Nowadays, demands for fully integrated and miniaturized RFIC (Radio Frequency Integrated Circuits) have increased in wireless microwave communication system. Passive components such as coupler, divider and filters are always fabricated in outside of ICs due to their bulky sizes, which have been a great barrier to a realization of a fully integrated design. To solve this problem, miniaturization of passive components is one of the big issues at the present time. This paper shows the development of two important microwave passive components, quadrature hybrid and rat-race couplers for LTE lower (698 -960 MHz) and higher (1.71 - 2.70 GHz) frequency bands, which are obtained by replacing quarter-wave (λ/4) transmission line of a conventional coupler by their equivalent coupled line, resulting in significant size reduction. The miniaturized quadrature and rat race couplers are designed and fabricated with a Rogers 4360 substrate as a platform in producing significantly reduction. The design is validated by electromagnetic simulation and measurement. The size of the implemented quadrature hybrid coupler is 30 × 26.8 mm^2 and 14.9 × 12.5 mm^2, which are 82.60 % and 69.03% compared to the conventional couplers for lower and higher frequency band respectively. And, 55.5 × 27.9 mm^2 and 19.2 × 14.8 mm^2 for rat race coupler, which are 79.69 % and 62.35 % compared to the conventional coupler for lower and higher frequency band, respectively. Also, the reflection coefficient and the isolation are as good as conventional one and coupling procedure is similar or better than it.

La norme 3G/UMTS a permis de développer les premières applications multimédia pour téléphones et tablettes mobiles. Le nouveau standard 4G/LTE (Long Term Evolution) a pour objectif le très haut débit mobile. Dans ce standard, beaucoup d'efforts ont portés sur la reconfiguration automatique des réseaux en fonction de la demande des clients dans un processus appelé Self-Organizing Network (SON). Le travail de cette thèse s'inscrit dans cette direction. La reconfiguration de réseaux est comprise principalement dans le sens des modèles, des méthodes et des outils pour analyser les indicateurs remontés du réseau et configurer automatiquement les paramètres. Nous avons essentiellement travaillé sur les paramètres des aériens, l'allocation des fréquences, des puissances d'émission et des inclinaisons verticales.Dans cette optique, étant donné la forte variabilité des données d'entrée de l'optimisation issues des remontées de réseau, cette thèse porte sur les modèles et algorithmes d'optimisation robuste dans le contexte de l'optimisation sous contraintes. L'optimisation robuste fait référence à un ensemble de procédés pour proposer des solutions à des problèmes combinatoires dans un contexte de données incertaines et de scénarios variables dans le temps. Une première partie est dédiée à l'état de l'art et présente les principes des Self-Organizing Network (SON). La deuxième partie est consacrée à l'état de l'art des méthodes en optimisation robuste. En troisième partie nous présentons la modélisation mathématique du problème d'optimisation pour lequel les données de trafic (répartitions des clients sur la zone de service et leurs demandes respectives) prennent des valeurs variables dans le temps. Une phase de diagnostic sur le fonctionnement du réseau à partir des données, et une étude de sensibilité des solutions vis-à-vis des variations dans la réalisation des données ont été faites en quatrième partie avec des algorithmes de recherche locale. La cinquième partie présente le travail de conception, développement et test sur scénarios, d'une Recherche Tabou ainsi qu'une analyse approfondie sur les méthodes de pilotage envisagées pour les SON en 4G.

Τα Long Term Evolution (LTE) δίκτυα αποτελούν το πιο πρόσφατο πρότυπο στην τεχνολογία της ιεραρχίας των κινητών δικτύων (GSM/EDGE και UMTS/HSPA τεχνολογίες δικτύων). Οι απαιτήσεις για γρήγορη κινητή, ευρυζωνική πρόσβαση αυξάνει εκθετικά τις τελευταίες δεκαετίες και αναμένεται μεγαλύτερη ακόμα ανάπτυξη στο μέλλον, το οποίο απαιτεί απεριόριστες δυνατότητες σε υπηρεσίες και εφαρμογές διαδικτύου και ανάπτυξη σε συσκευές χειρός και κινητούς εξοπλισμούς. Για να επιτευχθούν αυτές οι απαιτήσεις για μεγάλους ρυθμούς δεδομένων στα κινητά δίκτυα, η International Telecommunication Union (ITU) όρισε τα αρχικά επίπεδα για την εξέλιξη των 4ης γενιάς δικτύων. Στα πλαίσια της διπλωματικής αυτής εργασίας στόχος είναι η υλοποίηση του φυσικού κατερχόμενου καναλιού Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) του Long Term Evolution (LTE), ενός φυσικού καναλιού μεταφοράς δεδομένων (κάνει τη μετάδοση του DL-SCH καναλιού μεταφοράς). Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια αναδρομή στην εξέλιξη των δικτύων μέχρι να φτάσουμε στην σημερινή εποχή και το LTE. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται η αρχιτεκτονική που ακολουθεί το LTE. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις βασικές αρχές που διέπουν το OFDMA, της τεχνικής διαμόρφωσης που χρησιμοποιείται στην κατερχόμενη μετάδοση. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφονται οι MIMO τεχνολογίες, ενώ στο πέμπτο περιγράφεται αναλυτικά το συγκεκριμένο κανάλι και τέλος στο έκτο κεφάλαιο παρατίθενται τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα. / LTE Networks is the latest standard in mobile networks technologies hierarchy (GSM/EDGE and UMTS/HSPA). The requirements for fast mobile, broadband access increases exponentially during the last decades and even larger and even more significant development is expected in the future, which (future) is guided from the unlimited features in services and internet applications and from the development of mobile equipment and portable devices).To fulfill these demands for the large data rates in mobile networks , International Telecommunication Union (ITU) defined those primal levels for 4th Generation Networks evolution. The purpose of this thesis is the implementation of LTE’s Physical Downlink Shared Channel (PDSCH), a physical channel for data transfer . In the first chapter a recursion is made through the development of networks and up to current technologies and LTE. In chapter two LTE architectures are described. In chapter three, basic OFDMA principles are described , which is the modulation method used in downlink transmission. In chapter four MIMO technologies are described while in the fifth chapter the particular channel is described in depth. Finally in chapter six are laid down the results and conclusions.

A radio base station (RBS) may become overloaded if too many mobile devices communicate with it at the same time. This could happen at for instance sport events or in the case of accidents. To prevent CPU overload, the RBS is provided with a controller that adjusts the acceptance rate, the maximum number of connection requests that can be accepted per time interval. The current controller is tuned in real radio base stations and the procedure is both time consuming and expensive. This, combined with the fact that the mobile data usage is predicted to increase puts more pressure on today's system. Thus, there is a need to be able to simulate the system in order to suggest an alternative controller. In this thesis, an implementation of the system is developed in Matlab in order to simulate the RBS system load control behaviour. A CPU load model is estimated using system identification. The current version of the CPU load controller and an alternative PI CPU load controller are implemented. Both are evaluated on different test cases and this shows that it is possible to increase the performance of the system with the alternative CPU load controller, both in terms of lower amount of rejected connection requests and decreased CPU load overshoot.

El dinámico desarrollo de las Telecomunicaciones Móviles, la convergencia de las tecnologías y arquitecturas de Telecomunicaciones fija – móvil, la masificación de los terminales inteligentes, la creciente demanda de mayor ancho de banda hacia aplicaciones computacionales en la nube y la necesidad de interacción en línea con el menor retardo posible impulsan el ecosistema de las redes de próxima generación. Este ecosistema ya es realidad y plantea desafíos de estudio, actualización y capacitación a los profesionales que trabajan en los Operadores de Telecomunicaciones, Proveedores de Servicios de Valor Agregado y también a los futuros egresados de Ingeniería Civil Electricista de la Universidad de Chile. El presente trabajo de título, tiene como motivación satisfacer la necesidad de capacitación existente enfocando el contenido del curso y del laboratorio a las tres tecnologías convergentes por excelencia: la primera; Acceso LTE (Long Term Evolution) que corresponde a la “Evolución a Largo Plazo” de las Redes Móviles en su camino a la cuarta generación, la segunda; Packet Core IMS (IP Multimedia Subsystem) que corresponde a la plataforma habilitadora de servicios basados en Paquetes IP y la tercera; ISP (Internet Service Provider) que corresponde a la red que brinda acceso a la red global de servicios IP que es Internet. El objetivo general del trabajo de título es el desarrollo de material docente para realizar un curso teórico y un laboratorio con experiencias prácticas de LTE, IMS e ISP. Para lograr el objetivo planteado, se utiliza la metodología docente empleada en el diseño y la construcción de cursos universitarios, que consiste en estructurar un plan de estudios, compuesto por unidades programáticas, las que a su vez están compuestas por módulos de instrucción. El conjunto de componentes de la metodología docente permite implementar un curso y someterlo a un proceso de mejora continua. El resultado del trabajo es un curso teórico compuesto por cinco capítulos y un laboratorio compuesto por cinco experiencias prácticas. Cada unidad programática materializa sus contenidos teóricos en presentaciones y sus contenidos prácticos en guías de experiencias. Además se realiza una propuesta de tareas y evaluaciones acumulativas. Las unidades programáticas resultantes son tres: LTE, IMS e ISP y el curso termina con la aplicación de un examen final. La experiencia práctica LTE fue validada en demostraciones y pruebas realizadas a los Operadores Nacionales VTR y Entel, en conjunto con la empresa ZTE. Dada la gran extensión y cobertura del curso teórico, este fue parcialmente validado en presentaciones al Operador VTR y además en presentaciones internas a los profesores guía y co-guía. La memoria de título plantea una propuesta innovadora para un curso electivo del DIE de la Universidad de Chile, tiene valor agregado para los Operadores de Telecomunicaciones y proyecciones en el plano investigativo, pues la habilitación del laboratorio LTE constituye una excelente plataforma para nuevos trabajos y validaciones de modelos teóricos.

Mobile communication systems have continued to evolve by the release of new standards for HSPA and the release of new standards for LTE in release 8 and release 9. The new releases aim at providing higher data rates to accommodate the envisioned services of 3GPP in voice, data, image transmission, video, multimedia service and broadband services. Catering for a wide variety of services to satisfy the demands imposed on mobile networks by the user diversity and demanding applications, the air interface has been identified as the major bottleneck in the mobile networks. Network planning engineers and operators are deploying the new air interfaces in the same cell sites, which gives rise to several internetworking issues among the different air interfaces from radio resources management to service call continuity issues due to user's mobility and changing point of attachment. Deployment of different air interfaces coupled with traffic diversity requests further complicates the managements of the mobile networks. One of The main objectives of this research is to propose and evaluate solutions that address the internetworking of the different radio air interfaces in proposing a call admission control algorithm that can utilize different air interfaces capabilities and to determine which traffic types are better suited to be serviced by an interface. The proposed algorithm will consider the availability of the interface, the load of the network and the user equipment capabilities. Another main objective of this research is to propose and evaluate solutions that address changing the point of attachment of the users due to mobility in the form of handover algorithm. The proposed algorithm will consider the coverage of the node, direction and speed of the user, the network load, the air interface availability and the user equipment capabilities. Another main objective of this research is to design and implement a simulation system which includes all 3GPP standardized technologies. The simulation tool was designed as a discrete event simulation (DBS) system which includes all the standardized air interface technologies and services. The simulation tool was designed using Visual C# to take advantage of the object oriented capabilities of the Windows environment and libraries. The simulation tool was essential in evaluating the proposed algorithms in the first two objectives.

El objetivo general de esta memoria de título, es estudiar la tecnología LTE (Long Term Evolution) y el impacto que podría tener, la incorporación de ésta, en Chile. Específicamente, se contempla el desarrollo de los Servicios de Valor Agregado (SVA), tomando como modelo de referencia la evolución del mercado internacional, en esta incipiente tecnología y, con este análisis, se pretende pronosticar el futuro del mercado móvil nacional. Este estudio se centra en dos puntos relevantes de una implementación de tecnología: por un lado, la tecnología misma y las capacidades que ésta puede entregar y, por otro, el mercado nacional en conjunto con los SVA existentes. En sus inicios, la telefonía móvil fue diseñada para la transmisión de voz, debido a las limitaciones que poseía la tecnología de esa época. Hoy en día, la tecnología móvil permite dar servicio de datos de banda ancha, por lo que es posible brindar una mayor gama de servicios y aplicaciones. Se ha comprobado que el crecimiento en el ARPU de los clientes, va directamente ligado con el despliegue de más y mejores servicios de valor agregado. En particular, estos servicios mejoran la experiencia de usuario, lo cual tiene una directa relación con el aumento de la fidelidad de los clientes. Además de esto, se debe considerar que el mercado chileno se caracteriza por gran demanda de servicios tecnológicos y la rápida absorción de éstos. Los sistemas móviles de tercera generación (3G), se han desarrollado como evolución de los sistemas existentes de segunda generación (2G) a saber, GSM y CDMA (IS-95). Los principales criterios del desarrollo de la 3G, recogidos por el proyecto de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) en [IMT2000], fueron el proporcionar una interfaz radio de mayor capacidad de usuarios y que ofreciera mayores velocidades de usuario (en teoría 2 Mbps), objetivos que se lograron en la primera entrega de las especificaciones conocidas como Release 99, en UMTS y Release-A en CDMA2000. Desde el punto de vista de servicios, no se plantearon innovaciones importantes, lo cual incidió en la adopción inicial de la tecnología 3G, por parte de los usuarios. El trabajo ha continuado dentro del 3GPP y 3GPP2 (organismos encargados de la especificación técnica de los sistemas 3G UMTS y CDMA2000 respectivamente), para evolucionar los sistemas 3G, produciendo nuevas entregas que incluyen mejoras sustanciales en la gestión de recursos radio, proporcionando nuevos canales radio que soportan mayores velocidades: el HSPA; un nuevo dominio de comunicaciones multimedia sobre IP que abre la puerta a un nuevo escenario de servicios de tiempo real, sobre el dominio de conmutación de paquetes; asimismo, se ha completado la especificación de la integración de otras redes de acceso, tales como LCR-TDD (Low Chip Rate TDD, especificado por China) y WLAN (Wireless LAN). Posterior a esto, tanto el 3GPP como el 3GPP2, entregan la especificación pública de nuevos modelos de red (LTE – Long Term Evolution para UMTS y UMB – Ultra Mobile Wideband para cdma2000), con interfaces radio con más capacidad, más simples, mejor adaptados a las redes IP y con una mejor estructura de costes operacionales y de despliegue, que algunos ya denominan 4G. Se espera que con la entrada de LTE al mercado internacional, se logre finalmente el despegue del internet móvil, de servicios como la transmisión de datos a más de 300 metros y videos en HD. La novedad de LTE, es la interfaz radioeléctrica basada en OFDMA, para el enlace descendente (DL) y SC-FDMA, para el enlace ascendente (UL). La modulación elegida por el estándar 3GPP, hace que las diferentes tecnologías de antenas (MIMO), tengan una mayor facilidad de implementación, esto favorece, según el medio, de hasta cuadruplicar la eficacia de transmisión de datos. En el área de redes, el principal aspecto de la investigación en las redes 4G, es la integración de distintas tecnologías radio, sobre una red basada en IP, que proporcione movilidad de usuario y que soporte la calidad de servicio requerida por las aplicaciones. Las redes de acceso móvil en la 4G y los servicios de valor agregado que éstas puedan soportar, constituyen el marco general en que se encuadra esta memoria de título.

MAIA, Adyson Magalhães. Um mercanismo para escalonamento de pacotes no uplink da rede LTE no contexto da comunicação máquina-a-máquina. 2013. 66 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-01-10T17:01:54Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_ammaia.pdf: 1825299 bytes, checksum: 3f411e2308c0764db18086299cea938c (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2017-01-11T15:37:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_ammaia.pdf: 1825299 bytes, checksum: 3f411e2308c0764db18086299cea938c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-11T15:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_ammaia.pdf: 1825299 bytes, checksum: 3f411e2308c0764db18086299cea938c (MD5) Previous issue date: 2013 / Cellular networks are expected to play an important role in the future of Internet of Things (IoT) and in the Machine-to-Machine (M2M) communication with the LTE network gaining increasing highlights for this purpose. However, improvements in the LTE network are necessary because of the intrinsic characteristics of M2M communication, such as the large number of devices and the diversity of the requirements of their applications, which differen- tiate from the Human-to-Human (H2H) communication for which the network was initially designed. Among these improvements, it includes improving the uplink packet scheduler of LTE standard to dealing the M2M communication and meets your requirements without serious impacts on the H2H communication. This work proposes a mechanism for the uplink packet scheduler in the context of M2M communication that uses current and past information from the network and each device to satisfy their requirements of Quality of Service (QoS), avoid the problem of starvation and control the congestion caused by these devices. The results indicate that the proposal can reduce the impact of the M2M communication over the H2H and ensure justice in resource allocation, however, the level of satisfaction of QoS requirements decreases with increasing of H2H traffic. / As redes celulares são esperadas para desempenhar um importante papel no futuro da Internet das Coisas (Internet of Things - IoT) e na comunicação Máquina-a-Máquina (Machine-to-Machine - M2M), com a rede LTE ganhando cada vez mais destaque tanto da academia quanto da indústria na implantação deste cenário. Contudo, melhorias na rede LTE são necessárias devido às características intrínsecas da comunicação M2M, como a grande quantidade de dispositivos e a diversidade nos requerimentos das suas aplicações, que os diferenciam da comunicação Humano-a-Humano (Human-to-Human - H2H) para a qual a rede foi inicialmente projetada. Dentre essas melhorias, está o aperfeiçoamento no escalonamento de pacotes no uplink definido no padrão para que trate o caso da comunicação M2M e atenda aos seus requerimentos sem causar grandes impactos na comunicação H2H. Este trabalho propõe um mecanismo para o escalonamento de pacotes no uplink da rede LTE no contexto da comunicação M2M que utiliza as informações atuais e passadas da rede e de cada dispositivo para satisfazer os requisitos de Qualidade de Serviço (QoS) dos dispositivos M2M, evitar o problema de inanição e controlar o congestionamento causado por estes dispositivos. Os resultados obtidos indicam que a proposta consegue reduzir o impacto da comunicação M2M sobre a H2H e garantir justiça na alocação de recursos. No entanto, o nível de satisfação dos requisitos de QoS dos dispositivos M2M diminui com o aumento do tráfego H2H.

In the past few years, new standards of telecommunication networks brought new approaches to the internal architecture and introduced new components. One of them is the PCRF server component which manages an allocation of bandwidth for all user devices, therefore, it is a performance sen- sitive application. Yet there are no suitable smart traffic generators for such server and there is no comprehensive study of implementations. Based on the server provided by one of the major Czech telecommunication providers, the traffic generator for real scenarios and performance testing was designed and implemented. In addition, the statistics collection from the server was realized with the use of instrumentation. Both of these parts were put to- gether in the form of testing framework which was used for measurements of the designed test cases. The results from the measurement were evalu- ated and describe the behavior of the server in a real-life utilization and also under heavy load. Based on the evaluation, the provider can improve the server implementation and perform further analysis. The traffic generator can be extended to support more test cases and even reused by different telecommunication providers. 1

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 2/12/2020. / Ingeniero Civil Eléctrico / Durante el último proceso de tarificación de cargos de interconexión de las empresas de telefonía móvil que comenzó a principio de 2013 y culminó en 2014, se consideró un diseñó de una red eficiente con tecnología 3G incluida HSPA. En la actualidad, las tecnologías de redes móviles avanzan continuamente, hacia 4G y estándares superiores. De hecho durante el año 2014 se licitó en Chile la banda 700 MHz para desarrollo de redes 4G. El objetivo de esta memoria es aportar con un diseño de red 4G bajo las mismas premisas de la empresa eficiente que se ocupa en la regulación de los cargos de interconexión de la telefonía móvil en Chile. Para ello, se ha utilizado como punto de partida el modelo de red 3G+HSPA desarrollado por la Subsecretaria de Telecomunicaciones de Chile en la reciente fijación tarifaria, de la que se incluyó información relativa a la proyección de demanda y sus resultados. El diseño de red determina la cantidad de elementos 4G que satisfacen la demanda y la cobertura exigida. El trabajo se ha realizado sobre la base de la siguiente metodología: a) Se revisaron aspectos relacionados con arquitectura, planificación y diseño de redes móviles aplicados al último proceso de fijación de tarifas de interconexión en Chile. b) Se analizó el estado del arte en relación a aspectos de arquitectura, planificación y diseño de redes 4G/LTE. c) Se identificaron los elementos críticos de diseño de redes 4G/LTE para efectos de implementar un dimensionamiento de una red 4G/LTE. d) Se confeccionó un diseño de red 4G/LTE para atender una demanda equivalente a la utilizada en el último proceso de fijación de tarifas. El resultado de este trabajo concluyó en la determinación de las posibles eficiencias tanto técnicas como económicas que se producen al comparar el nuevo diseño de red 4G/LTE con un diseño de red 3G+HSPA, sobre la base de sensibilizar diferentes parámetros claves, tales como la banda de frecuencia de operación, la proyección de demanda, la capacidad máxima de equipos, precios unitarios, entre otros.