5th Generation mobile networks: a new opportunity for the convergence of mobile broadband and broadcast services

© 2015 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works.[EN] This article analyzes the challenges and opportunities that the upcoming definition of future 5G mobile networks brings to the mobile broadband and broadcast industries to form a single converged network. It reviews the state-of-the-art in mobile and broadcast technologies and the current trends for convergence between both industries. This article describes the requirements and functionalities that the future 5G must address in order to make an efficient and flexible cellular-broadcasting convergence. Both industries would benefit from this convergence by exploiting synergies and enabling an optimum use of spectrum based on coordinated spectrum sharing.The authors would like to thank the funding received from the Spanish Ministry of Science and Innovation within the Project number TEC2011-27723-C02-02.Calabuig Gaspar, J.; Monserrat Del Río, JF.; Gómez Barquero, D. (2015). 5th Generation mobile networks: a new opportunity for the convergence of mobile broadband and broadcast services. IEEE Communications Magazine. 53(2):198-205. https://doi.org/10.1109/MCOM.2015.7045409S19820553

Redes de nova geração e o serviço universal de telecomunicações em Portugal

Doutoramento em Engenharia EletrónicaThis thesis addresses the issue of Universal Service for telecommunications in the context of the access networks of next generation. This work aims to contribute to the redefinition of the concept of universal telecommunications service focusing primarily on extending it to broadband services as economic and social development factor and taking into account the degree of dependence that currently, modern societies have for the different communication and information services. Complementarily it also intended to meet some of the challenges set out in the European 2020 agenda. Universal Service is defined here as access to a telecommunications network (with obligations in terms of type and quality of service for the operator), by of all citizens at any country's geographical location, with uniform and accessible price. The approach adopted is the State as a mentor for social equity, respectful of the liberalized market dynamics but also knowledgeable of the requirements of modern telecommunications services and its relationship with the different technologies available. The possibility of subsidizing is assumed. The Universal Service´s provision is subject to open to all operators, which are assumed to possess other profitability businesses, than the Universal Service, using technologies similar to those prescribed for the respective Universal Service provision contest. Although the work has components of economic and financial analysis, the approach is the engineering point of view, looking for help to identify technical and organizational solutions which offer prospects for the dissemination and adoption of next generation network solutions. As a point of departure the work gives an overview on the state of the art access networks , trying to identify which of the differences between this reality and possible scenarios for next-generation network with potential access to the generality of the people . The case of the Portuguese reality will be given special attention, taking into account their specific characteristics in terms of geography, demography, economics and market dynamics. The main results of this work are: • Identification of possible scenarios for the evolution of existing networks, in particular in areas with deficit coverage. • Identification of possible operating models and business to the materialization of the above scenarios developed and its economic analysis in an attempt to determine the critical factors associated with sustainability and / or need for subsidies. • Contribution to the regulatory framework of new generation networks from the point of view of the constraints of technology and the specifics of the Universal Service.Esta tese aborda a questão do serviço universal de telecomunicações no contexto das redes de acesso de nova geração. Este trabalho pretende contribuir para a redefinição do conceito de Serviço Universal de Telecomunicações concentrando-se principalmente em estendê-lo a serviços de banda larga como factor de desenvolvimento económico e social e tendo em conta o grau de dependência que, actualmente, as sociedades modernas têm em relação aos diferentes serviços de comunicação e informação. De forma complementar pretende-se também ir ao encontro de alguns dos desafios enunciados na Agenda Europeia 2020. Serviço Universal é aqui definido como o acesso a uma rede de telecomunicações (com obrigações em termos de tipo e qualidade de serviço para o operador), por parte de todos os cidadãos, em qualquer localização geográfica do país, a preços uniformes e acessíveis. A perspectiva adoptada é a Estatal como mentor da equidade social, respeitador das dinâmicas de mercado liberalizado mas também conhecedor dos requisitos dos modernos serviços de telecomunicações e da sua relação com as diferentes tecnologias disponíveis. A possibilidade de subsidiação é assumida. A prestação de Serviço Universal é sujeita a concurso aberto a todos os operadores, que se assume possuírem outros negócios, que não apenas o Serviço Universal, com rentabilidade e usando tecnologias semelhantes às preconizadas para a respectiva prestação de Serviço Universal. Embora o trabalho desenvolvido tenha componentes de análise económico-financeira, a abordagem utilizada é a de engenharia, procurando contribuir para a identificação de soluções técnicas e organizacionais que possam oferecer perspectivas sustentáveis para a disseminação e adopção das soluções redes de nova geração. Como ponto de partida o trabalho apresenta uma visão geral sobre o estado da arte das redes de acesso, procurando identificar quais os diferenciais existentes entre essa realidade e a de possíveis cenários de rede de próxima geração com potencial de acesso para a generalidade dos cidadãos. O caso da realidade Portuguesa será objecto de uma atenção especial, tendo em consideração as suas especificidades em termos de geografia, demografia, economia e dinâmicas do mercado. Os principais resultados deste trabalho são os seguintes: • Identificação de possíveis cenários para a evolução das redes actuais, nomeadamente em áreas com deficit de cobertura de rede. • Identificação de possíveis modelos de operação e negócio para a materialização dos cenários acima desenvolvidos e respectiva análise económica, como tentativa de determinar os factores críticos associados à sua sustentabilidade e /ou necessidade de subsidiação. • Contributo para o quadro regulatório das Redes de Nova Geração sob o ponto de vista dos constrangimentos das tecnologias e das especificidades do Serviço Universal

SDN/NFV-enabled satellite communications networks: opportunities, scenarios and challenges

In the context of next generation 5G networks, the satellite industry is clearly committed to revisit and revamp the role of satellite communications. As major drivers in the evolution of (terrestrial) fixed and mobile networks, Software Defined Networking (SDN) and Network Function Virtualisation (NFV) technologies are also being positioned as central technology enablers towards improved and more flexible integration of satellite and terrestrial segments, providing satellite network further service innovation and business agility by advanced network resources management techniques. Through the analysis of scenarios and use cases, this paper provides a description of the benefits that SDN/NFV technologies can bring into satellite communications towards 5G. Three scenarios are presented and analysed to delineate different potential improvement areas pursued through the introduction of SDN/NFV technologies in the satellite ground segment domain. Within each scenario, a number of use cases are developed to gain further insight into specific capabilities and to identify the technical challenges stemming from them.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

5G and beyond networks

This chapter investigates the Network Layer aspects that will characterize the merger of the cellular paradigm and the IoT architectures, in the context of the evolution towards 5G-and-beyond, including some promising emerging services as Unmanned Aerial Vehicles or Base Stations, and V2X communications

Role of satellite communications in 5G ecosystem: perspectives and challenges

The next generation of mobile radio communication systems – so-called 5G – will provide some major changes to those generations to date. The ability to cope with huge increases in data traffic at reduced latencies and improved quality of user experience together with a major reduction in energy usage are big challenges. In addition, future systems will need to embody connections to billions of objects – the so-called Internet of Things (IoT) which raises new challenges.Visions of 5G are now available from regions across the world and research is ongoing towards new standards. The consensus is a flatter architecture that adds a dense network of small cells operating in the millimetre wave bands and which are adaptable and software controlled. But what is the place for satellites in such a vision? The chapter examines several potential roles for satellites in 5G including coverage extension, IoT, providing resilience, content caching and multi-cast, and the integrated architecture. Furthermore, the recent advances in satellite communications together with the challenges associated with the use of satellite in the integrated satellite-terrestrial architecture are also discussed

COST EFFICIENT PROVISIONING OF MASS MOBILE MULTIMEDIA SERVICES IN HYBRID CELLULAR AND BROADCASTING SYSTEMS

Uno de los retos a los que se enfrenta la industria de las comunicaciones móviles e inalámbricas es proporcionar servicios multimedia masivos a bajo coste, haciéndolos asequibles para los usuarios y rentables a los operadores. El servicio más representativo es el de TV móvil, el cual se espera que sea una aplicación clave en las futuras redes móviles. Actualmente las redes celulares no pueden soportar un consumo a gran escala de este tipo de servicios, y las nuevas redes de radiodifusión móvil son muy costosas de desplegar debido a la gran inversión en infraestructura de red necesaria para proporcionar niveles aceptables de cobertura. Esta tesis doctoral aborda el problema de la provisión eficiente de servicios multimedia masivos a dispositivos móviles y portables utilizando la infraestructura de radiodifusión y celular existente. La tesis contempla las tecnologías comerciales de última generación para la radiodifusión móvil (DVB-H) y para las redes celulares (redes 3G+ con HSDPA y MBMS), aunque se centra principalmente en DVB-H. El principal paradigma propuesto para proporcionar servicios multimedia masivos a bajo coste es evitar el despliegue de una red DVB-H con alta capacidad y cobertura desde el inicio. En su lugar se propone realizar un despliegue progresivo de la infraestructura DVB-H siguiendo la demanda de los usuarios. Bajo este contexto, la red celular es fundamental para evitar sobre-dimensionar la red DVB-H en capacidad y también en áreas con una baja densidad de usuarios hasta que el despliegue de un transmisor o un repetidor DVB-H sea necesario. Como principal solución tecnológica la tesis propone realizar una codificación multi-burst en DVB-H utilizando códigos Raptor. El objetivo es explotar la diversidad temporal del canal móvil para aumentar la robustez de la señal y, por tanto, el nivel de cobertura, a costa de incrementar la latencia de la red.Gómez Barquero, D. (2009). COST EFFICIENT PROVISIONING OF MASS MOBILE MULTIMEDIA SERVICES IN HYBRID CELLULAR AND BROADCASTING SYSTEMS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6881Palanci

Impacto das comunicações M2M em redes celulares de telecomunicações

Mestrado em Engenharia Electrónica e de TelecomunicaçõesAs comunicações Máquina-Máquina (M2M) apresentam um crescimento muito significativo e algumas projeções apontam para que esta tendência se acentue drasticamente ao longo dos próximos anos. O tráfego gerado por este tipo de comunicações tem caraterísticas muito diferentes do tráfego de dados, ou voz, que atualmente circula nas redes celulares de telecomunicações. Assim, é fundamental estudar as caraterísticas dos tipos de tráfego associados com comunicações M2M, por forma a compreender os efeitos que tais caraterísticas podem provocar nas redes celulares de telecomunicações. Esta dissertação procura identificar e estudar algumas das caraterísticas do tráfego M2M, com especial enfoque na sinalização gerada por serviços M2M. Como resultado principal deste trabalho surge o desenvolvimento de modelos que permitem a construção de uma ferramenta analítica de orquestração de serviços e análise de rede. Esta ferramenta permite orquestrar serviços e modelar padrões de tráfego numa rede UMTS, possibilitando uma análise simultânea aos efeitos produzidos no segmento core da mesma rede. Ao longo deste trabalho procura-se que a abordagem aos problemas apresentados permita que os resultados obtidos sejam válidos, ou adaptáveis, num âmbito mais abrangente do que apenas as comunicações M2M.Machine to Machine (M2M) communications present significant growth and some projections indicate that this trend is going to increase dramatically over the coming years. The traffic generated by this type of communication has very different characteristics when compared to data or voice traffic currently going through cellular telecommunications networks. Thus, it is essential to study the characteristics of traffic associated with M2M communications in order to understand the effects that its features can imply to cellular telecommunications networks. This dissertation tries to identify and study some of the characteristics of M2M traffic, with particular focus on signaling generated by M2M services. A number of models, that enable the development of an analytic tool for service orchestration and network analysis, are presented. This tool enables service orchestration and traffic modeling on a UMTS network, with simultaneous visualization of the impacts on the core of such network. The work presented in this document seeks to approach the problems at study in ways ensuring that its outcomes are valid for a wider scope than just M2M communications

Análise técnico-económica de redes de acesso : ferramentas de decisão

Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesO recente crescimento de consumo de internet e televisão por cabo desencadeou a necessidade de novas redes de acesso. O mundo das telecomunicações tornou-se num negócio competitivo entre as operadoras. As estratégias de competitividade são agora com baseadas em qualidade do serviço e na acessibilidade dos preços a todas as categorias da população. Para garantir estes requisitos é necessário inovar em equipamentos e meios de distribuição. A implantação de novas redes de acesso tornou-se crucial na sociedade, mas a recente crise económica mundial forçou um dimensionamento cuidado para garantir o máximo lucro possível no negócio. Portanto esta dissertação apresenta uma análise económica e financeira da implementação de uma rede HFC. Mostra a estrutura da rede e as suas características tecnológicas, além disso explica como lidar com problemas no dimensionamento da rede: a incerteza espacial associada ao processo de adesão dos utilizadores e como lidar com consumo em excesso de largura de banda, também causado pelos utilizadores. Por fim realiza o estudo da instalação da rede HFC em três tipos diferentes de cenários e expondo os resultados económicos obtidos, permitindo a conclusão sobre a viabilidade destes projetos.The recent growth in Data Traffic and Cable Tv consumption triggered the need for new access networks and the world of Telecommunications has become a very competitive business among service providers. The strategies of competitiveness are now based on quality of services and affordable prices to all classes of the population. To guarantee these requirements, an equipment and distribution facilities innovation was necessary. The deployment of Next Generation Access Networks (NGA) has become crucial in society, but the recent world economic crisis has forced a careful dimensioning to produce the most profit possible with small investments. This dissertation presents a techno-economic analysis of a HFC network implementation. The network structure and technologic characteristics are presented, along with explanation of how to deal with problems in the network dimensioning: as spatial uncertainty associated with the adhesion process of the users and the surplus consumption of bandwidth by them. Finally, the study of the network implementation in three different sorts of areas is shown and the economic results obtained are exposed, providing the viability of these projects