivos causará la eliminación (expiración de ruta) de la entrada correspondiente en la base de datos del enrutador [4].
De acuerdo a las capacidades del receptor de la TM, Cellular IP soporta dos esquemas de traspaso. El esquema denominado “desconexión-reconexión” en el que la TM solo puede escuchar a un Punto de Acceso a la vez, y está asociado con tecnologías de Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA: Time Division Multiple Access). La otra modalidad se conoce como “traspaso suave” y se caracteriza porque la TM puede escuchar varios Puntos de Acceso al mismo tiempo, capacidad asociada con redes basadas en Acceso Múltiple por División de Código (CDMA: Code Division
Multiple Access). El presente trabajo se enfoca en el esquema de desconexión-reconexión.
El procedimiento de desconexión-reconexión es iniciado por la TM cuando el nivel de señal cae por debajo del umbral de desconexión (-73 dBm), la TM libera su conexión con el punto de acceso 1, lo cual da inicio a un proceso de escaneo de señales para encontrar otro punto de acceso con una señal de mayor intensidad, cuando lo encuentra, la TM envía un paquete de actualización de ruta hacia el punto de acceso recién encontrado. Se establece así un nuevo trayecto para subsiguientes sesiones. Cuado el paquete de actualización alcanza el Nodo Común, el enrutador detecta que el punto de acceso encargado de dar servicio la TM ha cambiado, e inmediatamente redirige el flujo de paquetes proveniente del usuario externo (UE). A partir del momento en que ocurre la desconexión con el punto de acceso 1 hasta el instante en que el nodo común recibe el paquete de actualización de ruta, los paquetes enviados hacia la TM se perderán. La sección 5 provee un registro de la magnitud de estas pérdidas y sus efectos en la sesión establecida.
IV. MODELO DE SIMULACIÓN DE CELLULAR IP En esta sección se explican las principales consideraciones
operacionales para la configuración del modelo, incluyendo la topología, los protocolos de la red, capacidades de la TM, y los tipos de tráfico.
Para el análisis de protocolos de micromovilidad se han utilizado diversas configuraciones topológicas [5-8], en este trabajo se seleccionó la topología usada en [8] (ver Fig. 1). Esta topología en conjunto con las características operacionales de Cellular IP fueron configuradas en un modelo de simulación utilizando OPNET (OPtimized Network Engineering Tool) [9]. Las sesiones de transferencia de paquetes se establecen mediante la agrupación de protocolos IP, en donde, de acuerdo con el tipo de servicio a ser trasportado, se llama al Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP:User Datagram Protocol) o al protocolo de Control de Transmisión (TCP: Transmission Control Protocol).
Una TM se comunica con el UE, y es capaz de generar y recibir tráfico hacia y desde el UE, a través de la red. La TM tiene un enlace radioeléctrico con el punto de acceso 1 y aproximadamente a la mitad del trayecto hacia el punto de acceso 2 la señal cae por debajo del umbral, dando inicio al procedimiento del traspaso, el cual conduce al establecimiento de un nuevo enlace radioeléctrico, según se explica en la sección III. El traspaso puede ser realizado a diferentes velocidades de desplazamiento de la TM, para este caso se utilizaron velocidades de 1 m/s, 10 m/s, 20 m/s y 30 m/s. No se tomaron en cuenta efectos de propagación (efecto Doppler, multitrayectorias, etc.), más que los relacionados con las pérdidas en el espacio libre.
A partir de la definición de Clase de Servicio (Conversacional, Interactiva, Afluente y de Fondo) [10] de UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), se seleccionaron en esta primera etapa, aplicaciones de voz y
Punto de Acceso 1
Nodo Común
Usuario Externo (UE)
Enrutador de Frontera (EF)
Enrutador 1 Enrutador 2
Punto de Acceso 2
Terminal Móvil (TM)
100 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 5, NO. 2, MAY 2007
web como representantes de las clases de servicio conversacional e interactiva respectivamente. La primera, además de ser un tipo de tráfico de tiempo real con estrechas restricciones de retardos (≤150 mseg.), es la razón de ser de los teléfonos celulares. La última se caracteriza por ser no tolerante a errores (tasa de error de tramas cero), y de acuerdo con [7] representa el 70% del tráfico TCP de Internet.
El tráfico de voz digitalizada se modela a partir del comportamiento probabilístico del flujo digital de un codificador GSM [11], con una relación 35/65 entre voz y silencio. El flujo de 13 kbps es paquetizado en 260 bits/trama cada 20 ms. En cuanto al modelado probabilístico del tráfico web, se toma de [12] y [13]. El tiempo de inter-arribo de páginas sigue una función de densidad de probabilidad (fdp) exponencial con media de 90 seg., la duración de sesión es regulada por una fdp exponencial con una media de 8 min., y el tiempo de generación de sesiones es de acuerdo a una fdp de Poisson con media de 7 min. Las páginas web están formadas por objetos grandes y pequeños cuyo comportamiento se describe en la Tabla 1.
TABLA 1.
MODELADO PROBABILÍSTICO DE LAS PÁGINAS WEB
A fin de simular la presencia de fuentes adicionales de
tráfico en la red, se utilizó tráfico de fondo de 50 Mbps en algunos escenarios. Los enlaces entre los nodos están configurados a 100 Mbps, excepto en los radioenlaces, los cuales son de 2 Mbps
V. MÉTRICAS DE DESEMPEÑO Y RESULTADOS Con el propósito de lograr una mejor caracterización del
protocolo Cellular IP se consideraron varios tipos de situaciones, en todos los casos se encuentra presente un flujo bidireccional de tráfico entre la TM y el UE. Se obtiene un conjunto de resultados para servicios de voz y web con diversas velocidades del usuario móvil. Un segundo conjunto considera a la voz codificada con y sin detección de actividad de voz, además de la presencia o ausencia de tráfico de fondo en la red. Un tercer arreglo es para servicio de web con tres situaciones de contenido de páginas, bajo condiciones de carga subyacente ligera y alta. Finalmente se presentan algunos resultados en cuanto a la manipulación de mecanismos de TCP que afectan directamente el retardo total de transferencia.
Las dos métricas de desempeño elegidas para parametrizar los resultados son el retardo extremo a extremo (REE), y el número de paquetes perdidos.
A. Efectos de la Velocidad Para investigar el efecto de la velocidad del móvil cuando
ocurre el traspaso, se consideró un rango de velocidades desde un peatón caminando hasta un auto viajando a 100 Km/Hr (1 m/s, 10 m/s, 20 m/s y 30 m/s). Para las aplicaciones de voz y web, las Figs. 2 y 3 muestran respectivamente, el número de paquetes enviados por el usuario fijo y recibidos por la TM a 30 m/s. La línea vertical punteada marca el instante en que el traspaso ocurre. Para voz el REE es de 0.75 mseg., y para el caso de web se extiende hasta 3.7 seg. En este último resultado, la pérdida de un paquete de control durante el traspaso arranca un mecanismo de retransmisión de TCP, preprogramado con un retardo de tres segundos. Las cifras obtenidas del resto de los escenarios de velocidad proveen gráficas y tiempos de retardo similares, lo cual nos lleva a concluir que la velocidad no ejerce efecto alguno en los parámetros observados. A la luz de esta observación, las simulaciones subsecuentes no toman en cuenta la velocidad de la TM.
Propiedades de página
Tamaño de objetos (bytes) No. de objetos
Pequeños Grandes
Uniforme (1000, 4200)
Lognormal (10000, 625000)
Geométrica (0.7)
Fig. 2. Tráfico enviado/recibido de UE a la TM (paq./seg.)
Fig. 3. Tráfico web enviado/recibido de UE a la TM (paq./seg.)
VICENTE HERNÁNDEZ AND QUIROZ MORONES : PERFORMANCE ANALYSIS OF THE 101
B. Escenarios de Voz Se consideraron cuatro situaciones: (a) Detección de voz-
Sin tráfico de fondo (b) Detección de voz- Con tráfico de fondo (c) Sin detección de voz-Sin tráfico de fondo (d) Sin detección de voz-Con tráfico de fondo .
Puesto que este último constituye el peor caso, las Figs. 4 y 5 ilustran sus resultados. La Fig. 4 muestra que no se incurre en pérdida de paquetes, y en la Fig. 5 los valores de retardo dibujan una línea de valor constante a 2.14 mseg.
Fig. 4. Tráfico de voz enviado/recibido del UE a la TM (paq./seg.)
Fig. 5. REE de voz del UE a la TM (seg.)
C. Escenarios de Web Para el servicio de web se consideraron tres casos, cada
uno de ellos combinado con presencia y ausencia de tráfico de fondo: (a) Intensidad media-No concurrente con el traspaso (b) Intensidad media-Concurrente con el traspaso (c) Alta intensidad-Concurrente con el traspaso. Las Figs. 6 y 7 muestran las pérdidas de paquetes y el REE respectivamente para el caso de intensidad media-concurrente con el traslado. La segunda página transmitida coincide con el procedimiento de traspaso, y se observa que de los dos objetos enviados, el
primero se pierde; posteriormente los dos llegan a su destino cuando el tiempo de retransmisión de TCP expira. El tiempo de descarga de la segunda página es de 3.7 seg. Al resto de las páginas les toma menos de un segundo para arribar al equipo de la TM. Las Figs. 8 y 9 corresponden al peor caso de todo los considerados: El tamaño de página es de 60 KB, constituido por 6 objetos por página, de los que la TM descarga cuatro páginas. De nuevo la segunda página coincide con el procedimiento de traspaso. De los seis objetos enviados solo dos llegan a su destino en la primera transmisión; después de agotarse el tiempo del temporizador de retransmisión de TCP, los cuatro objetos restantes son re-expedidos. El tiempo de descarga registrado se incrementa a 4.13 seg., ligeramente superior al límite especificado para este servicio.
Fig. 6. Tráfico web enviado/recibido del UE a la TM (paq./seg.)
Fig. 7. REE de tráfico Web del UE a la TM (seg.)
D. Mecanismos de retardo TCP Se encontró que dos mecanismos de TCP diseñados para
redes fijas afectan en forma adversa el REE en la red móvil: El Tiempo Máximo de Envío de Mensajes de Reconocimiento (TMEMR), y el Tiempo para Retransmitir (TR). El TMEMR no depende de la ocurrencia del traspaso, ya que constituye un
102 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 5, NO. 2, MAY 2007
tiempo de espera para enviar la confirmación a un paquete enviado por el nodo origen. Su valor por defecto es de 200 mseg., que se puede disminuir hasta cerca de 24 mseg., de acuerdo a los experimentos efectuados. El TR se establece por omisión a 3 seg., las Figs. 6 y 8 muestran el enorme efecto que tiene sobre el REE. Este valor también se puede reducir para mejorar el tiempo de respuesta.
Fig. 8. Tráfico web enviado/recibido del UE a la TM (paq./seg.)
Fig. 9. REE de tráfico Web del UE a la TM (seg.)
VI. CONCLUSIONES La investigación relacionada con los protocolos de
micromovilidad procura encontrar al protocolo mas apropiado para trabajar en coordinación con Mobile IP en ámbitos IP. Cellular IP contiene un buen conjunto de funcionalidades que satisfacen este requerimiento.
Para obtener información clave del desempeño de Cellular IP, se desarrolló un modelo de simulación bajo el esquema “Desconexión-Reconexión”, con el cual se efectuó un análisis en un rango de escenarios operativos desde muy posibles hasta los peores casos. Se encontró que la velocidad de la TM no juega un papel adverso en el procedimiento de traspaso. También, que para el servicio de voz el procedimiento de traspaso es prácticamente imperceptible en términos de
paquetes perdidos y retardos. Para el servicio de web con intensidad media la operación cae dentro de los estándares, y para alta intensidad se desvía ligeramente de los mismos, por lo que se recomienda efectuar ajustes a los valores de Tiempo Máximo de Envío de Mensajes de Reconocimiento y Tiempo para Retransmitir. De manera global se confirma que Cellular IP se perfila como un buen candidato para ser implantado en redes móviles de 3ª generación.
VII. REFERENCIAS [1] A. T. Campbell, “Comparison of IP Micromobility Protocols,” IEEE
Wireless Communications, vol. 9, no. 1, Feb. 2002. [2] M. Ghassemian, A. H. Aghvami "Comparing different handoff schemes
in IP based Micro-Mobility Protocols," in Proc. IST2002, Thessaloniki, Greece, June 2002.
[3] P. Reinbold, O. Bonaventure, “IP Micromobility protocols“, IEEE Communications surveys, third quarter 2003, vol 5, No 1.
[4] A. T. Cambell, S. Kim, J. Gomez, C-Y. Wan, Z. Turanyi, A. Valko, “draft-ietf-mobileip-cellularip-00.txt”, IETF mobile IP Working Group Document, December 1999.
[5] A. T. Campbell, J. Gomez, S. Kim, Z. R. Turányi, A. G. Valkó, C. Y. Wan, “Internet micromobility”, Journal of High Speed Networks, Vol. 11, Issue 3-4, Feb. 2003.
[6] R. Hsieh and A. Seneviratne, “Performance analysis on Hierarchical Mobile IPv6 with Fast-handoff over TCP,” in Proc. of GLOBECOM, Taipei, Taiwan, 2002.
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[11] Araujo H., Costa J. and Correia M., “Analysis of a traffic model for GSM-GPRS”, Instituto de Telecomunicaciones, Instituto Superior Técnico, Technical University of Lisbon, 2000. [Online]. Available: www.co.it.pt/conftele2001/proc/ pap114.pdf
[12] Kalden R., Meirick I. and Meyer M., “Wireless Internet Access based on GPRS”, IEEE Personal Communications, Vol 7, April 2000, pp 8-18.
[13] Choi, H. and Limb, J. “A Behavioral Model of Web Traffic”, in Proc. International Conference of Networking Protocol, Toronto, Canada, Sep. 1999.
VIII. BIOGRAFIAS
Isidro Vicente Hernández concluyó sus estudios de maestría en Sistemas Digitales en el Centro de Investigación y Desarrollo de Tecnología Digital (CITEDI), Tijuana, BC, México, en el 2006. Actualmente es investigador en un proyecto de redes GSM financiado con fondos federales y estatales. Sus áreas de interés son las comunicaciones móviles, VoIP y simulación de redes.
Ernesto E. Quiroz M. obtuvo el diploma de Maestro en Ciencias en el CICESE (México) en 1983. Ha participado en proyectos de investigación, desarrollo tecnológico y planificación en telecomunicaciones. Actualmente es consultor-especialista del Conacyt y profesor-investigador en el CITEDI-IPN. Sus intereses de investigación incluyen el aprovisionamiento de QoS en redes IP, Redes móviles de 3ª y 4ª generación, y WAN.
VICENTE HERNÁNDEZ AND QUIROZ MORONES : PERFORMANCE ANALYSIS OF THE 103