Analysis and design of efficient techniques for video transmission in IEEE 802.11 wireless ad hoc networks

Abstract

[EN] Wireless mobile ad ho networks, also known as MANETs, are omposed by independent mobile stations that ommuni ate without requiring any sort of infrastru ture for support. These networks are hara terized by variable bandwidth values and frequent path breaks, whi h are due to hannel noise, interferen e between stations and mobility. Su h fa tors require significant adaptation apabilites at different levels of the proto ol suites employed, enabling stations to qui kly respond to fast- hanging network onditions. Resear h on the most adequate proto- ols for the physi al, MAC and routing layers is still on-going, though some basi onsensus has already been rea hed and several testbeds have been setup around the world. To deploy real-time multimedia servi es, namely voi e and video, on top of su h an unreliable network environment is a very hallenging task. In this thesis we propose to a hieve that goal starting from urrently available Wi-Fi te hnology, and gradually finding the most adequate enhan ements to ea h proto ol layer of interest; we then ombine these enhan ements until we a hieve a omplete QoS framework for ad ho networks. By using urrently available te hnology we assure that the proposal of this thesis has an inherent high-level of appli ability on real life environments. Sin e our working field fo uses on video transmission over wireless ad ho networks, we will show how it is possible to support several QoS- onstrained video streams in MANET environments hara terized by moderate to high mobility levels, and by a significant amount of best efort traffic

[ES] Las redes inalámbricas ad hoc, también conocidas como redes MANET, están compuestas por un conjunto de estaciones móviles independientes capaces de omunicarse entre sí sin necesidad de ningún tipo de infraestructura común de comunicaciones. Estas redes se caracterizan por tener un ancho de banda variable y pérdidas frecuentes de ruta que se pueden atribuir al ruido del anal inalámbrico, a la interferencia entre las estaciones móviles o bien a la movilidad de las estaciones. Dichos factores requieren una gran capacidad de adaptación en las diferentes capas de la arquitectura de protocolos, permitiendo a una estación responder rápidamente a posibles cambios bruscos en las condiciones de la red. A pesar de que aún se están realizando trabajos de investigación en bus a de los protocolos más adecuados para las capas físicas, a eso al medio (MAC) y encaminamiento, ha sido posible llegar a un nivel básico de consenso, lo cual ha permitido el despliegue de plataformas y entornos aplicados que utilizan tecnología de red MANET. Ofrecer servicios multimedia, como voz y vídeo, en redes con tan poca habilidad es un desafío importante. En esta tesis nos proponemos alcanzar este objetivo partiendo de la tecnología Wi-Fi actualmente disponible, encontrando de forma paulatina las mejoras más importantes en las diferentes capas de la arquitectura de red, para llegar, finalmente, a una solución integrada capaz de ofrecer calidad de servicio (QoS) en las redes MANET. Al utilizar la tecnología que disponemos actualmente nos aseguramos que las propuestas de esta tesis tengan un alto grado de aplicabilidad en entornos reales. Ya que la línea de trabajo de la tesis está aplicada a la transmisión de vídeo en redes MANET, demostraremos que es posible ofrecer calidad de servicio a varios flujos de vídeo en una red MANET caracterizada por altos grados de movilidad en sus nodos y un nivel significativo de tráfico o de tipo best effort