Fronthaul evolution: From CPRI to Ethernet

It is proposed that using Ethernet in the fronthaul, between base station baseband unit (BBU) pools and remote radio heads (RRHs), can bring a number of advantages, from use of lower-cost equipment, shared use of infrastructure with fixed access networks, to obtaining statistical multiplexing and optimised performance through probe-based monitoring and software-defined networking. However, a number of challenges exist: ultra-high-bit-rate requirements from the transport of increased bandwidth radio streams for multiple antennas in future mobile networks, and low latency and jitter to meet delay requirements and the demands of joint processing. A new fronthaul functional division is proposed which can alleviate the most demanding bit-rate requirements by transport of baseband signals instead of sampled radio waveforms, and enable statistical multiplexing gains. Delay and synchronisation issues remain to be solved

Influence of distortions of key frames on video transfer in wireless networks

In this paper it is shown that for substantial increase of video quality in wireless network it is necessary to execute two obligatory points on modernization of the communication scheme. The player on the received part should throw back automatically duplicated RTP packets, server of streaming video should duplicate the packets containing the information of key frames. Coefficients of the mathematical model describing video quality in wireless network have been found for WiFi and 3G standards and codecs MPEG-2 and MPEG-4 (DivX). The special experimental technique which has allowed collecting and processing the data has been developed for calculation of values of factors.Comment: 6 pages, 4 figures, 2 Table

Mobile Networks

The growth in the use of mobile networks has come mainly with the third generation systems and voice traffic. With the current third generation and the arrival of the 4G, the number of mobile users in the world will exceed the number of landlines users. Audio and video streaming have had a significant increase, parallel to the requirements of bandwidth and quality of service demanded by those applications. Mobile networks require that the applications and protocols that have worked successfully in fixed networks can be used with the same level of quality in mobile scenarios. Until the third generation of mobile networks, the need to ensure reliable handovers was still an important issue. On the eve of a new generation of access networks (4G) and increased connectivity between networks of different characteristics commonly called hybrid (satellite, ad-hoc, sensors, wired, WIMAX, LAN, etc.), it is necessary to transfer mechanisms of mobility to future generations of networks. In order to achieve this, it is essential to carry out a comprehensive evaluation of the performance of current protocols and the diverse topologies to suit the new mobility conditions

Quality aspects of Internet telephony

Internet telephony has had a tremendous impact on how people communicate. Many now maintain contact using some form of Internet telephony. Therefore the motivation for this work has been to address the quality aspects of real-world Internet telephony for both fixed and wireless telecommunication. The focus has been on the quality aspects of voice communication, since poor quality leads often to user dissatisfaction. The scope of the work has been broad in order to address the main factors within IP-based voice communication. The first four chapters of this dissertation constitute the background material. The first chapter outlines where Internet telephony is deployed today. It also motivates the topics and techniques used in this research. The second chapter provides the background on Internet telephony including signalling, speech coding and voice Internetworking. The third chapter focuses solely on quality measures for packetised voice systems and finally the fourth chapter is devoted to the history of voice research. The appendix of this dissertation constitutes the research contributions. It includes an examination of the access network, focusing on how calls are multiplexed in wired and wireless systems. Subsequently in the wireless case, we consider how to handover calls from 802.11 networks to the cellular infrastructure. We then consider the Internet backbone where most of our work is devoted to measurements specifically for Internet telephony. The applications of these measurements have been estimating telephony arrival processes, measuring call quality, and quantifying the trend in Internet telephony quality over several years. We also consider the end systems, since they are responsible for reconstructing a voice stream given loss and delay constraints. Finally we estimate voice quality using the ITU proposal PESQ and the packet loss process. The main contribution of this work is a systematic examination of Internet telephony. We describe several methods to enable adaptable solutions for maintaining consistent voice quality. We have also found that relatively small technical changes can lead to substantial user quality improvements. A second contribution of this work is a suite of software tools designed to ascertain voice quality in IP networks. Some of these tools are in use within commercial systems today

A methodology for obtaining More Realistic Cross-Layer QoS Measurements in mobile networks: A VoIP over LTE Use Case

Los servicios de voz han sido durante mucho tiempo la primera fuente de ingresos para los operadores móviles. Incluso con el protagonismo creciente del tráfico de datos, los servicios de voz seguirán jugando un papel importante y no desaparecerán con la transición a redes basadas en el protocolo IP. Por otra parte, hace años que los principales actores en la industria móvil detectaron claramente que los usuarios no aceptarían una degradación en la calidad de los servicios de voz. Es por esto que resulta crítico garantizar la experiencia de usuario (QoE) en la transición a redes de nueva generación basadas en conmutación de paquetes. El trabajo realizado durante esta tesis ha buscado analizar el comportamiento y las dependencias de los diferentes servicios de Voz sobre IP (VoIP), así como identificar configuraciones óptimas, mejoras potenciales y metodologías que permitan asegurar niveles de calidad aceptables al mismo tiempo que se trate de minimizar los costes. La caracterización del rendimiento del tráfico de datos en redes móviles desde el punto de vista de los usuarios finales es un proceso costoso que implica la monitorización y análisis de un amplio rango de protocolos y parámetros con complejas dependencias. Para abordar desde la raíz este problema, se requiere realizar medidas que relacionen y correlen el comportamiento de las diferentes capas. La metodología de caracterización propuesta en esta tesis proporciona la posibilidad de recoger información clave para la resolución de problemas en las comunicaciones IP, relaciolándola con efectos asociados a la propagación radio, como cambios de celda o pérdida de enlaces, o con carga de la red y limitaciones de recursos en zonas geográficas específicas. Dicha metodología se sustenta en la utilización de herramientas nativas de monitorización y registro de información en smartphones, y la aplicación de cadenas de herramientas para la experimentación extensiva tanto en redes reales y como en entornos de prueba controlados. Con los resultados proporcionados por esta serie de herramientas, tanto operadores móviles y proveedores de servicio como desarrolladores móviles podrían ganar acceso a información sobre la experiencia real del usuario y sobre cómo mejorar la cobertura, optimizar los servicios y adaptar el funcionamiento de las aplicaciones y el uso de protocolos móviles basados en IP en este contexto. Las principales contribuciones de las herramientas y métodos introducidos en esta tesis son los siguientes: - Una herramienta de monitorización multicapa para smartphones Android, llamada TestelDroid, que permite la captura de indicadores clave de rendimiento desde el propio equipo de usuario. Asimismo proporciona la capacidad de generar tráfico de forma activa y de verificar el estado de alcanzabilidad del terminal, realizando pruebas de conectividad. - Una metodología de post-procesado para correlar la información presente en las diferentes capas de las medidas realizadas. De igual forma, se proporciona la opción a los usuarios de acceder directamente a la información sobre el tráfico IP y las medidas radio y de aplicar metodologías propias para la obtención de métricas. - Se ha realizado la aplicación de la metodología y de las herramientas usando como caso de uso el estudio y evaluación del rendimiento de las comunicaciones basadas en IP a bordo de trenes de alta velocidad. - Se ha contribuido a la creación de un entorno de prueba realista y altamente configurable para la realización de experimentos avanzados sobre LTE. - Se han detectado posibles sinergias en la utilización de instrumentación avanzada de I+D en el campo de las comunicaciones móviles, tanto para la enseñanza como para la investigación en un entorno universitario