Modelando Analiticamente o
MAC do Bluetooth
Carlos Cordeiro
{cmc@cin.ufpe.br}
Roteiro
Introdução
O protocolo L2CAP
Modelo Analítico do MAC do Bluetooth
Processo de captura
Lei de perda de potência
Modelo de interferência
Resultados
Trabalhos em Andamento
Introdução
Bluetooth
Rede ad-hoc sem fio
Eliminar a necessidade de cabos e fios
Pilha de protocolos físico e de enlace
Avaliar o desempenho do MAC do
Bluetooth
Analiticamente e por simulação
Em termos de Vazão
Introdução
O Protocolo L2CAP
Camada de enlace de dados
MAC
L2CAP (Logical Link Control and
Adptation Protocol)
Serviços de dados orientado e nãoorientado a conexão
Segmentation e reassemble
Informação de QoS
Arquitetura do Bluetooth
Modelando o MAC do
Bluetooth
MAC baseado em polling
Controlado pelo Master
Num dado instante dentro de uma
piconet apenas uma estação tem o
direito de transmitir
Não possui contenção (CSMA/CD)
Modelando o MAC do
Bluetooth
Processo de captura:
É a habilidade que um receptor tem de
detectar um sinal mesmo na presença de
outros sinais, chamados de interferência
Em sistemas reais se tem captura caso:
Potência
recebida
PR
b
 SIR
Razão de
captura
Signal-to-interference
ratio
Considerações do Modelo
Área = ¶
Raio = 1
Cluster
Poisson
 estações/m2
Modelo de Propagação
A potência PR, recebida por um receptor
localizado a uma distância r, depende
de:
Atenuação do sinal
Distância
Sombreamento (shadowing)
Irregularidades do local
Perda  (Lei da perda de potência)
Potência Recebida PR
Variável randômica
Gaussiana com média zero
e variância 2
2 

PR   e Kr PT ,
Variável randômica
distribuída
uniformemente com
média unitária
Se refere à
lei de perda
de potência
Potência
transmitida
Probabilidade de Recepção
Correta de um Pacote
  2 e0 Kr  P

0
0
T


PS  P

b
,

2 i
   i e Kri n PT

 i 1

onde  = No. de pacotes (piconets)
(2)
Intensidade de Tráfego
Chame de G a intensidade de pacotes
por slot por cluster
A densidade de pacotes a serem
transmitidos em (r, ) é g(r,)rdrd
pacotes/slot
Logo, G é dado por:
2
1
G   d  rdrg(r , ).
0
0
(3)
Vazão
Similarmente, a vazão é dada por:
2
1
S   d  rdrs(r , ),
0
(4)
0
Onde s(r, ) é a função de densidade de
vazão
Distribuição de Interferência
PS depende de g(r, )
Como g(r, ) não é uniforme, supomos
que:
Os dispositivos gerando transmissões
interferentes estão distribuídos
uniformemente fora da piconet de acordo
com o modelo espacial de Poisson;
Distribuição de Interferência
As transmissões da i-ésima piconet
interferente ocorrem na mesma taxa (G)
independente da localização do transmissor
na piconet i;
2

As variáveis i e  i são extraídas
independentemente em cada transmissão
Distribuição de Interferência
As suposições acima simplificam a
análise uma vez que elas ignoram as
correlações temporais e espaciais que
existem em sistemas reais
Como conseqüência, a distribuição da
potência da interferência e o processo
de captura dependem somente de G
Calculando PS
  2 e  0 Kr  P

0
0
T
PS1 ( ,  , r )  P  
 b |  , , r
   i2 e  i Kri  PT

 i 1





2
2  i  0  ri 
  |  ,  , r 
 P  0  b  i e


i 1
 r0 








r



  da1 ... da exp  b e i 0  i  a i  f (a i )
0
0

 i 1
r0 
i 1




1
..........

,

i 1
 i  0  ri 
 
1  be
 r0 
Calculando PS
... chegamos a:

PS (G, r0 )   d
e
2
 2
2
2 

e
GJ ( , r0 )
,
(5)
onde:


J ( , r0 )   dx

e
x2
2 2

2 

1
2rdr
1   x
1 b e
r

 r0




. (6)
Calculando a Vazão
A vazão é então avaliada assumindo
que há equilíbrio entre o novo tráfego
gerado e o tráfego que é transmitido
corretamente []:
s(r )  PS (G, r ) g (r ). (7)
Substituindo em (3) g(r) como obtido
de (7), temos que:
Calculando a Vazão
1
G
0
2rdrs
,
PS (G, r )
do qual s pode ser derivado fornecendo
a vazão em função de G:
1
 1 2rdr 
 .
S (G )  s  G  
0
 PS (G , r ) 
Trabalhos em Andamento
Análise dos resultados analíticos
Calculo das integrais através da Regra de
Quadratura Gaussiana
Implementação em C
Implementando os protocolos da
camada física e de enlace no ns-2
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