Middleware de comunicações para a internet móvel futura

Doutoramento em Informática (MAP-I)A evolução constante em novas tecnologias que providenciam suporte à forma como os nossos dispositivos se ligam, bem como a forma como utilizamos diferentes capacidades e serviços on-line, criou um conjunto sem precedentes de novos desafios que motivam o desenvolvimento de uma recente área de investigação, denominada de Internet Futura. Nesta nova área de investigação, novos aspectos arquiteturais estão ser desenvolvidos, os quais, através da re-estruturação de componentes nucleares subjacentesa que compõem a Internet, progride-a de uma forma capaz de não são fazer face a estes novos desafios, mas também de a preparar para os desafios de amanhã. Aspectos chave pertencendo a este conjunto de desafios são os ambientes de rede heterogéneos compostos por diferentes tipos de redes de acesso, a cada vez maior mudança do tráfego peer-to-peer (P2P) como o tipo de tráfego mais utilizado na Internet, a orquestração de cenários da Internet das Coisas (IoT) que exploram mecanismos de interação Maquinaa-Maquina (M2M), e a utilização de mechanismos centrados na informação (ICN). Esta tese apresenta uma nova arquitetura capaz de simultaneamente fazer face a estes desafios, evoluindo os procedimentos de conectividade e entidades envolvidas, através da adição de uma camada de middleware, que age como um mecanismo de gestão de controlo avançado. Este mecanismo de gestão de controlo aproxima as entidades de alto nível (tais como serviços, aplicações, entidades de gestão de mobilidade, operações de encaminhamento, etc.) com as componentes das camadas de baixo nível (por exemplo, camadas de ligação, sensores e atuadores), permitindo uma otimização conjunta dos procedimentos de ligação subjacentes. Os resultados obtidos não só sublinham a flexibilidade dos mecanismos que compoem a arquitetura, mas também a sua capacidade de providenciar aumentos de performance quando comparados com outras soluÇÕes de funcionamento especÍfico, enquanto permite um maior leque de cenáios e aplicações.The constant evolution in new technologies that support the way our devices are able to connect, as well the way we use available on-line services and capabilities, has created a set of unprecedented new challenges that motivated the development of a recent research trend known as the Future Internet. In this research trend, new architectural aspects are being developed which, through the restructure of underlying core aspects composing the Internet, reshapes it in a way capable of not only facing these new challenges, but also preparing it to tackle tomorrow’s new set of complex issues. Key aspects belonging to this set of challenges are heterogeneous networking environments composed by di↵erent kinds of wireless access networks, the evergrowing change from peer-to-peer (P2P) to video as the most used kind of traffic in the Internet, the orchestration of Internet of Things (IoT) scenarios exploiting Machine-to-Machine (M2M) interactions, and the usage of Information-Centric Networking (ICN). This thesis presents a novel framework able to simultaneous tackle these challenges, empowering connectivity procedures and entities with a middleware acting as an advanced control management mechanism. This control management mechanism brings together both high-level entities (such as application services, mobility management entities, routing operations, etc.) with the lower layer components (e.g., link layers, sensor devices, actuators), allowing for a joint optimization of the underlying connectivity and operational procedures. Results highlight not only the flexibility of the mechanisms composing the framework, but also their ability in providing performance increases when compared with other specific purpose solutions, while allowing a wider range of scenarios and deployment possibilities

IEEE 802.21 in heterogeneous handover environments

Mestrado em Engenharia de Computadores e TelemáticaO desenvolvimento das capacidades tecnológicas dos terminais móveis, e das infra-estruturas que os suportam, potenciam novos cenários onde estes dispositivos munidos com interfaces de diferentes tecnologias vagueiam entre diferentes ambientes de conectividade. É assim necessário providenciar meios que facilitem a gestão de mobilidade, permitindo ao terminal ligar-se da melhor forma (i.e., optando pela melhor tecnologia) em qualquer altura. A norma IEEE 802.21 está a ser desenvolvida pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) com o intuito de providenciar mecanismos e serviços que facilitem e optimizem handovers de forma independente da tecnologia. A norma 802.21 especifica assim um conjunto de mecanismos que potenciarão cenários como o descrito acima, tendo em conta a motivação e requerimentos apresentados por arquitecturas de redes futuras, como as redes de quarta geração (4G). Esta dissertação apresenta uma análise extensiva da norma IEEE 802.21, introduzindo um conjunto de simulações desenvolvidas para estudar o impacto da utilização de mecanismos 802.21 em handovers controlados por rede, numa rede de acesso mista composta por tecnologias 802.11 e 3G. Os resultados obtidos permitiram verificar a aplicabilidade destes conceitos a ambientes de próxima geração, motivando também uma descrição do desenho de integração de mecanismos 802.21 a arquitecturas de redes de quarta geração. ABSTRACT: The development of the technological capabilities of mobile terminals, and the infra-structures that support them, enable new scenarios where these devices using different technology interfaces roam in different connectivity environments. This creates a need for providing the means that facilitate mobility management, allowing the terminal to connect in the best way possible (i.e., by choosing the best technology) at any time. The IEEE 802.21 standard is being developed by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) to provide mechanisms and services supporting Media Independent Handovers. The 802.21 standard specifies a set of mechanisms that enable scenarios like the one described above, considering the motivation and requirements presented by future network architectures, such as the ones from fourth generation networks (4G). This thesis presents an extensive analysis of the IEEE 802.21 standard, introducing a set of simulations developed for studying the impact of using 802.21 mechanisms in network controlled handovers, in a mixed access network composed of 802.11 and 3G technologies. The obtained results allow the verification of the applicability of these concepts into next generation environments, also motivating the description of the design for integration of 802.21 mechanisms to fourth generation networks

6G Technology Overview (third edition)

6G aims to address diverse, often competing needs, such as vastly increased data rates, a massive scale of communicating devices, energy efficiency, and the simultaneous demand for both high data rates and low communication latency. The White Paper covers several groundbreaking technologies pivotal for 6G evolution, such as terahertz frequencies, 6G radio access, integrated sensing and communication, non-terrestrial networks and more. For each technology, the White Paper offers background information, explains its relevance to 6G, presents key problems, and provides a thorough review of the current state of the art. The paper emphasises that while the listed technologies form the foundation for 6G, the landscape will continuously evolve. Subsequent versions of the white paper will spotlight new technologies and integrate them into a cohesive system. The “6G Technology Overview” concludes that 6G, with its vast potential, aims not only to meet the diverse requirements of novel use cases but also to ensure sustainability, user-friendliness, and ease of service deployment