On the Real-Time Hardware Implementation Feasibility of Joint Radio Resource Management Policies for Heterogeneous Wireless Networks

The study and design of Joint Radio Resource Management (JRRM) techniques is a key and challenging aspect in future heterogeneous wireless systems where different Radio Access Technologies will physically coexist. In these systems, the total available radio resources need to be used in a coordinated way to guarantee adequate satisfaction levels to all users, and maximize the system revenues. In addition to carry out an efficient use of the available radio resources, JRRM algorithms need to exhibit good computational performance to guarantee their future implementation viability. In this context, this paper proposes novel JRRM techniques based on linear programming techniques, and investigates their computational cost when implemented in DSP platforms commonly used in mobile base stations. The obtained results demonstrate the feasibility to implement the proposed JRRM algorithms in future heterogeneous wireless systems

Effect of multiple simultaneous HSDPA users on HSDPA end-user performance for non-real time services in one cell system

HSDPA networks are currently being deployed; however, there is little knowledge about how these networks perform and behave, and which will the Quality of Service and Quality of Experience that users will achieve due to the fact that UEs share the downlink channel. Furthermore, HSDPA planning and dimensioning is being done through the traditional mechanisms to plan and dimension UMTS networks. These mechanisms do not provide, though, accurate results for HSDPA. This thesis will focus on doing progress in these two areas. A HSDPA simulator was built to find some answers. This simulator used a simplistic model to simulate the radio environment and HSDPA features at Node B. Besides, the simulator dynamically created web browsing traffic according to the traffic patterns specified by the 3GPP. Three main simulations were performed. First, the maximum number of HSDPA users that a HSDPA network can support was obtained for different mean cell throughputs. Results also showed that the relationship between the mean cell throughput and the maximum number of users is linear. Second, the effect of the amount of UEs in a HSDPA network was studied. Results showed how the network and end-user performance changed when the number of UEs differed from the maximum number of UEs. Simulations demonstrated that network and end-user performance decreases rapidly and significantly when the maximum number of UEs was exceeded. Finally, the mean session inter-arrival time was modified to observe how this traffic parameter affected the network and the end-user performance. Furthermore, different sets of number of UEs were used to find out any correlation between the number of UEs and the mean session inter-arrival time. Results showed how the mean session inter-arrival time was much more relevant for the network and end-user performance when the maximum number of UEs had been exceeded. Results will give a glimpse of how HSDPA can perform in real networks. Besides, this simulator can help operators and providers to plan and dimension HSDPA networks more accurately

Final report on the evaluation of RRM/CRRM algorithms

Deliverable public del projecte EVERESTThis deliverable provides a definition and a complete evaluation of the RRM/CRRM algorithms selected in D11 and D15, and evolved and refined on an iterative process. The evaluation will be carried out by means of simulations using the simulators provided at D07, and D14.Preprin

Power control for WCDMA

This project tries to introduce itself in the physical implementations that make possible the denominated third generation mobile technology. As well as to know the technology kind that makes possible, for example, a video-call in real time. During this project, the different phases passed from the election of WCDMA like the access method for UMTS will appear. Its coexistence with previous network GSM will be analyzed, where the compatibility between systems has been one of the most important aspects in the development of WCDMA, the involved standardization organisms in the process, as well as the different protocols that make the mobile communications within a network UTRAN possible. Special emphasis during the study of the great contribution that has offered WCDMA with respect to the control of power of the existing signals will be made. The future lines that are considered in the present, and other comment that already are in their last phase of development in the field of the mobile technology. UMTS through WCDMA can be summarized like a revolution of the air interface accompanied by a revolution in the network of their architecture

Common Radio Resource Management Strategies for Quality of Service Support in Heterogeneous Wireless Networks

Hoy en día existen varias tecnologías que coexisten en una misma zona formando un sistema heterogéneo. Además, este hecho se espera que se vuelva más acentuado con todas las nuevas tecnologías que se están estandarizando actualmente. Hasta ahora, generalmente son los usuarios los que eligen la tecnología a la que se van a conectar, ya sea configurando sus terminales o usando terminales distintos. Sin embargo, esta solución es incapaz de aprovechar al máximo todos los recursos. Para ello es necesario un nuevo conjunto de estrategias. Estas estrategias deben gestionar los recursos radioeléctricos conjuntamente y asegurar la satisfacción de la calidad de servicio de los usuarios. Siguiendo esta idea, esta Tesis propone dos nuevos algoritmos. El primero es un algoritmo de asignación dinámica de recusos conjunto (JDRA) capaz de asignar recursos a usuarios y de distribuir usuarios entre tecnologías al mismo tiempo. El algoritmo está formulado en términos de un problema de optimización multi-objetivo que se resuelve usando redes neuronales de Hopfield (HNNs). Las HNNs son interesantes ya que se supone que pueden alcanzar soluciones sub-óptimas en cortos periodos de tiempo. Sin embargo, implementaciones reales de las HNNs en ordenadores pierden esta rápida respuesta. Por ello, en esta Tesis se analizan las causas y se estudian posibles mejoras. El segundo algoritmo es un algoritmo de control de admisión conjunto (JCAC) que admite y rechaza usuarios teniendo en cuenta todas las tecnologías al mismo tiempo. La principal diferencia con otros algorimos propuestos es que éstos últimos toman las dicisiones de admisión en cada tecnología por separado. Por ello, se necesita de algún mecanismo para seleccionar la tecnología a la que los usuarios se van a conectar. Por el contrario, la técnica propuesta en esta Tesis es capaz de tomar decisiones en todo el sistema heterogéneo. Por lo tanto, los usuarios no se enlazan con ninguna tecnología antes de ser admitidos.Calabuig Soler, D. (2010). Common Radio Resource Management Strategies for Quality of Service Support in Heterogeneous Wireless Networks [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7348Palanci

Role of Wireless technology in mobile augmented reality system (MARS)

Not availabl

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

Service Continuity in 3GPP Mobile Networks

The mobile wireless communication network or cellular network landscape is changing gradually from homogeneous to heterogeneous. Future generation networks are envisioned to be a combination of diverse but complimentary access technologies, like GPRS, WCDMA/HSPA, LTE and WLAN. These technologies came up due to the need to increase capacity in cellular networks and recently driven by the proliferation of smart devices which require a lot of bandwidth. The traditional mechanisms to increase capacity in cellular networks have been to upgrade the networks by, e.g. adding small cells solutions or introducing new radio access technologies to regions requiring lots of capacity, but this has not eradicated the problem entirely. The integration of heterogeneous networks poses some challenges such as allocating resources efficiently and enabling seamless handovers between heterogeneous technologies. One issue which has become apparent recently with the proliferation of different link layer technologies is how service providers can offer a consistent service across heterogeneous networks. Service continuity between different radio access technologies systems is identified as one key research item.  The knowledge of the service offering in current and future networks, and supporting interworking technologies is paramount to understand how service continuity will be realized across different radio access technologies. We investigate the handover procedure and performance in current deployed 3GPP heterogeneous mobile networks (2G, 3G and 4G networks). We perform measurements in the field and the lab and measure the handover latency for User Datagram Protocol (UDP) and Transmission Control Protocol (TCP) applications. The results show that intersystem handover latencies in and across 2G and 3G radio access technologies are too long and have an impact on real time packet switched (PS) real-time services. We also investigate the current proposed interworking and handover schemes in 2G, 3G and 4G networks and present their limitations. We further highlight some open issues that still need to be addressed in order to improve handover performance and provide service continuity across heterogeneous mobile wireless networks such as selection of optimal radio access technology and adaptation of multimedia transmission over heterogeneous technologies. We present the enhancements required to enable service continuity and provide a better quality of user experience. 

WCDMA Mobility Troubleshooting Studies and Enhancements

Mobiliteetti on yksi WCDMA-teknologian menestyksen avaintekijöistä. Saumattoman liikkuvuuden ylläpitämiseksi radioresurssien hallinnan algoritmit ovat tärkeässä roolissa verkon hallinnassa. Yhdessä pääsyvalvonnan, kuormavalvonnan, pakettiskedulerin, resurssimanagerin ja tehovalvonnan kanssa kanavanvaihtoalgoritmit vastaavat laadukkaan, katkeamattoman yhteyden ylläpidosta. Nämä algoritmit on toteutettu radioverkko-ohjaimen (RNC) ohjelmistossa. Ohjelmiston elinkaaren aikana ohjelmiston eri osissa kohdataan erilaisia haasteita. Ohjelmiston lisäksi ongelmia voi löytyä myös radioverkon suunnittelusta, verkkolaitteistosta tai päätelaitteista. Kaikkien näiden ongelmien analysointiin vaaditaan kokeneita R&D-insinöörejä, eikä ongelmien varsinaisen aiheuttajan löytäminen usein ole yksinkertaista. Tämän takia erilaiset vianetsintätyökalut ovat ohjelmistokehityksessä ensisijaisen tärkeitä. Tämä diplomityö analysoi jo käytössä olevia vianetsintämenetelmiä NSN-WCDMA-Control Plane-Handover Algorithm -ryhmässä sekä esittää erilaisia paranneltuja ratkaisuja näihin menetelmiin. Tämän diplomityön tuloksena muutamia paranneltuja ratkaisuja toteutettiin ja muutamia muita ratkaisumalleja analysoitiin. Vianetsintätyökalujen sekä -menetelmien kehitys jatkuu tarkastellussa ohjelmistokehitysryhmässä myös tämän diplomityön valmistumisen jälkeen.Mobility is the key success area in WCDMA technology. To maintain seamless mobility, Radio Resource Management algorithms are essential in network management. Together with Admission Control, Load Control, Packet Scheduler, Resource Manager and Power Control algorithms, Handover Control algorithms are responsible for high quality seamless communication. These algorithms take place in the Radio Network Controller software. In software life-cycle there can be challenges related with different software program blocks. Other than software problems there can also be radio network planning problems, hardware problems and user-equipment related problems. Those issues have to be analyzed by experienced R&D engineers. Usually it is not straightforward to investigate what is the root cause. Because of this reason troubleshooting tools play a vital role in software development. This thesis analyzes the existing troubleshooting solutions in NSN-WCDMA-Control Plane-Handover Algorithm team and proposes enhanced solutions for those needs. As a result of this thesis, some of the enhanced solutions are implemented and analyses for the other solutions are provided. Development of troubleshooting tools and methodology will continue in the software development team after the completion of this thesis