Misura e caratterizzazione di un canale Wi-Fi

2004-10-30

Gli studi orientati a valutare le prestazioni di applicazioni di rete vengono effettuati utilizzando misure dei sistemi di interesse e simulazioni. Queste ultime sono particolarmente utili perché permettono di valutare le prestazioni in condizioni ben definite, facilmente controllabili e difficilmente ottenibili con misure reali. Ogni studio simulativo si basa su caratterizzazioni statistiche dello scenario di interesse, che permettono di definire parametri come la capacità disponibile su un dato mezzo trasmissivo, la sua affidabilità in termini di pacchetti trasmessi, il ritardo indotto, la possibilità di distinguere fra priorità di traffico.

L'argomento di questa tesi è la caratterizzazione di un canale IEEE 802.11 (Wi-Fi) dal punto di vista della capacità disponibile, della correttezza dei dati trasmessi, e della perdita di pacchetti. La capacità di un tale canale è variabile in funzione delle interferenze e in generale del rumore elettromagnetico presente nell'ambiente, del movimento di persone o porte nelle vicinanza, della sensibilità e potenza delle apparecchiature e della loro posizione reciproca. La correttezza dei dati trasmessi è generalmente alta, perché i pacchetti sono protetti da sistemi FEC (forward error correction) che nella maggioranza dei casi impediscono la trasmissione di dati corrotti, ma non possono dare una garanzia assoluta. La perdita di pacchetti deriva in parte dai sistemi FEC che scartano i pacchetti corrotti e in parte dal fatto che il trasmettitore può inviare più dati di quanti ne consenta la capacità (variabile) del canale. Per distinguere questi due effetti si può lavorare sul tracciato dei pacchetti ricevuti oppure installare uno sniffer radio che sia in grado di effettuare un tracciato delle caratteristiche radio con cui viene effettuata ogni singola trasmissione di pacchetto sul canale radio.

La tesi sarà in buona misura di tipo applicativo, essendo necessario configurare un portatile ed un access point Wifi, un generatore di traffico ed un sistema di misura dei pacchetti ricevuti. Eventualmente si potrà anche installare uno sniffer radio. Inoltre, usando le tracce registrate del traffico, sarà necessario effettuare delle analisi statistiche, che saranno propedeutiche alla creazione di modelli di caratterizzazione del canale.

Punti da sviluppare

La tesi di laurea sviluppa i seguenti aspetti:

• configurazione di un portatile con scheda WiFi e di un punto di accesso;
• installazione, su di una macchina che veda il traffico uscente dal punto di accesso, si un sistema software per realizzare una traccia del traffico tramsesso e ricevuto;
• realizzazione delle misure in varie condizioni; condizioni possibili da variare possono essere la posizione del portatile all'interno di una stanza, la distanza dal punto di accesso, l'interferenza dovuta ad altre reti o ad altre apparecchiature, altro traffico sulla stessa rete;
• analisi statistica delle tracce e rapporto esaustivo sui risultati ottenuti, che distingua i vari parametri sotto misura;
• eventualmente installazione e configurazione di uno sniffer radio e sincronizzazione delle tracce ottenute da esso con quelle ottenute osservando il traffico in entrata e uscita dal punto di accesso;
• tentativo di creazione di uno o più modelli statistici che possano descrivere le misure effettuate.

Requisiti per i candidati

Corso di laurea specialistica in ingegneria informatica o ingegneria delle telecomunicazioni o informatica,preferibilmente con esame di reti.

Sono richieste buone conoscenze di reti di calcolatori, e possibilmente di valutazioni di prestazioni. È opportuna la conoscenza un linguaggio di programmazione e dei sistemi Unix. È opportuna la conoscenza della lingua inglese per la lettura della documentazione relativa allo stato dell'arte sull'argomento.