Tesis profesional presentada por Francisco Martín Archundia Papacetzi

Licenciatura en Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones. Departamento de Ingeniería Electrónica. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. Jorge Rodríguez Asomoza
Secretario y Director: M.C. Luis Gerardo Guerrero Ojeda
Vocal: M.C. Eduardo López Sánchez

Cholula, Puebla, México a 16 de diciembre de 2003.

Resumen

El objetivo de esta tesis es el estudiar, analizar, comparar y obtener conclusiones específicas sobre los estándares emitidos por el Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos (mejor conocida como la IEEE), que especifican, regulan y manejan las características y requerimientos de las redes inalámbricas de área personal a nivel de la capa física y de control de acceso al medio, en referencia al sistema ISO-OSI.

Como parte del proyecto de tesis se incluyen las animaciones en Macromedia Flash Mx de las principales tramas de comunicación para el protocolo 802.15.1, el cual trabaja con dispositivos Bluetooth. Estas tramas ejemplifican de manera gráfica los pasos que sigue un protocolo, los dispositivos que participan en ellas y la función de las mismas.

Los dos primeros capítulos tienen el objetivo de introducir al lector al concepto de las redes inalámbricas de área personal. En el capítulo tres se estudia todo lo referente al

estándar IEEE 802.15.1, que fue el primer estándar que publicó la IEEE para las redes inalámbricas de área personal y se caracteriza por tener una tasa media de transmisión de datos. El segundo estándar que se publicó fue el IEEE 802.15.4 y se caracteriza por tener una tasa baja de transmisión y es el que se estudia en el capítulo cuatro. En el capítulo cinco se estudian las dos versiones del estándar IEEE 802.15.3 diseñado para trabajar en redes inalámbricas de área personal de alta velocidad. En el capítulo seis se explica la forma en que se hicieron las animaciones de las tramas.

Por último, las conclusiones son el resultado del estudio de los cinco primeros capítulos.

Índice de contenido

Introducción (archivo pdf, 14 kb)

Capítulo 1. Introducción a las WPANs (archivo pdf, 28 kb)

  • 1.1 Justificación
  • 1.2 Definición de las redes inalámbricas de área personal (WPAN)
  • 1.3 Aplicaciones

Capítulo 2. Disposiciones generales (archivo pdf, 27 kb)

  • 2.1 Tipos de WPANs
  • 2.2 Libertad en una WPAN
  • 2.3 Duración del enlace a la red
  • 2.4 Componentes de una WPAN
  • 2.5 Integración con las LAN´s
  • 2.6 Modelo ISO-OSI vs. Modelo IEEE 802.15

Capítulo 3. El estándar Bluetooth IEEE 802.15.1 (archivo pdf, 556 kb)

  • 3.1 La tecnología Bluetooth
  • 3.2 Arquitectura WPAN Bluetooth
  • 3.3 Topología de conexión de las WPAN Bluetooth
  • 3.4 El protocolo Bluetooth de pila
  • 3.5 Capa Física (PHY)
  • 3.6 Arreglo de bandas y canales en frecuencia
  • 3.7 Características del transmisor
  • 3.8 Características de recepción
  • 3.9 Emisiones falsas
  • 3.10 Especificaciones de banda base.|
  • 3.11 El canal físico
  • 3.12 Links físicos
  • 3.13 Paquetes
  • 3.14 Corrección de errores
  • 3.15 Canales Lógicos
  • 3.16 Datos de blanqueo (whitening)
  • 3.17 Rutina de TX
  • 3.18 Canal de control
  • 3.19 Intercambio Maestro-Esclavo
  • 3.20 Selección de salto
  • 3.21 Audio Bluetooth
  • 3.22 Protocolo para el administrador de enlace
  • 3.23 Control del enlace lógico y el protocolo de adaptación
  • 3.24 Interfase de control
  • 3.25 Punto de acceso a interfaces de servicios

Capítulo 4. Estándar IEEE 802.15.4 (archivo pdf, 125 kb)

  • 4.1 Home Networking With IEEE 802.15.4
  • 4.2 Capas de red
  • 4.3 Capa de enlace de datos (data link layer, DLL)
  • 4.4 Formato general de tramas MAC
  • 4.5 La estructura de las super-ranuras
  • 4.6 Otras características MAC
  • 4.7 Capa física
  • 4.8 Canalización
  • 4.9 Estructura de paquetes de información
  • 4.10 Modulación
  • 4.11 Sensitividad y rango
  • 4.12 Interferencia de y para otros dispositivos

Capítulo 5. Estándar IEEE 802.15.3 (archivo pdf, 64 kb)

  • 5.1 Introducción al 802.15.3
  • 5.2 Características principales
  • 5.3 Principales aplicaciones
  • 5.4 Características MAC del 802.15.3
  • 5.5 Capacidades de seguridad
  • 5.6 Estructura de Superframe
  • 5.7 Calidad de servicios (QoS)
  • 5.8 La capa física (PHY)
  • 5.9 El IEEE 802.15.1a
  • 5.10 Las UWB
  • 5.11 Estado actual del IEEE 802.15.3a
  • 5.12 Impulsos de radio (IR) vs. Multi bandas UWB
  • 5.13 Comparación de desempeño en una OFDM vs. DS-SS IR

Capítulo 6. Desarrollo del software (archivo pdf, 264 kb)

  • 6.1 Introducción
  • 6.2 Características
  • 6.3 Herramientas de Flash
  • 6.4 Botones
  • 6.5 Acciones en Flash
  • 6.6 Acciones de animación
  • 6.7 Formato de animación
  • 6.8 Paginas HTML y animaciones Flash

Capítulo 7. Pruebas y Resultados (archivo pdf, 1 mb)

  • 7.1 Objetivo
  • 7.2 ACL connection request
  • 7.3 Page and page response
  • 7.4 Trama del "Read Clock Offset"
  • 7.5 SCO Connection
  • 7.6 SCO Disconnection
  • 7.7 Switch role
  • 7.8 ACL disconnection

Capítulo 8. Comparación de estándares (archivo pdf, 20 kb)

Capítulo 9. Conclusiones (archivo pdf, 28 kb)

  • 9.1 Sobre las redes en los hogares

Referencias (archivo pdf, 12 kb)

Apéndice A. Comandos (archivo pdf, 12 kb)

Apéndice B. Acrónimos y Abreviaciones (archivo pdf, 20 kb)

Archundia Papacetzi, F. M. 2003. Wireless Personal Area Network (WPAN) & Home Networking. Tesis Licenciatura. Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones. Departamento de Ingeniería Electrónica, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Diciembre. Derechos Reservados © 2003.