EVEREST IST - 2002 - 00185 : D23 : final report

Deliverable públic del projecte europeu EVERESTThis deliverable constitutes the final report of the project IST-2002-001858 EVEREST. After its successful completion, the project presents this document that firstly summarizes the context, goal and the approach objective of the project. Then it presents a concise summary of the major goals and results, as well as highlights the most valuable lessons derived form the project work. A list of deliverables and publications is included in the annex.Postprint (published version

Overview of UMTS network evolution through radio and transmission feature validation

This project is based on several UMTS network feature validation with the aim to provide an end-to-end in-depth knowledge overview gained in parallel in the areas of radio network mobility processes (cell camping and inter-system handover), Quality of Service improvement for HSPA data users and transport network evolution towards the All-IP era.Hardware and software validation is a key step in the relationship between the mobile network operator and the vendor. Through this verification process, while executing that functionality or testing a specific hardware, the difference between the actual result and expected result can be better understood and, in turn, this in-depth knowledge acquisition is translated into a tailored usage of the product in the operator’s live network. As a result, validation helps in building a better product as per the customer’s requirement and helps satisfying their needs, which positively impacts in the future evolution of the vendor product roadmap implementation process for a specific customer. This project is based on several Universal Mobile Telecommunication Services (UMTS) network feature validation with the aim to provide an end-to-end in-depth knowledge overview gained in parallel in the areas of radio network mobility processes (cell camping and inter-system handover), Quality of Service improvement for High Speed Downlink Packet Access (HSPA) data users and transport network evolution towards the All-IP era.Las campañas de validación hardware y software son un paso clave en las relaciones comerciales establecidas entre un operador de telecomunicaciones y su proveedor de equipos de red. Durante los procesos de certificación, mientras se ejecuta una funcionalidad software o se valida un determinado hardware, se obtiene un conocimiento profundo de la diferencia entre el resultado obtenido y el esperado, repercutiendo directamente en un uso a medida de dicha funcionalidad o hardware en la propia red del cliente. Como consecuencia de lo anterior, podemos aseverar que los procesos de validación permiten en gran medida al proveedor adaptarse mejor a los requerimientos del cliente, ayudando a satisfacer realmente sus necesidades. Esto implica directamente un impacto positivo en la futura evolución del portfolio que el fabricante ofrece a un determinado cliente. Este proyecto está basado en la validación de diferentes funcionalidades de red UMTS, cuyo objetivo es proporcionar un conocimiento global de distintos aspectos que conforman el funcionamiento de una red de telecomunicaciones 3G, como son los procesos de movilidad de acceso radio (acampado de red y handover inter-sistema), las mejoras en la calidad de servicio para usuarios de datos HSPA y la convergencia de la red de transporte hacia la era IP.Els processos de validació hardware i software són un punt clau en les relacions comercials establertes entre un operador de telecomunicaciones i el proveïdor d'equipament de la xarxa. En el transcurs dels processos de certificació, a la mateixa vegada que s'executa una funcionalitat software o es valida un determinat hardware, s'obtenen grans coneixements respecte la diferència entre el resultat obtingut i l'esperat, que són d'aplicació directa a l'hora d'establir un ús adpatat a la xarxa del client. En conseqüència, podem asseverar que les campanyes de validació permeten en gran mesura al proveïdor adaptar-se millor als requeriments del client, ajudant a satisfer realment les seves necessitats. Això implica directament un impacte positiu en la futura evol.lució del portfoli que el fabricant ofereix a un determinat client. Aquest projecte es basa en la presentació d'un procès de validació de diferents funcionalitats relacionades amb la xarxa UMTS, amb l'objectiu de proporcionar un coneixement global de la varietat d'aspectes que conformen el funcionament d'una xarxa de telecomunicacions 3G, com són els processos de mobilitat en accès radio (acampat de l'usuari i handover inter-sistema), millores en la qualitat de servei per a usuaris de dades HSPA i la convergència de la xarxa de transport cap a l'era IP

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

Optimizing IETF multimedia signaling protocols and architectures in 3GPP networks : an evolutionary approach

Signaling in Next Generation IP-based networks heavily relies in the family of multimedia signaling protocols defined by IETF. Two of these signaling protocols are RTSP and SIP, which are text-based, client-server, request-response signaling protocols aimed at enabling multimedia sessions over IP networks. RTSP was conceived to set up streaming sessions from a Content / Streaming Server to a Streaming Client, while SIP was conceived to set up media (e.g.: voice, video, chat, file sharing, …) sessions among users. However, their scope has evolved and expanded over time to cover virtually any type of content and media session. As mobile networks progressively evolved towards an IP-only (All-IP) concept, particularly in 4G and 5G networks, 3GPP had to select IP-based signaling protocols for core mobile services, as opposed to traditional SS7-based protocols used in the circuit-switched domain in use in 2G and 3G networks. In that context, rather than reinventing the wheel, 3GPP decided to leverage Internet protocols and the work carried on by the IETF. Hence, it was not surprise that when 3GPP defined the so-called Packet-switched Streaming Service (PSS) for real-time continuous media delivery, it selected RTSP as its signaling protocol and, more importantly, SIP was eventually selected as the core signaling protocol for all multimedia core services in the mobile (All-)IP domain. This 3GPP decision to use off-the-shelf IETF-standardized signaling protocols has been a key cornerstone for the future of All-IP fixed / mobile networks convergence and Next Generation Networks (NGN) in general. In this context, the main goal of our work has been analyzing how such general purpose IP multimedia signaling protocols are deployed and behave over 3GPP mobile networks. Effectively, usage of IP protocols is key to enable cross-vendor interoperability. On the other hand, due to the specific nature of the mobile domain, there are scenarios where it might be possible to leverage some additional “context” to enhance the performance of such protocols in the particular case of mobile networks. With this idea in mind, the bulk of this thesis work has consisted on analyzing and optimizing the performance of SIP and RTSP multimedia signaling protocols and defining optimized deployment architectures, with particular focus on the 3GPP PSS and the 3GPP Mission Critical Push-to-Talk (MCPTT) service. This work was preceded by a detailed analysis work of the performance of underlying IP, UDP and TCP protocol performance over 3GPP networks, which provided the best baseline for the future work around IP multimedia signaling protocols. Our contributions include the proposal of new optimizations to enhance multimedia streaming session setup procedures, detailed analysis and optimizations of a SIP-based Presence service and, finally, the definition of new use cases and optimized deployment architectures for the 3GPP MCPTT service. All this work has been published in the form of one book, three papers published in JCR cited International Journals, 5 articles published in International Conferences, one paper published in a National Conference and one awarded patent. This thesis work provides a detailed description of all contributions plus a comprehensive overview of their context, the guiding principles beneath all contributions, their applicability to different network deployment technologies (from 2.5G to 5G), a detailed overview of the related OMA and 3GPP architectures, services and design principles. Last but not least, the potential evolution of this research work into the 5G domain is also outlined as well.Els mecanismes de Senyalització en xarxes de nova generació es fonamenten en protocols de senyalització definits per IETF. En particular, SIP i RTSP són dos protocols extensibles basats en missatges de text i paradigma petició-resposta. RTSP va ser concebut per a establir sessions de streaming de continguts, mentre SIP va ser creat inicialment per a facilitar l’establiment de sessions multimèdia (veu, vídeo, xat, compartició) entre usuaris. Tot i així, el seu àmbit d’aplicació s’ha anat expandint i evolucionant fins a cobrir virtualment qualsevol tipus de contingut i sessió multimèdia. A mesura que les xarxes mòbils han anat evolucionant cap a un paradigma “All-IP”, particularment en xarxes 4G i 5G, 3GPP va seleccionar els protocols i arquitectures destinats a gestionar la senyalització dels serveis mòbils presents i futurs. En un moment determinat 3GPP decideix que, a diferència dels sistemes 2G i 3G que fan servir protocols basats en SS7, els sistemes de nova generació farien servir protocols estandarditzats per IETF. Quan 3GPP va començar a estandarditzar el servei de Streaming sobre xarxes mòbils PSS (Packet-switched Streaming Service) va escollir el protocol RTSP com a mecanisme de senyalització. Encara més significatiu, el protocol SIP va ser escollit com a mecanisme de senyalització per a IMS (IP Multimedia Subsystem), l’arquitectura de nova generació que substituirà la xarxa telefònica tradicional i permetrà el desplegament de nous serveis multimèdia. La decisió per part de 3GPP de seleccionar protocols estàndards definits per IETF ha representat una fita cabdal per a la convergència del sistemes All-IP fixes i mòbils, i per al desenvolupament de xarxes NGN (Next Generation Networks) en general. En aquest context, el nostre objectiu inicial ha estat analitzar com aquests protocols de senyalització multimèdia, dissenyats per a xarxes IP genèriques, es comporten sobre xarxes mòbils 3GPP. Efectivament, l’ús de protocols IP és fonamental de cara a facilitar la interoperabilitat de solucions diferents. Per altra banda, hi ha escenaris a on és possible aprofitar informació de “context” addicional per a millorar el comportament d’aquests protocols en al cas particular de xarxes mòbils. El cos principal del treball de la tesi ha consistit en l’anàlisi i optimització del rendiment dels protocols de senyalització multimèdia SIP i RTSP, i la definició d’arquitectures de desplegament, amb èmfasi en els serveis 3GPP PSS i 3GPP Mission Critical Push-to-Talk (MCPTT). Aquest treball ha estat precedit per una feina d’anàlisi detallada del comportament dels protocols IP, TCP i UDP sobre xarxes 3GPP, que va proporcionar els fonaments adequats per a la posterior tasca d’anàlisi de protocols de senyalització sobre xarxes mòbils. Les contribucions inclouen la proposta de noves optimitzacions per a millorar els procediments d’establiment de sessions de streaming multimèdia, l’anàlisi detallat i optimització del servei de Presència basat en SIP i la definició de nous casos d’ús i exemples de desplegament d’arquitectures optimitzades per al servei 3GPP MCPTT. Aquestes contribucions ha quedat reflectides en un llibre, tres articles publicats en Revistes Internacionals amb índex JCR, 5 articles publicats en Conferències Internacionals, un article publicat en Congrés Nacional i l’adjudicació d’una patent. La tesi proporciona una descripció detallada de totes les contribucions, així com un exhaustiu repàs del seu context, dels principis fonamentals subjacents a totes les contribucions, la seva aplicabilitat a diferents tipus de desplegaments de xarxa (des de 2.5G a 5G), així una presentació detallada de les arquitectures associades definides per organismes com OMA o 3GPP. Finalment també es presenta l’evolució potencial de la tasca de recerca cap a sistemes 5G.Postprint (published version

Intelligent adaptive bandwidth provisioning for quality of service in umts core networks

Master'sMASTER OF ENGINEERIN

Telecommunications Networks

This book guides readers through the basics of rapidly emerging networks to more advanced concepts and future expectations of Telecommunications Networks. It identifies and examines the most pressing research issues in Telecommunications and it contains chapters written by leading researchers, academics and industry professionals. Telecommunications Networks - Current Status and Future Trends covers surveys of recent publications that investigate key areas of interest such as: IMS, eTOM, 3G/4G, optimization problems, modeling, simulation, quality of service, etc. This book, that is suitable for both PhD and master students, is organized into six sections: New Generation Networks, Quality of Services, Sensor Networks, Telecommunications, Traffic Engineering and Routing

End-to-end admission control of multiclass traffic in WCDMA mobile network and wireline differentiated services

Master'sMASTER OF ENGINEERIN

Comparison of vertical handover decision-based techniques in heterogeneous networks

Industry leaders are currently setting out standards for 5G Networks projected for 2020 or even sooner. Future generation networks will be heterogeneous in nature because no single network type is capable of optimally meeting all the rapid changes in customer demands. Heterogeneous networks are typically characterized by some network architecture, base stations of varying transmission power, transmission solutions and the deployment of a mix of technologies (multiple radio access technologies). In heterogeneous networks, the processes involved when a mobile node successfully switches from one radio access technology to the other for the purpose of quality of service continuity is termed vertical handover or vertical handoff. Active calls that get dropped, or cases where there is discontinuity of service experienced by mobile users can be attributed to the phenomenon of delayed handover or an outright case of an unsuccessful handover procedure. This dissertation analyses the performance of a fuzzy-based VHO algorithm scheme in a Wi-Fi, WiMAX, UMTS and LTE integrated network using the OMNeT++ discrete event simulator. The loose coupling type network architecture is adopted and results of the simulation are analysed and compared for the two major categories of handover basis; multiple and single criteria based handover methods. The key performance indices from the simulations showed better overall throughput, better call dropped rate and shorter handover time duration for the multiple criteria based decision method compared to the single criteria based technique. This work also touches on current trends, challenges in area of seamless handover and initiatives for future Networks (Next Generation Heterogeneous Networks)