Mono atm

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Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Departamento de Comunicações

Controle de Erro em Redes ATM sem Fio
José Marcos Câmara Brito Orientador Prof. Dr. Ivanil S. Bonatti
DT-FEEC-Unicamp

Tese submetida ao Departamento de Comunicações da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade Estadual de Campinas – Unicamp, como requisitoparcial para a obtenção do título de Doutor em Engenharia Elétrica.

Banca examinadora Prof. Dr. Anilton Salles Garcia – UFES, ES. Prof. Dr. Geraldo Gil Ramundo Gomes – INATEL, MG. Prof. Dr. Ivanil Sebastião Bonatti – Orientador – DT – FEEC - UNICAMP, SP. Prof. Dr. Michel Daoud Yacoub – DECOM – FEEC - UNICAMP, SP. Prof. Dr. Paulo Cardieri – DECOM – FEEC - UNICAMP, SP. Prof. Dr. ShusaburoMotoyama – DT – FEEC – UNICAMP, SP.

Campinas, SP, junho de 2003

ii

FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA DA ÁREA DE ENGENHARIA - BAE - UNICAMP

B777

Brito, José Marcos Câmara Controle de erro em redes ATM sem fio / José Marcos Câmara Brito. --Campinas, SP: [s.n.], 2003. Orientador: Ivanil S. Bonatti. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de EngenhariaElétrica e de Computação. 1. Telecomunicações. 2. Sistemas de comunicação sem fio. 3. Códigos de controle de erros (Teoria da informação). 4. Modulação digital. I. Bonatti, Ivanil S. II.Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação. III. Título.

iii

Resumo
As redes ATM (Asynchronous Transfer Mode) foram concebidas considerando-se a utilização de meios detransmissão ópticos, que apresentam taxa de erro de bit pequena. Um dos principais problemas de se utilizar o ATM em redes com enlace sem fio está relacionado à taxa de erro neste tipo de enlace, que é variável e pode assumir valores elevados. Para reduzir os efeitos da taxa de erro, podem-se utilizar mecanismos adicionais de controle de erro, como a correção por retransmissão (ARQ – AutomaticRepeat Request) ou a correção automática no receptor do enlace sem fio (FEC – Forward Error Correction), ou reduzir o número de símbolos na constelação do esquema de modulação. O uso destes mecanismos resulta na diminuição da taxa de erro de bit – taxa residual no caso dos mecanismos de controle de erro – no aumento do atraso para transmissão dos pacotes de informação e na diminuição da vazão. Nestatese comparam-se, analiticamente, estes mecanismos no ambiente das redes ATM sem fio, considerando-se sistemas adaptativos, nos quais uma estimativa da qualidade do canal está disponível, e não-adaptativos. Os critérios de comparação utilizados são: o tempo médio para se transmitir uma PDU (Protocol Data Unit), a vazão e a razão de células erradas (CER – Cell Error Ratio). Ainda, para melhorar odesempenho da rede, propõem-se técnicas híbridas adaptativas ARQ-FEC, para sistemas nos quais a estimativa da qualidade do canal não está disponível, e técnicas híbridas envolvendo modulação adaptativa e FEC adaptativo, quando a estimativa da qualidade do canal está disponível.

Abstract
ATM networks are designed considering an optical link in the physical layer. The main problem to implement awireless ATM network is the high and variable bit error rate (BER) in the radio link. To reduce the BER effects, one can use an additional error control mechanism, such as correction by retransmission (Automatic Repeat Request - ARQ) or automatic correction at the receiver (Forward Error Correction - FEC), or reduce the number of symbols in the transmitted constellation of the modulation scheme.Using these mechanisms result in smaller bit error rate – residual bit error rate, in error control mechanisms – in a bigger delay to transmit an information packet and in smaller throughput. In this thesis we have analytically compared these mechanisms in the wireless ATM network environment, considering adaptive systems, in which an estimate of the channel quality is available, and non-adaptive...
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