<p>Nowadays, mobile phones have greater functionality; a camera, color LCD screen, wireless LAN, Bluetooth, IrDA and others. In the near future wider variety of new functionalities will be added, from high quality voice, high definition video to high data rate wireless channels. As consumer electronics integrate greater functionality and high operating frequencies, their emissions will exceed the specified limits, most of these emissions will be a result of the internal interferences in the mobile phone. Moreover higher operating frequencies will be required to improve the quality of these functionalities, something that will make it more difficult to control these interferences. Internal or external sources of electromagnetic interference can degrade the performance of sensitive analog/digital circuits inside the mobile phone. Moreover the electronic device must satisfy a host of global regulations that limit it’s susceptibility to these interferences, as well as the interference emitted by the device itself.</p><p>Therefore designing a new electronic device to perform new and exciting functions will not be a pleasant task if it can not meet certain specifications and function as required to adhere to certain global regulations.</p><p>This thesis project investigates the sources of interference inside a mobile phone; mainly the electromagnetic interferences and its effect on the radio transceiver focusing on the GSM receiver sensitivity. This report is a result of intensive research, an investigation of possible sources of interference, also actual measurements were performed; RSSI, OTA and sniffing measurements; to identify the physical sources of interferences, and their effect on the receiver sensitivity. Finally solutions were recommended and implemented to suppress the interferences due to different sources, mainly through filtering, shielding or proper grounding of signals and components/subsystems in the mobile phone.</p>

<p>The most widely used protocol for providing reliable service and congestion control in the Internet is the Transmission Control Protocol (TCP). When the Internet is moving towards more use in mobile applications it is getting more important to know how TCP works for this purpose.</p><p>One of the technologies used for mobile Internet is the Enhanced General Packet Radio Service (EGPRS) extension to the popular GSM system. This thesis presents a low-level analysis of TCP performance in an EGPRS system and an overview of existing TCP, GSM and EGPRS technologies.</p><p>The bottleneck in an EGPRS system is the wireless link – the connection between the mobile phone and the GSM base station. The data transfer over the wireless link is mainly managed by the complex RLC/MAC protocol.</p><p>In this thesis, simulations were made to identify some problems with running TCP and RLC/MAC together. The simulations were made using existing EGPRS testing software together with a new TCP module. The simulation software is also briefly described in the thesis.</p><p>Additionaly, some suggestions are given in order to enhance performance, both by changing the EGPRS system and by modifying the TCP algorithms and parameters.</p>

<p>Todays’ systems for telecommunication are getting more and more complex. Automatic testing is required to guarantee quality of the systems produced. An actual example is the introduction of GPRS traffic in the GSM network nodes. This thesis investigates the need and demands for such an automatic testing of the traffic channels in the GSM system. A solution intended to be a part of the Ericsson TSS is proposed. One problem to be solved is that today’s tools for testing do not support testing of speech channels with the speech transcoder unit installed. As part of the investigation, a speech codec is implemented for execution on current hardware used in the test platform. The selected speech codec is the enhanced full rate codec, generating a bitstream of 12.2 kbit/s, and gives a good trade-off between compression and speech quality. The report covers the design of the test tool and the implementation of speech codec. Particularly performance problems in the implementation of the encoder will be addressed.</p>

Στην εν λόγω εργασία, έγινε μια προσπάθεια καταγραφής του τεχνολογικού τοπίου της τηλεπικοινωνιακής αγοράς, με έμφαση την διαλειτουργικότητα μεταξύ των Δικτύων Κινητής Τηλεφωνίας και των Ασύρματων Δικτύων Δεδομένων και των σχετικών αλλαγών που έχει επιφέρει αυτή η διαλειτουργικότητα, τόσο στις παρεχόμενες υπηρεσίες, όσο και στα εφαρμοζόμενα επιχειρηματικά μοντέλα από πλευράς εταιρειών της συγκεκριμένης αγοράς. Στα πλαίσια αυτής της προσπάθειας, χρειάστηκε να πραγματοποιηθεί μια λεπτομερής καταγραφή των τεχνολογικών εξελίξεων, σε επίπεδο τεχνικών προδιαγραφών και προτύπων, στις παραπάνω δύο κατηγορίες δικτύων, ώστε να καταλήξουμε σε εκείνα τα πρότυπα που πλέον μπορούν να οδηγήσουν στην υλοποίηση δικτύων τα οποία θα χαρακτηρίζονται από τα παρακάτω: • θα είναι ενοποιημένα ώστε οι διαφορετικές τεχνολογικές πλατφόρμες των εταιρειών να λειτουργούν απρόσκοπτα, • θα χαρακτηρίζονται από χαμηλό κόστος, • ο τελικός χρήστης θα μπορεί να είναι συνεχώς συνδεδεμένος με κάποιο δίκτυο ασύρματης πρόσβασης και να απολαμβάνει τις υπηρεσίες που επιθυμεί, οποτεδήποτε και οπουδήποτε. Η δομή της διπλωματικής εργασίας ακολουθεί τον προαναφερθέντα τρόπο σκέψης. Στο 1ο Κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του στόχου σε επίπεδο τεχνολογιών αλλά και υπηρεσιών, δηλαδή των αναμενόμενων αποτελεσμάτων αυτών των δικτύων νέας γενιάς, στα οποία έχουμε συνηθίσει να αναφερόμαστε ως δίκτυα 4G (4th Generation) ή δίκτυα B3G (Beyond 3G) ή τέλος ως All – IP ασύρματα δίκτυα. Στο 2ο Κεφάλαιο, γίνεται μια λεπτομερής παρουσίαση των Δικτύων Κινητής Τηλεφωνίας από τις πρώτες τους εκδοχές (1G) έως τις πλέον σύγχρονες (3.5G) που έχουν εμφανιστεί μέχρι σήμερα. Αναλύονται τόσο οι γενιές των δικτύων όσο και τα χρησιμοποιούμενα πρότυπα, σε επίπεδο αρχιτεκτονικής όσο και σε επίπεδο πρωτοκόλλων. Στη συνέχεια του κεφαλαίου υπάρχει η τεχνική περιγραφή των επικρατέστερων δικτύων κινητής τηλεφωνίας, σήμερα, δηλαδή των GSM, GPRS και UMTS, ενώ στο τέλος του κεφαλαίου υπάρχει μια σύντομη περιγραφή της διαδικασίας intersystem handover μεταξύ των GSM και UMTS. Στο 3ο Κεφάλαιο, περνάμε πλέον στα Ασύρματα Δίκτυα Δεδομένων. Γίνεται μια εκτενής περιγραφή των προτύπων που έχουν καθοριστεί και συγκεκριμένα στα πρότυπα IEEE 802.15 Wireless Personal Area Networks (WPANs) με κυριότερους εκφραστές τα δίκτυα βασιζόμενα σε Bluetooth και IrDA, το πρότυπο IEEE 802.11 Wireless Local Area Networks (WLANs) με σημαντικότερος εκπροσώπους τα WiFi και HyperLan/2, το πρότυπο IEEE 802.16 Wireless Metropolitan Area Networks (WMANs) ή αλλιώς γνωστότερο ως WiMAX και τέλος το πρότυπο IEEE 802.20 Wireless Wide Area Networks (WWANs) ή διαφορετικά Mobile Broadband Wireless Access (MWBA) το οποίο είναι υπό διερεύνηση ακόμα και φιλοδοξεί να αποτελέσει το ασύρματο ανάλογο της τεχνολογίας xDSL, καθώς θα προσφέρει ασύρματες ευρυζωνικές υπηρεσίες. Στο 4ο Κεφάλαιο παρουσιάζονται μεθοδολογίες υλοποίησης του integration μεταξύ δικτύων των δύο κατηγοριών και συγκεκριμένα παραδείγματα διαλειτουργικότητας, όπως μεταξύ GPRS ή UMTS και WLANs ή μεταξύ UMTS και WiMAX. Γίνεται εκτενής συζήτηση γύρω από τα προβλήματα που θα πρέπει να αντιμετωπιστούν, όπως η εξασφάλιση ανεκτού επιπέδου QoS, οι μηχανισμοί για handover μεταξύ των δικτύων, η διαχείριση της κινητικότητας των χρηστών και των τερματικών και δίνονται παραδείγματα δημιουργίας ενοποιημένων δικτύων, τόσο με τη τεχνική της χαλαρής όσο και με την τεχνική της ισχυρής ζεύξης. Στο τελευταίο τμήμα του Κεφαλαίου, γίνεται μια εκτενής αναφορά στις αρχιτεκτονικές διασύνδεσης ετερογενών δικτύων με IP δίκτυα κορμού, τα γνωστά All – IP networks. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στους μηχανισμούς πραγματοποίησης των handovers βάσει πολιτικών (policy based) και η χρήση τεχνικών για micromobility και macromobility σε σχέση με την κινητικότητα των τερματικών. Το 5ο Κεφάλαιο αφορά τις εφαρμογές και υλοποιήσεις ασυρμάτων δικτύων δεδομένων στον Ελληνικό χώρο, στα πλαίσια του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Κοινωνία της Πληροφορίας» και πιο συγκεκριμένα τα «Εξοπλισμός και δικτύωση σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης», «Ασύρματα Ευρυζωνικά Δίκτυα ΟΤΑ»και «Μητροπολιτικά Ευρυζωνικά Δίκτυα Οπτικών Ινών ΟΤΑ» και ουσιαστικά αποτελούν παραδείγματα και υλοποιήσεις διασύνδεσης WiFi, WiMAX και IP backbone δικτύων όπως το ΣΥΖΕΥΞΙΣ με δυνατότητες για παροχή VoIP. / In this thesis, an effort of presenting the technological landscape of the telecommunication market takes place, with focus on the interoperability between the Mobile Telephony Networks and the Wireless Data Networks and the relative changes that have evolved through this interoperability, both regarding the provided services and the applied business models by the enterprises of the specific market. Within the frames of this effort, a detailed recording of technological developments is realised, in terms of technical specifications and standards, in the two aforementioned categories of networks, so as to conclude to those standards that are utilized by the next generation networks (4G) which will be: • Networks that will be unified so as the different technological platforms will function smoothly. • Networks that will be characterized by low cost of deployment. • The end user will be continuously connected with a wireless access network, enjoying the preferred services anywhere and anytime. The master thesis structure follows the aforementioned methodology. The 1st Chapter includes a short presentation of expected results, both in terms of technologies and services for next generation networks, which we usually refer to as 4G networks (4th Generation) or B3G networks (Beyond 3G) or finally as All - IP wireless networks (AIPN). In the 2nd Chapter, a detailed presentation of Mobile Telephony Networks takes place, from their first versions (1G) until the most modern (3.5G) that have been presented up to today. The analysis includes both the various generations of networks and the used standards, in terms of modulation and multiplexing techniques. The rest of the chapter focuses on the technical description of the prevailing networks, GSM, GPRS and UMTS, while the chapter ends with a short description of intersystem handover processes between GSM and UMTS. Τhe 3rd Chapter, includes an extensive description of the Wireless Data Networks standards such as: IEEE 802.15 Wireless Personal Area Networks (WPANs) with main representatives networks based on Bluetooth and IrDA, standard IEEE 802.11 Wireless Local Area Networks (WLANs) mainly represented by WiFi and HyperLan/2, IEEE 802.16 Wireless Metropolitan Area Networks (WMANs) standard, widely known as WiMax and finally the IEEE 802.20 Wireless Wide Area Networks (WWANs) standard, namely Mobile Broadband Wireless Access (MWBA) that is still under development and aspires to constitutes the wireless version of the xDSL technology, since it aims to provide wireless broadband services. In the 4th Chapter methodologies for integrating the two types of networks, are presented along with examples of interoperability between GPRS / UMTS and WLANs or between UMTS and WiMAX. Extensive discussion around the problems that should be faced, as the guarantee of bearable QoS level, the mechanisms for handover between the networks and the management of mobility of users and terminals, is held. Moreover, examples of integrated networks with both loose and tight coupling methodologies are presented. The last section of the chapter concerns a detailed description of architectures for interconnecting heterogeneous wireless networks over IP – based backhaul networks, namely All – IP networks, with special focus on policy based handover mechanisms and techniques for managing micromobility and macromobility issues. The 5th Chapter concerns the changes taking place in the telecommunications market deriving from the technological progress in the subject of heterogeneous wireless networks interconnection. New service packets are created, as a result of new business plans that are drawn up by the big telecommunications organizations. Finally, we present the developments in the Greek market and subsidised projects from Information Society AE, via which wireless networks have been materialised, with aim to promote Broadband Services.

Les canaux vocodés sont les canaux de communications dédiés à la voix et dans lesquels le signal traverse divers équipements destinés au transport de la voix tels que des codeurs de parole, des détecteurs d'activité vocale (VAD), des systèmes de transmission discontinue (DTX). Il peut s'agir de systèmes de communications téléphoniques filaires ou mobiles (réseaux cellulaires 2G/3G, satellites INMARSAT...) ou de voix sur IP. Les codeurs de parole dans les normes récentes pour les réseaux de téléphonie mobiles ou de voix sur IP font appel à des algorithmes de compression dérivés de la technique CELP (Code Excited Linear Prediction) qui permettent d'atteindre des débits de l'ordre de la dizaine de Kb/s bien inférieurs aux codeurs des réseaux téléphoniques filaires (typiquement 64 ou 32 Kb/s). Ces codeurs tirent leur efficacité de l'utilisation de caractéristiques spécifiques aux signaux de parole et à l'audition humaine. Aussi les signaux autres que la parole sont-ils généralement fortement distordus par ces codeurs. La transmission de données sur les canaux vocodés peut être intéressante pour des raisons liées à la grande disponibilité des canaux dédiés à la voix et pour des raisons de discrétion de la communication (sécurité). Mais le signal modulé transmis sur ces canaux vocodés est soumis aux dégradations causées par les codeurs de parole, ce qui impose des contraintes sur le type de modulation utilisé. Cette thèse a porté sur la conception et l'évaluation de modulations permettant la transmission de données sur les canaux vocodés. Deux approches de modulations ont été proposées pour des applications correspondant à des débits de transmission possibles assez différents. La principale application visée par la thèse concerne la transmission de parole chiffrée, transmission pour laquelle le signal de parole est numérisé, comprimé à bas débit par un codeur de parole puis sécurisé par un algorithme de cryptage. Pour cette application, nous nous sommes focalisés sur les réseaux de communications utilisant des codeurs CELP de débits supérieurs à la dizaine de Kb/s typiquement les canaux de communication mobiles de deuxième ou troisième génération. La première approche de modulation proposée concerne cette application. Elle consiste à utiliser des modulations numériques après optimisation de leurs paramètres de façon à prendre en compte les contraintes imposées par le canal et à permettre des débits et des performances en probabilité d'erreur compatibles avec la transmission de parole chiffrée (typiquement un débit supérieur à 1200 b/s avec un BER de l'ordre de 10-3). Nous avons montré que la modulation QPSK optimisée permet d'atteindre ces performances. Un système de synchronisation est aussi étudié et adapté aux besoins et aux contraintes du canal vocodé. Les performances atteintes par la modulation QPSK avec le système de synchronisation proposé, ainsi que la qualité de la parole sécurisée transmise ont été évalués par simulation et validés expérimentalement sur un canal GSM réel grâce à un banc de test développé dans la thèse.La deuxième approche de modulation a privilégié la robustesse du signal modulé lors de la transmission à travers un codeur de parole quelconque, même un codeur à bas débit tels que les codeurs MELP à 2400 ou 1200 b/s. Dans ce but, nous avons proposé une modulation effectuée par concaténation de segments de parole naturelle associée à une technique de démodulation qui segmente le signal reçu et identifie les segments de parole par programmation dynamique avec taux de reconnaissance élevé. Cette modulation a été évaluée par simulation sur différents codeurs de parole. Elle a aussi été testée sur des canaux GSM réels. Les résultats obtenus montrent une probabilité d'erreur très faible quelque soit le canal vocodé et le débit des codeurs de parole utilisés mais pour des débits possibles relativement faibles. Les applications envisageables sont restreintes à des débits typiquement inférieurs à 200 b/s.Enfin nous nous sommes intéressés aux détecteurs d'activité vocale dont l'effet peut-être très dommageable pour les signaux de données. Nous avons proposé une méthode permettant de contrer les VAD utilisés dans les réseaux GSM. Son principe consiste à rompre la stationnarité du spectre du signal modulé, stationnarité sur laquelle s'appuie le VAD pour décider que le signal n'est pas de la parole

Η διπλωματική εργασία υλοποιεί και προσομοιώνει αλγόριθμο για τη βέλτιστη διαχείριση φορητών συσκευών σε ετερογενή ασύρματα δίκτυα. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στις γενικές αρχές των Κυτταρικών Συστημάτων Κινητών Επικοινωνιών παρουσιάζοντας την βασική ιδέα των διαφόρων γενιών κινητών επικοινωνιών. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύονται τα συστήματα τρίτης γενιάς – 3G. Στο τρίτο κεφάλαιο αναφέρονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά, τα πλεονεκτήματα και οι σχέσεις της πλατφόρμας TETRA. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται το σύστημα και οι λειτουργίες του TETRAPOL καθώς και τα πλεονεκτήματα και οι υπηρεσίες που προσφέρει αυτό. Στο 5ο κεφάλαιο αναλύονται τα συστατικά οι υπηρεσίες και οι λειτουργίες του iDen. Στο κεφάλαιο 6 γίνεται μια αναφορά στο πρωτόκολλο WiMax. Στα κεφάλαια 7 & 8 παρουσιάζονται ο αλγόριθμος της διαχείρισης συσκευών και η εξομοίωσή του σε MATLAB. / -

The most widely used protocol for providing reliable service and congestion control in the Internet is the Transmission Control Protocol (TCP). When the Internet is moving towards more use in mobile applications it is getting more important to know how TCP works for this purpose. One of the technologies used for mobile Internet is the Enhanced General Packet Radio Service (EGPRS) extension to the popular GSM system. This thesis presents a low-level analysis of TCP performance in an EGPRS system and an overview of existing TCP, GSM and EGPRS technologies. The bottleneck in an EGPRS system is the wireless link – the connection between the mobile phone and the GSM base station. The data transfer over the wireless link is mainly managed by the complex RLC/MAC protocol. In this thesis, simulations were made to identify some problems with running TCP and RLC/MAC together. The simulations were made using existing EGPRS testing software together with a new TCP module. The simulation software is also briefly described in the thesis. Additionaly, some suggestions are given in order to enhance performance, both by changing the EGPRS system and by modifying the TCP algorithms and parameters.

Mobile telephony technology like GSM made portable telephony a possibility. The arising and development of the Internet made a revolutionary change to communication and interchange of information. Bluetooth wireless technology revolutionizes personal connectivity by providing freedom from wired connections. Combining these technologies together brings the concept of Mobile@Home of Ericsson. Mobile@Home is a fixed-mobile convergence concept using the fixed network to carry present and future mobile services (e.g. voice, video, mail and Internet access) all the way to the home or office. By combining the high bandwidth of the fixed access network with the wireless technology of Bluetooth, Mobile@Home makes it possible to deliver high bandwidth to the mobile phone. Mobile@Home requires a Bluetooth enabled mobile phone and a Bluetooth enabled HBS (Home Base Station), placed at the home or office. By means of fast IP access (ADSL, cable modem etc.) the HBS connects into the standard mobile core network through a HBSC (Home Base Station Controller). The purpose of this thesis is the generation of simulated traffic between the HBS and HBSC and to analyze its behavior. This primary involves generation of signaling through an internal protocol, provided by Ericsson, for management and call control, and generation of GSM EFR (Enhanced Full Rate) voice streams over the RTP (Real Time Protocol) protocol. The simulation will consist of both the HBS and MS (Mobile Station). A set of HBS: s with attached MS will call one another through the HBSC. In this assignment only the GSM signaling will be considered because of time and scope limitations. The goal is to validate the RTP traffic generated towards the HBSC. Parameters like packet loss, packet delay and erroneous packets will be analyzed.

Todays’ systems for telecommunication are getting more and more complex. Automatic testing is required to guarantee quality of the systems produced. An actual example is the introduction of GPRS traffic in the GSM network nodes. This thesis investigates the need and demands for such an automatic testing of the traffic channels in the GSM system. A solution intended to be a part of the Ericsson TSS is proposed. One problem to be solved is that today’s tools for testing do not support testing of speech channels with the speech transcoder unit installed. As part of the investigation, a speech codec is implemented for execution on current hardware used in the test platform. The selected speech codec is the enhanced full rate codec, generating a bitstream of 12.2 kbit/s, and gives a good trade-off between compression and speech quality. The report covers the design of the test tool and the implementation of speech codec. Particularly performance problems in the implementation of the encoder will be addressed.

GSM has been developed during more than a decade and has grown to a very complex system. Due to the wide range of functionality, the high capacity and the complexity of the BSC the testing of stability and performance is time consuming. A simulator is needed for these tests as live networks are not available at this stage in the development process. The performance and stability need to be verified for each new release of functionality. This thesis describes a conceptual model of a GSM network. The conceptual model can be used to configure a simulated radio network and to communicate what is simulated on a conceptual level rather than a detailed level. The model presented consists of several sub models. The subscriber model describes the actions and movement of subscribers; the cell model describes the radio conditions experienced by a subscriber moving within one cell; and the cell network model describes the geographical and structural properties of the network. Together the models are used to compose scenarios with the aim to describe varying radio conditions, varying subscriber behavior and varying cell structures. The aim is that different features of the Ericsson base station controller shall be used in the different scenarios. The scenarios represent different parts of a radio network connected to the same base station controller.