Temporização por meio de um kernel de tempo-real para um protocolo sem-fio PTP

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O tema deste projeto está no escopo do projeto Pesquisa e Desenvolvimento de um Protocolo Ponto-a-Ponto (PTP) e Ponto-Multi-Ponto (PTMP) para roteadores sem fio outdoor, a ser realizado ao longo de 2018 em um acordo de cooperação entre IFSC e Intelbras.

Resumo

O padrão IEEE 802.11 foi concebido como tecnologia de rede local sem-fio, incluindo um protocolo MAC do tipo com disputa (CSMA) que visa oferecer um acesso ao meio estatisticamente justo entre nodos na rede sem-fio. Essa tecnologia tem sido usada em aplicações diferentes do previsto, tais como enlaces ponto-a-ponto e ponto-multiponto de longa distância. No entanto, as características do protocolo MAC reduzem a eficiência dos enlaces nessas aplicações, resultando em taxas de transmissão significativamente inferiores e limitações no particionamento do canal entre as estações envolvidas.

Diversas aplicações de redes sem-fio IEEE 802.11 apresentam quantidades de nodos fixas e conhecidas, e necessidades de vazão (throughput) predefinidas. Como exemplos citam-se redes em que provedores interligam diversos clientes com enlaces sem-fio outdoor com distâncias de alguns quilômetros e redes de monitoramento com câmeras que possuem interfaces sem-fio. No entanto, para esse tipo de cenário as proteções e o tratamento de colisões implementados no protocolo MAC CSMA/CA reduzem significativamente a utilização do canal sem-fio e, consequentemente, a taxa efetiva de transmissão experimentada pelos nodos. Um protocolo MAC sob medida para enlaces PTP (Ponto a Ponto) ou PTMP (Ponto multiponto) pode proporcionar um melhor aproveitamento do meio de transmissão, maior previsibilidade e regularidade das transmissões, e maior controle sobre o uso do canal. No entanto, isso envolve explorar mecanismos de transmissão e o ajuste de parâmetros de comunicação disponíveis no padrão IEEE 802.11.

Este projeto tem por objetivo implementar um protocolo MAC para enlaces PTP baseados em rede IEEE 802.11. Esse protocolo MAC deve proporcionar enlaces de alta vazão em cenários compostos por múltiplos roteadores sem-fio, com eficiência superior ao que pode ser obtida usando o protocolo MAC CSMA/CA definido no padrão IEEE 802.11. Um kernel Linux de tempo-real deve ser usado para se obter uma temporização regular e com alta resolução, necessária para a abordagem adotada no projeto do protocolo.

Bibliografia