PROTOCOLO DE TRANSPORTE MEJORADO PARA EQUIPOS MOVILES, ORIENTADO AL MANEJO EFICIENTE DE ENERGÍA EN APLICACIONES STREAMING MULTIMEDIA JUAN PABLO GARNICA ESTUDIANTE MAESTRIA UdeA GRUPO MICROELECTRONICA Y CONTROL

ORDEN DE LA PRESENTACIÓN PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA MARCO TEÓRICO OBJETIVOS METODOLOGÍA CRONOGRAMA BIBLIOGRAFÍA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El mundo de hoy exige que las personas estén conectadas todo el tiempo en todas partes

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Las aplicaciones que procesan diversos medios (Video, voz, datos) en tiempo real se hacen cada vez más necesarias (streaming multimedia)

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Los sistemas móviles brindan la flexibilidad, comodidad y movilidad necesaria Las redes inalámbricas son una buena opción para la implementación de un sistema móvil

Existen varios problemas relacionados con las redes inalámbricas: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Existen varios problemas relacionados con las redes inalámbricas: Vulnerabilidad Gran consumo ancho de banda Altos niveles de latencia Cobertura limitada Medio heterogéneo Fuente de energía limitada

Sobresale el problema del manejo de la energía disponible PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Sobresale el problema del manejo de la energía disponible Se puede abordar el tema del consumo de energía desde varios puntos: Menor consumo de potencia Mayor eficiencia de energía

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El diseño orientado a la eficiencia en el consumo de energía está relacionado con el algoritmo que usa el equipo El consumo de energía involucra todas las capas de la pila de protocolos. Se pueden proponer diversas formas de reducir consumo de acuerdo con las funciones que implementa cada una

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En las primeras capas de la pila de protocolos, no se tiene un manejo adecuado los recursos disponibles En las capas superiores se condicionan los mecanismos de aumento de eficiencia a las aplicaciones. En la capa de transporte se consigue un buen nivel de abstracción de la operación del sistema de comunicaciones, y es independiente de la aplicación particular

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El protocolo de transporte más popular es el TCP, que proporciona una comunicación confiable El protocolo se definió para redes cableadas, por lo que su operación decae cuando opera sobre una red inalámbrica

ORDEN DE LA EXPOSICIÓN PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA MARCO TEÓRICO OBJETIVOS METODOLOGÍA CRONOGRAMA BIBLIOGRAFÍA

MARCO TEORICO Se tratarán los siguientes conceptos: Redes inalámbricas Streaming Multimedia Protocolos de comunicación Fuentes de consumo Estado del arte

MARCO TEORICO REDES INALÁMBRICAS Conjunto de equipos que se comunican entre sí de manera inalámbrica; es decir, sin ningún cable de conexión Según su arquitectura: Infrastructure Ad-hoc

MARCO TEORICO STREAMING MULTIMEDIA Estas aplicaciones proveen muchos tipos de servicios: noticias, entretenimiento, educación, etc. Usando este tipo de tecnología, los usuarios pueden comenzar a escuchar el audio o ver el video antes de que se descargue la totalidad de la información

PROTOCOLOS DE COMUNICACION MARCO TEORICO La pila de protocolos se presenta a continuación:

FUENTES DE CONSUMO Pueden clasificarse en dos tipos: MARCO TEORICO Pueden clasificarse en dos tipos: Comunicación: Relacionado con la energía consumida por la interfaz inalámbrica Cómputo: Relacionado con el procesamiento y otras tareas requeridas durante la comunicación Debe tenerse en cuenta el compromiso que existe entre ambos.

MARCO TEORICO ESTADO DEL ARTE Técnicas y estrategias sobre TCP para reducir el consumo de energía Las características de limitación de potencia implementadas en TCP pueden hacerse más simples, transfiriendo ciertas funciones a otro lado [10] Se pueden implementar técnicas como re-transmisiones y esquemas de corrección de error hacia delante

MARCO TEORICO También puede implementarse un TCP que use el transmisor de manera predictiva El buffer de transmisión – recepción TCP puede ser ajustado dinámicamente según las exigencias particulares de la aplicación y del medio En este proyecto se busca la implementación de determinadas acciones de acuerdo con el estado actual de los buffer, enfocado a las exigencias y características particulares de las aplicaciones streaming multimedia

ORDEN DE LA EXPOSICIÓN PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA MARCO TEÓRICO OBJETIVOS METODOLOGÍA CRONOGRAMA BIBLIOGRAFÍA

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Proponer una modificación del protocolo TCP para equipos móviles de una red wlan, eficiente energéticamente en aplicaciones streaming multimedia

OBJETIVOS ESPECIFICOS Establecer una metodología para la medición del consumo de energía de los protocolos de comunicación para redes inalámbricas. Evaluar la eficiencia energética del protocolo TCP en equipos móviles Presentar una modificación del protocolo TCP, que permita aumentar la eficiencia energética para el caso de aplicaciones streaming multimedia sobre equipos móviles de una red wlan

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METODOLOGÍA Diagrama del Proceso Las comunicaciones inalámbricas se comportan de manera impredecible. Para ello, se analizan distintos escenarios típicos

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CRONOGRAMA Actividad Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4 Mes 5 Mes 6 Evaluación técnicas medición consumo   Establecer método medición consumo Evaluación del protocolo TCP Definición de la propuesta Evaluación de la propuesta Publicación de resultados Elaboración de informes Defensa del proyecto Actividad Mes 7 Mes 8 Mes 9 Mes 10 Mes 11 Mes 12 Evaluación técnicas medición consumo   Establecer método medición consumo Evaluación del protocolo TCP Definición de la propuesta Evaluación de la propuesta Publicación de resultados Elaboración de informes Defensa del proyecto

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BIBLIOGRAFÍA [1] M. Stemm and R.H. Katz, Measuring and reducing energy consumption of network interfaces in hand-held devices, IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications, and Computer Science (1997). [2] S. Udani and J. Smith, Power management in mobile computing (a survey), University of Pennsylvania (1996) [3] Christine E. Jones, A Survey of Energy Network Protocols for Wireless Networks, Wireless Networks 7, 343-358, 2001. [4] Davide Bertozzi, Transport Protocol Optimization For Energy Efficient Wireless Embedded Systems, Proceedings of the Design,Automation and Test in Europe Conference and Exhibition (DATE’03), 2003. [5] Paul J.M. Havinga, Energy-efficient wireless networking for multimedia applications, Wireless communications and mobile computing, Wiley, 2001. [6] H. Balakrishnan, V. N. Padmanabhan, S. Seshan, and R. H. Katz, “A comparison of mechanisms for improving TCP performance over wireless links,” IEEE/ACM Transactions on Networking (TON), vol. 5, no. 6, pp. 756–769, 1997. [7] T. V. Lakshman, U. Madhow, and B. Suter, “TCP/IP performance with random loss and bidirectional congestion,” IEEE/ACM Transactions on Networking (TON), vol. 8, pp. 541–555, Oct. 2000. [8] S. Avancha, V. Korolev, A. Joshi, and T. Finin, “Transport protocols in wireless networks,” in Proc. IEEE Intl. Conf. on Computer, Communication andNetworking, Oct. 2001.

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