<p>In today's GSM system there is a complex resource situation when it comes to the scarce TDMA channels in the air interface, the time slots. There are both voice call services that use one or a half time slot and there are packet data users, that may share time slots with other packet data users, and they can use multiple channels at the same time. Allocating time to users is a crucial part in the system and it may affect the performance for the end user substantially.</p><p>In the future there may be more types of services than just voice and packet data and that these services may have specific demands on their channels, time slots. That means they would not be able to use just any of the available channels. The way to "give" services channels is what is called channel allocation. In this thesis four different services and three different principles for channel allocation is implemented in a Matlab simulator and simulated. The thesis goal is to determine which principle is best for which mix of services.</p><p>The principles that have been investigated are Flexible Algorithm that lets all services use all channels, Fix Dedication Algorithm where all channels are dedicated to a service and only can be used by that one and finally Soft Dedication Algorithm where all channels are dedicated to a service but may be used by other services when it is not needed by the preferred one.</p><p>The conclusion is, simplified, that the Soft Dedication Algorithm generates low blocking rates, high bandwidth and that it is a quite robust principle although the borrowing user may be preempted. It may not always be the best one but over all it is the one to prefer.</p> / <p>Detta examensarbete är utfört på uppdrag av och i samarbete med Ericsson och rör kanal- och resurshantering i GSM-systemet.</p><p>Ett ständigt problem vid trådlös och mobil kommunikation är den begränsade mängd frekvenser som finns tillgängliga i radiogränssnittet och hur pass nära två radioresursers frekvenser kan ligga varandra. I GSM används TDMA (Time Division Multiple Access) för att få plats med många användare på ett smalt frekvensband. TDMA innebär förenklat att tiden delas upp i åtta tidsluckor och att varje användare får tillgång till en av radioresurserna under en sådan tidslucka (kanal). Detta gäller både i upp- och nedlänk.</p><p>I nuläget finns två tjänster, paketdata och tal, som använder tidsluckorna på olika sätt. En talanvändare använder en eller en halv lucka själv medan paketdataanvändare kan dela på en eller flera luckor. Det finns alltså en mängd olika sätt att allokera, "dela ut", dessa luckor till ett givet antal användare. I nuläget har man en väl fungerande algoritm för detta men man tror att det i framtiden kommer att finnas fler tjänster med mer specifika krav på sina tidsluckor (kanaler) och att man då inte längre kan använda samma princip för kanalallokeringen.</p><p>I detta exjobb har tre nya, enkla och renodlade principer för kanalallokering undersökts för fyra fiktiva tjänster. Det tre principerna är Flexible Algorithm, där alla tjänster tillåts använda alla kanaler, Fix Dedication Algorithm, där alla kanaler är dedicerade till någon tjänst och endast kan användas av just denna tjänst; och slutligen Soft Dedication Algorithm som fungerar liknande den föregående men här kan tjänster "låna" kanaler av andra tjänster så längs som de är lediga. I Soft Dedication Algorithm kan en eventuell "låntagare" bli avbruten om en användare av rätt tjänst inte hittar en ledig kanal.</p><p>Utvärdering har skett genom att simulera systemet i en, delvis egengjord, Matlabsimulator.</p><p>Resultaten visar, förenklat, att Soft Dedication Algorithm är den bästa vad gäller låg blockering, kanalutnyttjande och även bandbredder. Den är även förhållandevis robust mot variationer i last.</p>

In today's GSM system there is a complex resource situation when it comes to the scarce TDMA channels in the air interface, the time slots. There are both voice call services that use one or a half time slot and there are packet data users, that may share time slots with other packet data users, and they can use multiple channels at the same time. Allocating time to users is a crucial part in the system and it may affect the performance for the end user substantially. In the future there may be more types of services than just voice and packet data and that these services may have specific demands on their channels, time slots. That means they would not be able to use just any of the available channels. The way to "give" services channels is what is called channel allocation. In this thesis four different services and three different principles for channel allocation is implemented in a Matlab simulator and simulated. The thesis goal is to determine which principle is best for which mix of services. The principles that have been investigated are Flexible Algorithm that lets all services use all channels, Fix Dedication Algorithm where all channels are dedicated to a service and only can be used by that one and finally Soft Dedication Algorithm where all channels are dedicated to a service but may be used by other services when it is not needed by the preferred one. The conclusion is, simplified, that the Soft Dedication Algorithm generates low blocking rates, high bandwidth and that it is a quite robust principle although the borrowing user may be preempted. It may not always be the best one but over all it is the one to prefer. / Detta examensarbete är utfört på uppdrag av och i samarbete med Ericsson och rör kanal- och resurshantering i GSM-systemet. Ett ständigt problem vid trådlös och mobil kommunikation är den begränsade mängd frekvenser som finns tillgängliga i radiogränssnittet och hur pass nära två radioresursers frekvenser kan ligga varandra. I GSM används TDMA (Time Division Multiple Access) för att få plats med många användare på ett smalt frekvensband. TDMA innebär förenklat att tiden delas upp i åtta tidsluckor och att varje användare får tillgång till en av radioresurserna under en sådan tidslucka (kanal). Detta gäller både i upp- och nedlänk. I nuläget finns två tjänster, paketdata och tal, som använder tidsluckorna på olika sätt. En talanvändare använder en eller en halv lucka själv medan paketdataanvändare kan dela på en eller flera luckor. Det finns alltså en mängd olika sätt att allokera, "dela ut", dessa luckor till ett givet antal användare. I nuläget har man en väl fungerande algoritm för detta men man tror att det i framtiden kommer att finnas fler tjänster med mer specifika krav på sina tidsluckor (kanaler) och att man då inte längre kan använda samma princip för kanalallokeringen. I detta exjobb har tre nya, enkla och renodlade principer för kanalallokering undersökts för fyra fiktiva tjänster. Det tre principerna är Flexible Algorithm, där alla tjänster tillåts använda alla kanaler, Fix Dedication Algorithm, där alla kanaler är dedicerade till någon tjänst och endast kan användas av just denna tjänst; och slutligen Soft Dedication Algorithm som fungerar liknande den föregående men här kan tjänster "låna" kanaler av andra tjänster så längs som de är lediga. I Soft Dedication Algorithm kan en eventuell "låntagare" bli avbruten om en användare av rätt tjänst inte hittar en ledig kanal. Utvärdering har skett genom att simulera systemet i en, delvis egengjord, Matlabsimulator. Resultaten visar, förenklat, att Soft Dedication Algorithm är den bästa vad gäller låg blockering, kanalutnyttjande och även bandbredder. Den är även förhållandevis robust mot variationer i last.

The study presented in this thesis is focused on the investigation of wireless application in industrial environment. The objective of this work is to provide an insight on the development of the wireless machine to machine (M2M) application, and a systematic approach for improving the application reliability on radio link level by end users. As a specific case, ABB Robotics’ Remote Service concept is examined to check whether the selection of cellular technology as its wireless access method and the choice of standard radio link components are able to satisfy the application requirement under different circumstances. Several modifications of the radio link components and topologies, e.g. repeater system, combiner, etc, are proposed for the enhancement of radio link reliability. Theoretical evaluations of these options are based on detailed radio link calculation and MATLAB simulation using propagation model dedicated for industrial environment. Furthermore, on site test is carried out to validate the theoretical evaluations. The M2M market investigation is also included in the task, in order to select the most cost-effective components from different suppliers. While walking through the radio link optimization process of the specific case, necessary information and knowledge common to all wireless M2M application are explained. In the end, in addition to a guide line for installation and other supporting documents regarding to the Remote Service, some rules of thumb available for the radio link optimization in all kinds of industrial environments are generalized and presented in the form of a flowchart, which can be beneficial for those support engineers of the application provider, who are not necessarily experts in wireless technology.

Cette thèse est dédiée à l'étude des systèmes de communications pour application aux services vidéo fournis par les réseaux radio mobiles. Ce travail met l'accent sur les systèmes point à multipoints et propose plusieurs améliorations : Dans un premier temps, on définit un système qui combine le décodage robuste aux retransmissions ARQ, et ce de telle façon à réduire le nombre de retransmissions tout en gardant le même niveau de qualité. Contrairement aux systèmes actuels (avec ou sans retransmissions), ce systèmes offre également la possibilité de choisir le compromis débit/qualité via un paramètre du système. Par la suite, on considère les sytèmes de transmission d'une vidéo scalable vers plusieurs terminaux. Des extensions des systèmes Go-Back-N (GBN) Automatic Repeat reQuest (ARQ) et Selective Repeat (SR) ARQ sont étudiées et comparées à un nouveau système. On montre que ce dernier limite les besoins de bufferisation au niveau du terminal récepteur tout en ayant des performances optimales (en termes de quantité de données transmises avec succès sur une période donnée). Finalement, on montre que même sous une contrainte débit on peut utiliser les retransmissions dans les communications point à multipoints à condition de ne pas dépasser une certaine limite sur le nombre d'utilisateurs. Si l'utilisation des retransmissions ARQ est introduite dans les sytèmes de Multicast/Broadcast 3GPP et/ou WiMAX, le système pourra garantir une qualité nominale à un certain nombre d'utilisateurs, ce qui n'est pas le cas des systèmes de Multicast/Broadcast actuels.