Browsing by Author "Espinoza Henríquez, Miguel Antonio"

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    Channel Access Probability in Unslotted IEEE 802.15.4 csma Under Correlated Clear Channel Assessments
    (2025) Espinoza Henríquez, Miguel Antonio; Oberli Graf, Christian Robert; Gutiérrez Gaitán, Miguel José; Maass Martínez, Alejandro Ignacio
    Correlation between successive clear channel assessments in unslotted carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) is commonly assumed in the literature to be negligible for modeling the medium access control algorithm. However, in previous research, the authors found this assumption to be questionable under certain realistic conditions. In this paper, the correlation between successive clear channel assessments is studied and its effect on the probability and delay of accessing the medium by a node following the IEEE 802.15.4 Standard is modeled for the unslotted CSMA/CA mode. The results obtained are used for evaluating the delay probability distributions of the three outcome events of the CSMA/CA algorithm: frame transfer success, channel access failure and frame transfer failure. For scenarios in which the duration of contentions is similar to, or shorter than, the duration of the frames propagating in the air, the correlation effect is strong, making classical models to yield results that deviate from a realistic scenario. The theoretical results are validated by simulations. It is shown that neglecting correlation between successive clear channel assessments leads to overestimating the expected delay of frame transfer success and channel access failure by up to 15%. The results also reveal that the probability of frame transfer success can be overestimated by up to 30%, the probability of frame transfer failure by up to 80% and the probability of channel access failure is underestimated by up to a factor 6 when clear channel assessment correlation is ignored.
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    Determinación de retardos en una red inalámbrica
    (2024) Espinoza Henríquez, Miguel Antonio; Oberli Graf, Christian Robert; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La probabilidad de acceso al medio es un indicador necesario para estimar las distribuciones de probabilidad de retardos asociados a un protocolo de acceso al medio, las que entregan información relevante sobre el desempeño de una red inalámbrica. Sin embargo, los modelos clásicos de acceso al medio presentes en la literatura asumen que intentos consecutivos de acceder al medio son estadísticamente independientes, lo cual pierde validez en escenarios donde los paquetes que se propagan en el aire presentan una duración similar o superior a la duración máxima de las contenciones establecidas por el protocolo de acceso al medio, lo que induce un efecto de correlación que reduce la precisión de los modelos clásicos. Los modelos de red inalámbrica pueden ser centralizados, donde se estiman las distribuciones de retardo con cadenas de Markov que asumen la presencia de un nodo coordinador. Por otro lado, existen modelos de red inalámbrica que son descentralizados, donde las distribuciones de retardo se estiman a partir de parámetros que no requiere de un nodo coordinador. Ambos enfoques no consideran el efecto de correlación mencionado previamente. El trabajo realizado considera una red descentralizada que sigue el protocolo Beacon-less IEE 802.15.14 CSMA-CA, para el cual se desarrolla un modelo probabilístico basado en contribuciones relativas que estima la probabilidad de acceso al medio que considera el efecto de correlación por la duración de los paquetes que se propagan en el aire. El modelo desarrollado se utiliza para reformular y recalibrar las curvas de distribución de retardo de los tres eventos de interés que provienen del protocolo considerado: Channel Access Failure, Frame Transfer Failure y Frame Transfer Success. Los resultados se validan con simulaciones que muestran que las curvas teóricas recalibradas predicen con mayor precisión la distribución de retardos obtenida por simulación al incorporar el efecto de correlación mencionado, donde las diferencias en la forma de las curvas debido a la acumulación de paquetes en la capa NET de los nodos que componen la red inalámbrica.