Uma Solução para Gerenciamento
de Dispositivos de Rádio Cognitivo
Baseada na MIB IEEE 802.22
Lucas Bondan, Maicon Kist, Rafael Kunst, Cristiano B. Both,
Juergen Rochol, Lisandro Z. Granville
Agenda
• Introdução
• Sistema de Gerenciamento
• Avaliação e Resultados
• Considerações Finais
2
Agenda
• Introdução
• Sistema de Gerenciamento
• Avaliação e Resultados
• Considerações Finais
3
Introdução
Contexto
o Dispositivos de Rádio Cognitivo modificam suas
configurações dinamicamente
o Estas configurações envolvem parâmetros, os quais
sofrem modificações em seus valores
o É necessário gerenciar as modificações nos
parâmetros, a fim de garantir um bom funcionamento
da rede
4
Introdução
Motivação
o Não existe um sistema de gerenciamento
desenvolvido exclusivamente para lidar com a alta
variabilidade dos parâmetros de dispositivos de rádio
cognitivo
 Propostas existentes citam a importância de
gerenciar tais informações
 Porém, pouco é proposto para a gerência destas
informações
5
Introdução
Objetivo Global
o Propor um sistema de
gerenciamento para Local
CPE
Quadro
dispositivos de rádio cognitivo considerando um
CPE
escopo Local.
CPE
CPE
CPE
CPE
 Baseado
nas
informações
definidas
na
MIB
IEEE
CPE Sensoriamento
Transmissão
BS
Sensoriamento
Sensoriamento
Transmissão
Transmissão
802.22
BS
 Gerenciamento e monitoração
do processo
de
ISP
CPE
BS
sensoriamento espectral
Nível de Confiança
Vazão
Sistema de
Controle
6
Sistema de
Gerenciamento
Agenda
• Introdução
• Sistema de Gerenciamento
• Avaliação e Resultados
• Considerações Finais
7
Sistema de Gerenciamento
Arquitetura
Dispositivos de Rádio Cognitivo
BS
Interface
Administrador
Coleta
CPEs
8
Configuração
Sistema de Gerenciamento
Protótipo
o Comunicação baseada em Simple Network
Management Protocol (SNMP)
o Implementados objetos da MIB IEEE 802.22
o Duas regras para manipulação da janela de
sensoriamento:
 Regra da Vazão
 Regra do Nível de Confiança
9
Sistema de Gerenciamento
Regras
o Tupla 𝑣 = [𝐶 ′ , 𝜍] ∈ 𝑉, onde
 𝐶´ = 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑜𝑏𝑡𝑖𝑑𝑎
 𝜍 = 𝑁í𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑛𝑓𝑖𝑎𝑛ç𝑎 𝑜𝑏𝑡𝑖𝑑𝑜
o Regra da Vazão
 𝑅𝐶´ = 𝑉𝑘 → ∀𝑖 ≠ 𝑘, 𝑉𝐶´,𝑘 > 𝑉𝐶´,𝑖 ^ 𝑉𝜍,𝑘 > 𝜍𝑚𝑖𝑛
o Regra do Nível de Confiança
 𝑅𝜍 = 𝑉𝑘 → ∀𝑖 ≠ 𝑘, 𝑉𝜍,𝑘 > 𝑉𝜍,𝑖
10
Agenda
• Introdução
• Sistema de Gerenciamento
• Avaliação e Resultados
• Considerações Finais
11
Avaliação
Ambiente simulado
12
Parâmetro
Valor
Janela de sensoriamento
[5.10−5 : 5.10−3 ]s
Nível de confiança mínimo
67%
Ruído
AWGN
Relação Sinal/Ruído
20dB
Duração do quadro
10−2 s
Ajuste da janela de sensoriamento
[10−6 : 10−5 ]s
Período de polling
[10−1 : 1 ]s
Intervalo de Confiança
95%
Avaliação
1ª Análise:
o Comportamento dos valores de vazão e nível de
confiança
 Variando o valor da janela de sensoriamento,
obteve-se os valores resultantes de nível de
confiança e vazão
 A normalização destes valores (Φ) mostra a
tendência da variação dos mesmos
13
Avaliação
1ª Análise:
Ponto de
inflexão
14
Avaliação
2ª Análise:
o Regras de configuração em função do ajuste da
janela de sensoriamento
1. Vazão obtida utilizando ambas as regras
2. Nível de confiança obtido utilizando ambas as
regras
15
Avaliação
2ª Análise – Vazão:
~16 Mbit/s
16
Avaliação
2ª Análise – Nível de Confiança:
17
Avaliação
3ª Análise:
o Sobrecarga do tráfego SNMP em função do ajuste da
janela de sensoriamento
 Baseada na capacidade total de transmissão do
canal
 Porcentagem de tráfego acrescida pelas
mensagens SNMP
18
Avaliação
3ª Análise
19
Avaliação
4ª Análise:
o Tempo de convergência entre as regras de
configuração, considerando o período de polling
 Tempo de convergência = tempo necessário para
o sistema chegar à janela ideal
𝑅′ 𝐶 ′
𝑅𝐶´𝐶´
=
𝑅𝐶´𝜍
𝑅′ 𝜍
𝑅𝜍𝜍
=
𝑅𝜍´𝐶´
𝑅´𝐶´
𝑅´𝜍
20
Avaliação
4ª Análise:
21
Agenda
• Introdução
• Sistema de Gerenciamento
• Avaliação e Resultados
• Considerações Finais
22
Considerações Finais
Conclusões
o O sistema proposto é capaz de maximizar o
funcionamento de determinada funcionalidade dos
dispositivos
 Baseado nas regras de configuração
o Regras descritas comprovaram a maximização na
Vazão e no Nível de Confiança
o É possível obter a melhor relação entre Vazão e
Nível de Confiança
23
Considerações Finais
Trabalhos Futuros
o Analisar mais objetos da MIB IEEE 802.22
o Criação de novas regras
o Extensão para escopo Global
 Iteração entre gerentes
o Aplicação de políticas
 Aumentar o nível de abstração das regras
24
Obrigado!
Dúvidas?
25