Analysis of asymmetry of traffic in full-duplex wireless local area network

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Soares, Felipe
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/22420
Resumo: Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
id RCAP_0d47cbb21173c015847e70028463477d
oai_identifier_str oai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/22420
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Analysis of asymmetry of traffic in full-duplex wireless local area networkWireless networksFull-duplex:Traffic symmetryDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaMestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáThe standard commodity wireless hardware is half-duplex because there are challenges in full-duplex wireless that need attention and improvement. The self-interference in radios is one of the big challenges, but, even though there is no standard yet, there are several proposals that cancel enough self-interference that it is possible for communication to be successfully made. The standard half-duplex rules of the media access control (MAC) protocol contained on wireless cards do not accept simultaneous transmissions, because simultaneous transmissions are likely to collide with each other. Therefore, full-duplex wireless networks need a new MAC protocol to be able to handle the different full-duplex transmissions, namely, symmetric and asymmetric. Symmetric full-duplex transmissions ocurr between just two stations, which can be managed trivially by a suitable MAC protocol. On the other hand, asymmetric transmissions occur in communications involving three stations, and those transmissions are likely to produce collisions if one station receives simultaneously signals from the two others. From the different difficulties of each transmission type, emerges the doubt about how many opportunities are there for a full-duplex wireless network to make each type of transmission. With the focus on this question, this research proposes a method to collect traffic data from a real half-duplex wireless local area network (WLAN) to measure the amount of full-duplex symmetric and asymmetric transmission opportunities. The proposed method relies on: the brcmfmac driver, to collect the traffic data in kernel space; the Ftrace tracing utility framework, to send the data from kernel to user space; a Raspberry Pi 3 B+, in which is installed the modified driver and tracing utility; and an estimate of the travel time of frames between the kernel and firmware. The results of this research include a method to collect traffic data with the goal of measuring the amount of full-duplex transmissions opportunities and their types in a real half-duplex WLAN. It is also presented the analysis of a small amount of data collected during four days as an example of the proposed method, which shows that 4.096% of the frames presented the proper conditions to symmetric transmissions, while only 0.025% in the case of asymmetric transmissions.Os dispositivos sem fio padrão são half-duplex, pois o full-duplex sem fio apresenta desafios que precisam receber atenção e melhorias. A auto-interferência presente é um dos desafios, mas, ainda que não haja padrão, existem algumas propostas que cancelam a auto-interferência a ponto de comunicações serem realizadas com sucesso. As regras padrão do protocolo de controle de acesso ao meio (MAC) half-duplex contido nas placas sem fio não permitem transmissões simultâneas, já que são propensas a causar colisões. Portanto, redes full-duplex sem fio precisam de um novo protocolo MAC para que os diferentes tipos de transmissão full-duplex (simétrico e assimétrico) sejam utilizados. As transmissões simétricas ocorrem em comunicações entre apenas duas estações, o que pode ser gerido de forma trivial por um protocolo MAC apropriado. Por outro lado, as transmissões assimétricas envolvem comunicações entre três estações, e estas transmissões são propensas a gerar colisões no caso de uma das estações receber sinal das outras duas, simultaneamente. Devido às diferentes dificuldades de cada tipo de transmissão, surge a dúvida sobre quantas oportunidades existem para comunicação full-duplex de cada tipo de transmissão. Com foco nessa questão, esta pesquisa propõe um método para coleta de dados de tráfego de uma rede de área local sem fio (WLAN) half-duplex com o objetivo de calcular a quantidade de oportunidades de transmissões full-duplex simétricas e assimétricas. O método proposto conta com: o driver brcmfmac, para coleta de dados de tráfego em ambiente de kernel; o Ftrace, ferramenta utilitária de rastreamento, usado para enviar os dados do kernel para o ambiente do usuário; um Raspberry Pi 3 B+, no qual é instalado o driver modificado e o utilitário de rastreamento; e, um cálculo para estimar o tempo de viagem de pacotes entre o kernel e o firmware. Os resultados desta pesquisa incluem um método de coleta de dados de tráfego com o objetivo de quantificar as oportunidades de transmissões full-duplex e seus tipos em uma WLAN real. Também é apresentado uma coleta feita por quatro dias como um exemplo do mesmo. A análise mostra que 4.096% dos pacotes apresentam condições adequadas para transmissões simétricas, e apenas 0.025% para transmissões assimétricas.Jorge, LuísaMelo, Manuel Paulo de AlbuquerqueQueiroz, Saulo Jorge Beltrão deBiblioteca Digital do IPBSoares, Felipe2020-06-29T13:24:32Z202020182020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/22420TID:202489760enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T10:50:14Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/22420Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:13:38.122337Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Analysis of asymmetry of traffic in full-duplex wireless local area network
title Analysis of asymmetry of traffic in full-duplex wireless local area network
spellingShingle Analysis of asymmetry of traffic in full-duplex wireless local area network
Soares, Felipe
Wireless networks
Full-duplex:Traffic symmetry
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática
title_short Analysis of asymmetry of traffic in full-duplex wireless local area network
title_full Analysis of asymmetry of traffic in full-duplex wireless local area network
title_fullStr Analysis of asymmetry of traffic in full-duplex wireless local area network
title_full_unstemmed Analysis of asymmetry of traffic in full-duplex wireless local area network
title_sort Analysis of asymmetry of traffic in full-duplex wireless local area network
author Soares, Felipe
author_facet Soares, Felipe
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Jorge, Luísa
Melo, Manuel Paulo de Albuquerque
Queiroz, Saulo Jorge Beltrão de
Biblioteca Digital do IPB
dc.contributor.author.fl_str_mv Soares, Felipe
dc.subject.por.fl_str_mv Wireless networks
Full-duplex:Traffic symmetry
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática
topic Wireless networks
Full-duplex:Traffic symmetry
Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática
description Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018
2020-06-29T13:24:32Z
2020
2020-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10198/22420
TID:202489760
url http://hdl.handle.net/10198/22420
identifier_str_mv TID:202489760
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799135412623507456

Registros relacionados