Tesis profesional presentada por Luis Fernando Valle Islas

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

Jurado Calificador

Presidente: Dr. José Miguel David Báez López
Secretario y Director: M.C. Luis Gerardo Guerrero Ojeda
Vocal: M.C. Eduardo Javier Jiménez López

Cholula, Puebla, México a 13 de mayo de 2005.

Resumen

En la actualidad, estamos rodeados de dispositivos móviles, computadoras portátiles, y plataformas de comunicación avanzada con múltiples tecnologías alámbricas e inalámbricas. El propósito particular de esta Tesis es analizar soluciones al problema de interferencia causado por la proximidad y la operación simultánea de las redes WPAN y WLAN para permitir una coexistencia de estas tecnologías; considerando diversas técnicas que procuren evitar colisiones de tiempo y de frecuencia en las transmisiones de WLAN y de Bluetooth?. WPAN o redes inalámbricas de área local por sus silgas en inglés Wirless Personal Area Network como supertecnología de banda ancha, o bien Bluetooth, que permite nuevos modelos de uso cuando se utiliza en conjunto con la tecnología de redes de área inalámbricas locales WLAN por sus siglas en inglés Wireless Local Area Network. Ambas tecnologías operan en la banda a una frecuencia de 2.4GHz, por lo que interfieren una con la otra. Se presenta un análisis comparativo de su funcionamiento respectivo, las tendencias y las soluciones para los diversos usos y niveles de interferencia causados por la proximidad y la operación simultánea. El funcionamiento se mide en términos de la pérdida de paquetes, y en los retrasos de transmisión. Se consideran diferentes técnicas a fin de evitar colisiones en tiempo y frecuencia a la hora de la transmisión. Los objetivos de análisis son las tendencias y compensaciones que estas técnicas conllevan en las diferentes aplicaciones y en los niveles de interferencia.

Se explora cómo los nuevos modelos de uso son permitidos por la unión de las dos tecnologías, WLAN y WPAN, el ambiente y los principales avances.

Para WLAN, se exploran los rápidos avances en seguridad y las definiciones en Calidad del Servicio (Quality of Service QoS) del grupo de trabajo IEEE 802.11. Estos nuevos modelos conducen a capacidades inalámbricas mejoradas para plataformas móviles e introducen nuevos panoramas para que el usuario móvil pueda tomar ventajas.

Índice de contenido

Agradecimientos (archivo pdf, 51 kb)

Capítulo 1. WLAN Red Inalámbrica de Área Local (archivo pdf, 189 kb)

  • 1.1 Descripción del estándar IEEE 802.11
  • 1.2 Arquitectura de WLAN IEEE 802.11
  • 1.3 Nivel de Acceso al Medio (Media Access Control MAC)
  • 1.4 Descripción Funcional MAC
  • 1.5 DCF Función de Coordinación Distribuida
  • 1.6 Protocolo de Acceso al medio CSMA/CA y MACA
  • 1.7 Espaciado entre tramas IFS
  • 1.8 Conocimiento del medio
  • 1.9 PFC Función de Coordinación Puntual
  • 1.10 Formato de las tramas MAC
  • 1.11 Direccionamiento en modo infraestructura
  • 1.12 Servicios del Sistema de Distribución-Asociación
  • 1.13 Algoritmo de Asociación Activa
  • 1.14 Subnivel de Gestión MAC
  • 1.15 Sincronización
  • 1.16 Gestión de Potencia

Capítulo 2. WPAN Red Inalámbrica de Área Personal (archivo pdf, 102 kb)

  • 2.1 Definición de Las redes inalámbricas de área personal (WPAN)
  • 2.2 Grupos de Trabajo
  • 2.3 Aplicaciones
  • 2.4 Tipos de WPANs
  • 2.5 Duración del Enlace a la Red
  • 2.6 Componentes de una WPAN
  • 2.7 Modelo ISO-OSI vs. Modelo IEEE 802.15

Capítulo 3. Bluetooth (archivo pdf, 170 kb)

  • 3.1 Descripción de Bluetooth
  • 3.2 Antecedentes
  • 3.3 El Grupo de Interés Especial
  • 3.4 Especificaciones y Protocol Stack para Bluetooth
  • 3.5 Capa de Radio de Bluetooth (Radio Layer)
  • 3.6 La interfase aérea Bluetooth
  • 3.7 Banda de Frecuencia Libr
  • 3.8 Salto de Frecuencia
  • 3.9 Modulación
  • 3.10 Definición de Canal
  • 3.11 Definición de Paquete
  • 3.12 Definición de Enlace Físico
  • 3.13 Inmunidad a las Interferencias
  • 3.14 Red Inalámbrica
  • 3.15 Piconets
  • 3.16 Establecimiento de Conexión
  • 3.17 Scatterne
  • 3.18 Comunicación inter-piconet
  • 3.19 Seguridad

Capítulo 4. Determinación de Interferencia para Bluetooth (archivo pdf, 187 kb)

  • 4.1 Detección y Corrección de Error
  • 4.2 Programación de Interferencia de Bluetooth
  • 4.3 El Salto de Frecuencia Adaptable para Bluetooth

Capítulo 5. Experimentos de Evaluación de Interferencia (archivo pdf, 107 kb)

  • 5.1 Colección de Estadísticas
  • 5.2 Intefaz de la capa MAC a la capa PHY
  • 5.3 DSP vs. Implementación de la tabla
  • 5.4 Validación del Modelo de Simulación
  • 5.5 Resultados Precisos
  • 5.6 Implementación de la Tabla

Capítulo 6. Interpretación de Resultados de los Experimentos (archivo pdf, 276 kb)

  • 6.1 Modelo de Simulación

Capítulo 7. Conclusiones (archivo pdf, 63 kb)

Referencias (archivo pdf, 54 kb)

Apéndice A. Acrónimos y Abreviaciones (archivo pdf, 67 kb)

Valle Islas, L. F. 2005. Coexistencia de Redes WLAN & WPAN. Tesis Licenciatura. Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones. Departamento de Ingeniería Electrónica, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2005.