15
HOME INTRODUCCIÓN ENVÍO DE TRABAJOS INFORMACIONES A AUTORES INFORMACIONES A REVISORES CONSEJO EDITORIAL 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 1 IEEE Revista Latinoamericana 03/07/2007 http://www.ewh.ieee.org/reg/9/etrans/esp/publicaciones.htm

HOME [] · HOME INTRODUCCIÓN ENVÍO LISTADO DE REVISORES DE TRABAJOS INFORMACIONES A AUTORES INFORMACIONES Adalberto Batista - BRA A REVISORES CONSEJO EDITORIAL PUBLICACIONES EFECTIVAS

  • Upload
    vanhanh

  • View
    224

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

HOME

INTRODUCCIÓN

ENVÍO DE TRABAJOS

INFORMACIONES A AUTORES

INFORMACIONES A REVISORES

CONSEJO EDITORIAL

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

Documents that cite this document This function is not implemented yet.

[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...

HOME

INTRODUCCIÓN

ENVÍO DE TRABAJOS

INFORMACIONES A AUTORES

INFORMACIONES A REVISORES

CONSEJO EDITORIAL

PUBLICACIONES EFECTIVAS

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

25/06/2007http://www.ewh.ieee.org/reg/9/etrans/esp/revisores.htm

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.

[7] T. Janevski, Traffic analysis and design of Wireless IP networks. Boston, London: Artech House, 2003, pp. 44, 138, 180-186.

[8] C. Blondia, O. Casals, P. De-Cleyn and G. Willems, “Performance Analysis of IP Micro-Mobility Handoff Protocols”, in Proc. 7th IFIP/IEEE Workshop on Protocols for High-Speed Networks, Berlin, April 2002, Lecture Notes in Computer Science 2334, pp. 211-226

[9] Modeler Wireless Suite. OPNET Technologies, Inc., Bethesda, MD. [Online]. Available: http://www.opnet.com/products/modeler/home-1.html#Arch

[10] D. Wisely, P. Eardley and L. Burness, “IP for 3G: Networking Technologies for Mobile Comm.”, Ed. John Wiley & Sons, 2002.

[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