5G/6G Radio Access: Study, Deployment, and Testing Using O-RAN

Σε αυτήν την εργασία παρουσιάζονται περιπτώσεις λειτουργίας OG-RAN 5G, O-RAN και AI/ML με δυνατότητα O-RAN. Λόγω της πυκνότερης ανάπτυξης τοποθεσιών 5G και των προηγμένων δυνατοτήτων που είχε ενσωματώσει (π.χ. mMIMO, Beamforming, mmWave,…) που απαιτούσαν αυστηρότερες απαιτήσεις στις εργασίες βελτιστοποίησης του ραδιοδικτύου, η ευφυΐα εισήχθη στο RAN. Για αυτόν τον λόγο και περισσότερο, προέκυψε ανοιχτό κίνημα RAN και η συμμαχία O-RAN καθόρισε μια αρχιτεκτονική O-RAN που μπορεί να επιτρέψει την AI/ML σε RAN. Ως αποτέλεσμα αυτού, πολλές περιπτώσεις χρήσης και τρόποι βελτίωσης της λειτουργικότητας του δικτύου ξεκλειδώθηκαν. Η διατριβή που παρουσιάστηκε, μια νέα αρχιτεκτονική συστημάτων ANR που επέτρεψε AI/ML, που θα επωφεληθεί από την κεντρική νοημοσύνη που χαρακτηρίζει την αρχιτεκτονική O-RAN για την επίτευξη ενός συστήματος ANR που μπορεί να υπερισχύει των σημερινών συστημάτων. Ο νέος σχεδιασμός είναι προμηθευτής και αγνωστικιστής RAT, γνωρίζει το δίκτυο και αντιδρά σε αλλαγές δικτύου σε πραγματικό χρόνο. Μπορεί επίσης να βοηθήσει στην ανίχνευση ανωμαλιών στην απόδοση του δικτύου που δεν μπορούν να ανιχνευθούν από κανονικά συστήματα παρακολούθησης. Σύμφωνα με τις καλύτερες γνώσεις μας, η προσέγγιση που παρουσιάζεται είναι η πρώτη που στοχεύει στην επίτευξη αυτών των χαρακτηριστικών.A run through 5G, O-RAN architecture, and AI/ML enabled O-RAN use cases are presented in this work. Due to 5G denser site deployments and the advanced features it had incorporated (e.g., mMIMO, Beamforming, mmWave, …) which demanded stricter requirements on the radio network optimization tasks, intelligence was introduced into RAN. For that reason and more, open RAN movement emerged, and O-RAN alliance specified an O-RAN architecture that can enable AI/ML into RAN. As a result of this, numerous use cases and ways to improve network functionality were unlocked. The thesis presented, a novel AI/ML enabled ANR system architecture, that would benefit from the central intelligence characteristic of O-RAN architecture to achieve an ANR system that can outperform current systems. The novel design is vendor and RAT agnostic, is network aware, and reacts to network changes in real-time. It can also help detect abnormalities in the network performance that can’t be detected by normal monitoring systems. According to our best knowledge, the presented approach is the first one that aims to achieve these characteristics

Will SDN be part of 5G?

For many, this is no longer a valid question and the case is considered settled with SDN/NFV (Software Defined Networking/Network Function Virtualization) providing the inevitable innovation enablers solving many outstanding management issues regarding 5G. However, given the monumental task of softwarization of radio access network (RAN) while 5G is just around the corner and some companies have started unveiling their 5G equipment already, the concern is very realistic that we may only see some point solutions involving SDN technology instead of a fully SDN-enabled RAN. This survey paper identifies all important obstacles in the way and looks at the state of the art of the relevant solutions. This survey is different from the previous surveys on SDN-based RAN as it focuses on the salient problems and discusses solutions proposed within and outside SDN literature. Our main focus is on fronthaul, backward compatibility, supposedly disruptive nature of SDN deployment, business cases and monetization of SDN related upgrades, latency of general purpose processors (GPP), and additional security vulnerabilities, softwarization brings along to the RAN. We have also provided a summary of the architectural developments in SDN-based RAN landscape as not all work can be covered under the focused issues. This paper provides a comprehensive survey on the state of the art of SDN-based RAN and clearly points out the gaps in the technology.Comment: 33 pages, 10 figure

5G networks with IoT and analysis of two economic sectors

Αντικείμενο της παρούσας εργασία είναι μια παρουσίαση εφαρμογών των δικτύων κινητής επικοινωνίας 5ης γενιάς σε συνδυασμό με την τεχνολογία του Διαδικτύου των Πραγμάτων στον τομέα του πολιτισμού και της αυτόνομης οδήγησης. Για τις ανάγκες της παρούσης βιβλιογραφικής μελέτης πραγματοποιήθηκε εκτεταμένη αναζήτηση εργασιών και επιστημονικών δημοσιεύσεων στον τομέα των δύο αυτών τεχνολογιών της εποχής μας με ιδιαίτερη έμφαση στις δημοσιεύσεις των τελευταίων δύο ετών. Στα κεφάλαια 1 και 2 παρουδικτύων 5ης γενιάς σε συνδυασμό με το Διαδικτύου των Πραγμάτων στον τομέα του πολιτισμού και των έξυπνων δικτύων ηλεκτρικών ενέργειας . Στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζεται συνοσιάζεται μια κατά το δυνατόν περιεκτική παρουσίαση των δικτύων κινητής επικοινωνίας 5ης γενιάς και του Διαδικτύου των Πραγμάτων δίνοντας έμφαση σε μια όσο γίνεται κατανοητή και περιγραφική παρουσίαση των δύο αυτών τεχνολογιών. Στο κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται μερικές από τις τελευταίες εφαρμογές των πτικά η τεχνολογία της αυτόνομης οδήγησης καθώς και κάποια απτά παραδείγματα της βιομηχανίας αυτοκινήτων που εφαρμόζει ήδη αυτή την τεχνολογία.The purpose of this study is to present the applications of 5th generation mobile communication networks (known as 5G) in combination with Internet of Things technology in the field of culture and autonomous driving. For the purposes of this bibliographic study, an extensive research was made for papers and scientific publications in the field of the two technologies of our time, with particular emphasis on the publications of the last two years. Chapters 1 and 2 present a more comprehensive presentation of 5G and IoT, with a focus on a as much as possible comprehensible and descriptive presentation of these two technologies. Chapter 3 presents some of the latest applications of 5G networks in conjunction with IoT in the field of culture and smart electricity grids. Chapter 4 gives a brief overview of autonomous driving technology as well as some specific examples of the automotive industry already applying this technology

Development of a framework to evaluate the practicality of 5G for intralogistics use cases in standalone non-public networks

Industrial Engineerin

The 5G era of mobile networks: a comprehensive study of the related technologies accompanied by an experimentation framework

Οι συνεχώς αυξανόμενες απαιτήσεις από τα δίκτυα κινητών επικοινωνιών για τη παροχή καλύτερων υπηρεσιών και τη διασύνδεση όλων και περισσότερων συσκευών, ωθούν τη κοινότητα του κλάδου στην ανάπτυξη νέων μεθόδων και τεχνολογιών οργάνωσης των δικτύων προκειμένου να αντιμετωπιστεί αποτελεσματικά αυτή η πρόκληση. Δεδομένου ότι η παρούσα τεχνολογία έχει φτάσει στα όρια της από άποψη ικανότητας διαχείρισης της κίνησης, απαιτείται η ανάπτυξη ενός νέου πλαισίου λειτουργίας το οποίο θα μπορεί να ανταποκριθεί αποτελεσματικά στις νέες συνθήκες που διαμορφώνονται από τη τηλεπικοινωνιακή αγορά. Η 5 η γενιά των δικτύων κινητών επικοινωνιών (5G) αποσκοπεί στην επίλυση ακριβώς αυτού του ζητήματος, μέσα από την ανάπτυξη ενός νέου μοντέλου λειτουργίας. Το μοντέλο αυτό αναδιαρθρώνοντας εκ βάθρων τον τρόπο λειτουργίας του δικτύου σε όλα τα επίπεδα, σχηματίζει ένα νέο οικοσύστημα δικτυακών υποδομών και λειτουργιών το οποίο επιτρέπει τη παροχή στους χρήστες υπηρεσιών υψηλού επιπέδου, προσαρμοσμένες στις εκάστοτε ανάγκες τους. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας μελετήθηκαν εκτενώς οι θεμελιώδεις αρχές και οι κυριότερες τεχνολογίες που διέπουν τη λειτουργία ενός δικτύου νέας γενιάς καθ’ όλο το μήκος του. Ξεκινώντας από τις καινοτομίες που αφορούν τη δομή των 5G δικτύων σε επίπεδο αρχιτεκτονικής, η ανάλυση επεκτείνεται με μία προσέγγιση από κάτω προς τα πάνω· στα επίπεδα εκπομπής και πρόσβασης στο δίκτυο (C-RAN & MAC), στους μηχανισμούς που είναι υπεύθυνοι για παροχή των λειτουργιών και υπηρεσιών του δικτύου (NFV), ενώ εν συνεχεία γίνεται αναφορά στο νέο μοντέλο δρομολόγησης και διαχείρισης της κίνησης συνολικά στο δίκτυο (SDN) και σε επόμενο στάδιο παρουσιάζεται η τεχνολογία που αφορά την ικανότητα παροχής διακριτών υπηρεσιών στους χρήστες (E2E Slicing). Ακόμα, παρουσιάζονται ορισμένοι χαρακτηριστικοί δείκτες και μετρικές που σχετίζονται με τη προτυποποίηση των τεχνολογιών του δικτύου καθώς και όλες οι τρέχουσες εξελίξεις που αφορούν την ανάπτυξη του 5G στην Ευρώπη. Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα δεδομένα του πειράματος που διεξήχθη για τους σκοπούς της εργασίας και αφορά αφενός τη μοντελοποίηση ενός υφιστάμενου δικτύου με βάση τα νέα πρότυπα του 5G και αφετέρου την αξιολόγηση της απόδοσης του με βάση ορισμένα σενάρια σχετικά με τη τοπολογία και το πλήθος των δεδομένων που ανταλλάσσονται κάθε στιγμή στο δίκτυο. Η εξέταση των παραμέτρων αποδοτικότητας εστιάζει στην ικανότητα του ONOS SDN Controller να διαχειρίζεται τη κίνηση των δεδομένων όταν προκύπτουν ορισμένα συμβάντα που επηρεάζουν την αρχική δομή του δικτύου. Ως προς τα αποτελέσματα των μετρήσεων που διεξάγονται, παρόλο που φαίνεται το θετικό αντίκτυπο που θα έχει η ενσωμάτωση των νέων τεχνολογιών στην απόδοση των δικτύων κινητών επικοινωνιών, υπάρχουν ακόμα ορισμένα επιμέρους ανοικτά ζητήματα τα οποία χρήζουν περαιτέρω έρευνας από τη πλευρά των μελών της τηλεπικοινωνιακής κοινότητας ώστε να μην υποσκαφθεί τελικά το αρχικό όραμα της καθολικής λειτουργίας όλων των κινητών συσκευών υπό μία ενιαία ομπρέλα.The ever-increasing demand from mobile communications networks for the provision of better services and interconnection of more devices is pushing the industry's community to develop new network organization methods and technologies in order to effectively address this challenge. As the current technology has reached its limits in terms of traffic management capability, it is necessary to develop a new operating framework that can effectively respond to the new conditions created by the telecommunications market. The 5th generation of mobile communication networks (5G) aims to solve this exact issue by developing a new operating model. This model, by thoroughly restructuring the way the network operates at all levels, forms a new ecosystem of network infrastructures and functions that enables the provision of high-level services to users, tailored to their particular needs. The fundamental principles and key technologies that govern the operation of a new generation network throughout its entire length were extensively studied in the context of this paper. Starting with the innovations regarding the structure of 5G networks at the architectural level, the analysis extends to a bottom-up approach: from the broadcast and access levels to the network (C-RAN & MAC) to the mechanisms responsible for delivering the network's functions and services (NFV). Then, the new network-based routing and traffic management (SDN) model is introduced, and the technology for providing distinctive services to users (E2E Slicing) is presented. Furthermore, some characteristic indicators and metrics related to the standardization of the network's technologies are presented, as well as all the current developments related to the development of 5G in Europe. Then, the data of the experiment carried out for the purposes of the paper is presented. On the one hand, this data concerns the modeling of an existing network based on the new 5G standards and, on the other hand, the evaluation of its performance based on some scenarios regarding the topology and the amount of data exchanged at any time on the network. The examination of the efficiency parameters focuses on the ability of the ONOS SDN controller to manage the traffic of the data when certain events affecting the original network structure occur. In terms of the results of the measurements being carried out, although the positive impact of the incorporation of new technologies on the performance of mobile communications networks appears to be positive, there are still some individual open issues that need further research by members of the telecommunications community in order for the original vision of the universal operation of all mobile devices under one single umbrella not to be ultimately undermined

Actas de las XIV Jornadas de Ingeniería Telemática (JITEL 2019) Zaragoza (España) 22-24 de octubre de 2019

En esta ocasión, es la ciudad de Zaragoza la encargada de servir de anfitriona a las XIV Jornadas de Ingeniería Telemática (JITEL 2019), que se celebrarán del 22 al 24 de octubre de 2019. Las Jornadas de Ingeniería Telemática (JITEL), organizadas por la Asociación de Telemática (ATEL), constituyen un foro propicio de reunión, debate y divulgación para los grupos que imparten docencia e investigan en temas relacionados con las redes y los servicios telemáticos. Con la organización de este evento se pretende fomentar, por un lado el intercambio de experiencias y resultados, además de la comunicación y cooperación entre los grupos de investigación que trabajan en temas relacionados con la telemática. En paralelo a las tradicionales sesiones que caracterizan los congresos científicos, se desea potenciar actividades más abiertas, que estimulen el intercambio de ideas entre los investigadores experimentados y los noveles, así como la creación de vínculos y puntos de encuentro entre los diferentes grupos o equipos de investigación. Para ello, además de invitar a personas relevantes en los campos correspondientes, se van a incluir sesiones de presentación y debate de las líneas y proyectos activos de los mencionados equipos