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Aloha móvil ranurado

Mobile Slotted Aloha ( MS-Aloha ) es un protocolo de red inalámbrica propuesto para aplicaciones como redes vehiculares. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Estructura de marco de MS-...

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Mobile Slotted Aloha ( MS-Aloha ) es un protocolo de red inalámbrica propuesto para aplicaciones como redes vehiculares. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

Estructura de marco de MS-Aloha: de arriba a abajo: (a) Ranuras 0…N-1 con información de Capa-1 y Capa-2, campo FI, Tiempo de guarda Tg; (b) Subcampos en cada FI; (c) información contenida en cada subcampo.

Detalles

Considerando la taxonomía típica de los protocolos MAC, MS-Aloha representa una solución híbrida. Se basa en el paradigma orientado a la conexión (por lo que podría clasificarse dentro de la categoría de protocolos basados ​​en canal/TDMA); sin embargo, también es muy sensible a los cambios de topología y no incluye reservas independientes del intercambio de datos. Se clasifica entre los métodos MAC basados ​​en paquetes y sin colisiones.

En general, un protocolo ranurado puede ser sin conexión o con conexión. Sin embargo, solo este último caso representa una verdadera alternativa a IEEE 802.11p , al introducir el determinismo del que carece el acceso múltiple con detección de portadora y prevención de colisiones (CSMA/CA). [ 6 ] [ 7 ] En redes vehiculares, las fases de establecimiento de conexión de una llamada telefónica (solicitud de reserva, confirmación, intercambio de datos, desconexión) no se pueden aplicar (no se aplica a las comunicaciones de difusión, se ve obstaculizado por estaciones ocultas, no es manejable con grandes pérdidas, movilidad y condiciones de canal variables). Por estas razones, MS-Aloha está orientado a la conexión y actualiza continuamente cada reserva simplemente transmitiendo cada período. MS-Aloha adopta un enfoque diferente y se basa en las siguientes hipótesis y reglas que, básicamente, definen todos sus mecanismos principales.

  1. MS-Aloha necesita una estructura de marco periódica, que incluya intervalos de tiempo de duración fija que representen los distintos recursos que se asignarán. Por eso se dice que MS-Aloha está "ranurado".
  2. Se puede utilizar cualquier capa física (PLCP, PMD), en particular, la misma que IEEE 802.11p. MS-Aloha e IEEE 802.11p se pueden utilizar en diferentes frecuencias con el mismo front-end de radio.
  3. La trama implica una sincronización absoluta , que se basa en el Tiempo Universal Coordinado (UTC), por lo que cualquier nodo conoce perfectamente su posición actual en la trama, independientemente de las tramas recibidas. Esto evita la desalineación y los bucles de reloj . Para contrarrestar los retrasos de propagación, se añade un tiempo de guarda (Tg). Por lo tanto, desde la perspectiva del receptor, cada trama MS-Aloha se sitúa dentro de los límites de la ranura de tiempo ideal, y se requiere PLCP para recuperar correctamente el inicio de cada trama MS-Aloha.
  4. Un nodo que intenta reservar una ranura puede simplemente elegir una libre. Lo mismo ocurre si ya está transmitiendo y desea continuar la transmisión en el siguiente fotograma. Una transmisión implica una reserva para el siguiente fotograma. Por lo tanto, las reservas se confirman en cada transmisión . Esto permite gestionar la movilidad mediante una reserva continua, fotograma a fotograma .
  5. Todos los nodos añaden una descripción sobre el estado de todas las ranuras, basándose en la información recibida directa o indirectamente. Esta descripción se encuentra en la información de trama (FI) del tráiler, la cual debe incluir tantos subcampos como ranuras tenga la trama, para anunciar el estado de cada una. Esto permite detectar terminales ocultos . Para lograr una mayor conformidad con IEEE 802.11p, independientemente de la aplicación precisa del paradigma ISO/OSI, la FI puede ubicarse en capas superiores sin afectar significativamente la funcionalidad general.
  6. Cada nodo toma decisiones sobre el estado de la ranura basándose en (i) las transmisiones detectadas directamente en cada ranura y (ii) la información recibida por cada FI. El estado de una ranura puede ser libre, ocupada o en colisión. Un nodo anuncia su visión del canal en su FI. Por consiguiente, si las ranuras en una trama son N, el estado de una ranura puede inferirse mediante la correlación de hasta N FI. Esta redundancia puede ayudar a la detección de terminales ocultos, así como a contrarrestar los efectos del desvanecimiento en la señalización . La misma información puede ser utilizada por cada nodo como acuse de recibo de su transmisión y/o reserva.
  7. Si se notifica una colisión en una ranura (en el subcampo Estado FI ), los nodos que colisionan deben elegir una nueva ranura libre.
  8. Cada nodo debe actualizar su memoria vaciando la información en la ranura J cuando el marco haya alcanzado la posición J-1 . Esto es para evitar mezclar anuncios antiguos y nuevos y para que el protocolo sea adecuado para la movilidad .
  9. En MS-Aloha, la capa 1 no está especificada, pero se supone que es la misma que en IEEE 802.11p. Cabe destacar que 802.11p proporciona la subcapa PLCP, que permite la detección y alineación de tramas, necesarias para recuperarse de retrasos de propagación tan altos como el tiempo de guarda Tg.
  10. La información anidada de la capa 2 corresponde a la trama clásica 802.11p con una única modificación principal: en MS-Aloha se utiliza un identificador corto del nodo (STI - 8 bits) dentro del FI en lugar de la dirección MAC, que suele tener 48 bits de longitud.

Referencias

  1. ↑ Cozzetti, Hector Agustin; Scopigno, Riccardo (30 de octubre de 2009). "RR-Aloha+: Un protocolo MAC distribuido y ranurado para comunicaciones vehiculares". 2009 IEEE Vehicular Networking Conference (VNC) . pp. 1–8 . doi : 10.1109/VNC.2009.5416375 . ISBN  978-1-4244-5685-7.
  2. ↑ Scopigno, Riccardo; Cozzetti, Hector Agustin (23 de septiembre de 2009). "Mobile Slotted Aloha for Vanets". 2009 IEEE 70th Vehicular Technology Conference Fall . pp. 1–5 . doi : 10.1109/VETECF.2009.5378792 . ISBN  978-1-4244-2514-3.
  3. ↑ Cozzetti, Hector A.; Scopigno, Riccardo M.; Casone, Luca; Barba, Giuseppe (11 de diciembre de 2009). "Análisis comparativo de IEEE 802.11p y MS-Aloha en escenarios VANET". 2009 IEEE Asia-Pacific Services Computing Conference (APSCC) . pp. 64–69 . doi : 10.1109/APSCC.2009.5394140 . ISBN  978-1-4244-5338-2.
  4. ↑ Scopigno, Riccardo; Cozzetti, Hector Agustin (23 de diciembre de 2009). «Sincronización GNSS en Vanets». 3.ª Conferencia Internacional de 2009 sobre Nuevas Tecnologías, Movilidad y Seguridad . pp. 1–5 . doi : 10.1109/NTMS.2009.5384821 . ISBN  978-1-4244-4765-7.
  5. ↑ Scopigno, Riccardo; Cozzetti, Hector Agustin (25 de septiembre de 2010). «Atenuación de señales en la simulación de comunicaciones vehiculares urbanas». 6.ª Conferencia Internacional de Comunicaciones Inalámbricas y Móviles de 2010. pp. 131–138 . doi : 10.1109/ICWMC.2010.84 . ISBN  978-1-4244-8021-0.
  6. ↑ Scopigno, Riccardo; Cozzetti, Hector Agustin (9 de septiembre de 2010). "Evaluación de la eficiencia espacio-temporal en CSMA/CA y paletas ranuradas". 2010 IEEE 72nd Vehicular Technology Conference - Fall . pp. 1–5 . doi : 10.1109/VETECF.2010.5594410 . ISBN  978-1-4244-3573-9.
  7. ↑ Pilosu, Luca; Cozzetti, Hector Agustin; Scopigno, Riccardo (2012). "Seguridad por capas y dependiente del servicio en CSMA/CA y Vanets ranurados". En Zhang, Xi; Qiao, Daji (eds.). Calidad, fiabilidad, seguridad y robustez en redes heterogéneas . Notas de clase del Instituto de Ciencias de la Computación, Informática Social e Ingeniería de Telecomunicaciones. Vol. 74. Berlín, Heidelberg: Springer. pp. 612–622 . doi : 10.1007/978-3-642-29222-4_43 . ISBN   978-3-642-29222-4.
  • Sitio web de MS-Aloha