Evolución De La Capa Mac En Las Redes Ultrawideband

EVOLUCIÓN DE LA CAPA MAC EN LA REDES ULTRAWIDEBAND

JORGE ALBERTO CUELLO VILLAMIL

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA SAN MARTÍN

FACULTAD DE EDUCACION ABIERTA Y A DISTANCIA

PROGRAMA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

SINCELEJO – SUCRE

2011

EVOLUCIÓN DE LA CAPA MAC EN LA REDES ULTRAWIDEBAND

JORGE ALBERTO CUELLO VILLAMIL

Trabajo de grado presentado como requisito

para optar el título de Ingeniero de Sistemas.

Director:

Ing. Ángel Darío Pinto Mangones

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA SAN MARTÍN

FACULTAD DE EDUCACION ABIERTA Y A DISTANCIA

PROGRAMA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

SINCELEJO – SUCRE

2011

NOTA DE ACEPTACIÓN

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Presidente del Jurado

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Jurado

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Jurado

Sincelejo, Mayo 31 de 2011

Dedicatoria

Al Padre Eterno, que siempre me ayudado en todo, en especial en estos años de estudio en la Universidad, sin lugar a dudas sin él no hubiese podido llegar hasta aquí, por eso y más, él se merece toda la gloria, el honor y la exaltación ahora y para siempre.

A mi familia que siempre me ha dado su apoyo a lo largo de todos estos años de estudio y no ha dejado de creer en mí a pesar de las adversidades.

A todos mis compañeros de estudio y mis profesores que me han acompañado a lo largo de esta travesía de aprendizaje.

A todos, en especial a Dios, Gracias de todo corazón.

Jorge.

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO I

Capa MAC

Tramas

Función de Coordinación Distribuida

Función de Coordinación Puntual

CAPÍTULO II

Ultra Wideband

2.1. Motivación y Aplicaciones

2.1.1. Redes Inalámbricas de Área Personal

2.1.2. Aplicaciones Radar

2.1.3. Expectativas de Crecimiento

2.2. Historia

2.3. Regulación y Estandarización

2.4. Técnicas de Modulación UWB

2.4.1. UWB de Secuencia directa (DS-UWB)

2.4.2. OFDM Multibanda (MB-OFDM)

2.4.3. UWB de radioimpulsos (UWB-IR)

2.4.4. Espectro ensanchado por chirp (CSS)

2.5. Tecnologías de Acceso Al Medio UWB

2.5.1. Estándar MAC IEEE 802.15.3

2.5.2. Estándar MAC IEEE 802.15.4 y Evolución hacia UWB

2.6. Ejemplos de Aplicación

2.6.1. Sistemas de Posicionamiento

2.6.2. Redes de Sensores

2.6.3. Sistemas de detección

2.6.4. Aplicaciones de medio alcance

2.6.5. Certified Wireless USB

CAPÍTULO III

Evolución de la Capa MAC

3.1. Trama de Eficiencia

3.2. Problemas de Sincronización

CONCLUSIONES

GLOSARIO

BIBLIOGRAFÍA

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INTRODUCCIÓN

Ultra Wideband (UWB ) es una tecnología de las radiocomunicaciones especificada por la WiMedia que se basa en la Multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM), por lo cual está concebida para comunicaciones de corto alcance o WPAN (Red Inalámbrica de Área Personal). El presente trabajo busca analizar como necesitan evolucionar los sistemas actuales que utilizar los mecanismos de comunicación inalámbrica de forma que puedan aprovechar al máximo todas las ventajas que la tecnología UWB ofrece, para ello se hablará de la Capa MAC, de la UWB y de cómo la MAC debe cambiar para poder sacar el máximo provecho de esta tecnología que pronto reemplazará al Bluetooth y seguramente también al Wi-Fi, la veremos aplicada en los celulares, periféricos inalámbricos, USBW, entre otros.

CAPÍTULO I

LA CAPA MAC

La Capa MAC o Control de Acceso al Medio, es el conglomerado de protocolos a través del cual varios dispositivos en una red (por ejemplo: computadores, teléfonos móviles, etc.) se ponen de acuerdo para compartir un mismo medio de transmisión (frecuentemente, un cable eléctrico u óptico, o en comunicaciones inalámbricas como en este caso, un mismo rango de frecuencias asignado a su sistema). La Capa MAC se sitúa en la parte inferior de la Capa de Enlace de Datos .

En cuanto a las redes inalámbricas el estándar 802.11 define en su Capa Mac una serie de funciones con las que realiza las operaciones propias de las redes inalámbricas. La capa MAC se en encarga, en general de gestionar y mantener las comunicaciones entre estaciones 801.11, bien sean puntos de acceso a adaptadores de red. La Capa MAC tiene que coordinar el acceso a un canal de radio compartido y utilizar su Nivel Físico (PHY) 802.11b o 802.11g para detectar la portadora y transmisión y recepción de tramas.

Tramas

Una trama es una unidad de envío de datos, equivalente a un paquete de datos o paquete de red. Por lo general, una trama consta de una cabecera, unos datos y una cola. En la cabecera van unos de campos de control de protocolos. Mientras que en la cola es en dónde suele ir algún chequeo de errores. La parte de datos es la que se quiere transmitir a algún nivel superior, como el nivel de red. Para delimitar una trama se suelen emplear cuatro métodos:

Por conteo de caracteres: Al principio de la trama se colocan el número de bytes que indican el principio y el fin de la trama.

Por secuencia de bits: En las comunicaciones orientadas a bits, se puede emplear una secuencia de bits para indicar el principio y el fin de una trama. En transmisión siempre que aparezcan cinco unos seguidos se rellena con un cero; en recepción siempre que tras cinco unos aparezca un cero se elimina.

Por violación de nivel físico: Consiste en introducir una señal, o nivel de señal, que no se corresponda ni con un uno ni con un cero.

Un adaptador de red cliente tiene que obtener primero el acceso al medio antes de poder empezar a transmitir tramas. El medio no es otro que un canal de radio compartido. El estándar 802.11 define dos formas de acceso al medio: función de coordinación distribuida (DCF) y función de coordinación de punto (PCF).

Función de Coordinación Distribuida

La función de coordinación distribuida (DFC) determina dentro de un conjunto básico de servicios (BSS), cuando una estación puede transmitir o recibir unidades de datos de protocolo a nivel MAC a través del medio inalámbrico, su funcionamiento se basa en técnicas de acceso aleatorio por contienda al medio, debido a que técnicas de contienda introducen retardo aleatorios y no predecibles, el tráfico transmitido bajo está funcionalidad es asíncrono .

La función DFC usa CSMA/CA (Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Evasión de Colisiones) con protocolo de acceso al medio, así cada equipo anuncia su intención de transmitir información antes de hacerlo con lo que se evitan las colisiones entre los diversos paquetes de datos, puesto que las WLAN no cuentan con un modo útil para

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