The thesis aims to develop a prototype for a Smart Case for Remote Radio Kits at the department of Demo & Event at Ericsson in Kista.The smart case consists of a mechanical structure (the case itself with ) and an electronic system that includes a temperature sensor, a LCD display showing the temperature, a GPS (global positioning system) module for positioning the case, a GSM (Global System for Mobile Communications) module and a microcontroller Arduino UNO. The Case is modelled in 3D with the help of CAD software and then printed with a 3D printer. A down-scaled prototype is built with the help of the 3D printer and the 2D drawing will be used when the full scaled model is produced. The Arduino UNO handles temperature sensor and GPS measurements, LCD display, and the transmission of measurement data using GSM module via text message (SMS) to a cell phone or to a server over the Internet. The projected ended up with all the drawings and models finished for the Case as well as the implementation of down-scaled prototypes. The electrical system was tested and finished individually. But the complete system cannot be assembled inside the Case due to the time limitation. This means that the project can be further extended, where a full scale model can be developed and the electrical control system can be assembled together and mounted inside the Case.

La télécommunication radio mobile connait actuellement une évolution importante en termes de diversité de technologies et de services fournis à l'utilisateur final. Il apparait que cette diversité complexifie les réseaux cellulaires et les opérations d'optimisation manuelle du paramétrage deviennent de plus en plus compliquées et couteuses. Par conséquent, les couts d'exploitation du réseau augmentent corrélativement pour les operateurs. Il est donc essentiel de simplifier et d'automatiser ces taches, ce qui permettra de réduire les moyens consacrés à l'optimisation manuelle des réseaux. De plus, en optimisant ainsi de manière automatique les réseaux mobiles déployés, il sera possible de retarder les opérations de densification du réseau et l'acquisition de nouveaux sites. Le paramétrage automatique et optimal permettra donc aussi d'étaler voire même de réduire les investissements et les couts de maintenance du réseau. Cette thèse introduit de nouvelles méthodes de paramétrage automatique (auto-tuning) des algorithmes RRM (Radio Resource Management) dans les réseaux mobiles 3G et au delà du 3G. L'auto-tuning est un processus utilisant des outils de contrôle comme les contrôleurs de logique floue et d'apprentissage par renforcement. Il ajuste les paramètres des algorithmes RRM afin d'adapter le réseau aux fluctuations du trafic. Le fonctionnement de l'auto-tuning est basé sur une boucle de régulation optimale pilotée par un contrôleur qui est alimenté par les indicateurs de qualité du réseau. Afin de trouver le paramétrage optimal du réseau, le contrôleur maximise une fonction d'utilité, appelée aussi fonction de renforcement. Quatre cas d'études sont décrits dans cette thèse. Dans un premier temps, l'auto-tuning de l'algorithme d'allocation des ressources radio est présenté. Afin de privilégier les utilisateurs du service temps réel (voix), une bande de garde est réservée pour eux. Cependant dans le cas ou le trafic temps réel est faible, il est important d'exploiter cette ressource pour d'autres services. L'auto-tuning permet donc de faire un compromis optimal de la qualité perçue dans chaque service en adaptant les ressources réservées en fonction du trafic de chaque classe du service. Le second cas est l'optimisation automatique et dynamique des paramètres de l'algorithme du soft handover en UMTS. Pour l'auto-tuning du soft handover, un contrôleur est implémenté logiquement au niveau du RNC et règle automatiquement les seuils de handover en fonction de la charge radio de chaque cellule ainsi que de ses voisines. Cette approche permet d'équilibrer la charge radio entre les cellules et ainsi augmenter implicitement la capacité du réseau. Les simulations montrent que l'adaptation des seuils du soft handover en UMTS augmente la capacité de 30% par rapport au paramétrage fixe. L'approche de l'auto-tuning de la mobilité en UMTS est étendue pour les systèmes LTE (3GPP Long Term Evolution) mais dans ce cas l'auto-tuning est fondé sur une fonction d'auto-tuning préconstruite. L'adaptation des marges de handover en LTE permet de lisser les interférences intercellulaires et ainsi augmenter le débit perçu pour chaque utilisateur du réseau. Finalement, un algorithme de mobilité adaptative entre les deux technologies UMTS et WLAN est proposé. L'algorithme est orchestré par deux seuils, le premier est responsable du handover de l'UMTS vers le WLAN et l'autre du handover dans le sens inverse. L'adaptation de ces deux seuils permet une exploitation optimale et conjointe des ressources disponibles dans les deux technologies. Les résultats de simulation d'un réseau multi-systèmes exposent également un gain important en capacité.

隨著全球通訊技術的發展，第四代行動通訊系統(4G)已進入我們的生活之中。其中又以長期演進技術（Long Term Evolution, LTE）為代表。LTE使用了正交分頻多工(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM)以及多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output, MIMO)技術，使得第四代行動網路在上傳以及下載時，能擁有更大的傳輸量，及更遠的傳輸距離。 　　當下載時，因為每位使用者所在的環境不同，造成傳輸量、延遲時間因而不同，所以基地台分配資源時，尚有許多改善的空間。目前，許多文獻在探討如何公平且有效地分配資源塊(Resource Block, RB)給使用者裝置(User Equipment, UE)，如Proportional Fair (PF)與Modified Largest Weighted Delay First (MLWDF)兩種排程機制。前者考量了優先權的公平性，但沒有考量服務品質(Quality of Service, QoS)；後者對於較即時的封包有較高的優先權，卻導致資源分配不均，將大量的資源給部份使用者。本篇論文著重於公平性以及服務品質的考量，使用不同方式的佇列存放各種不同的資源型態(resource type)，依照資源型態佔整體資源數量的比例，以及計算出Adaptive Modified Largest Weighted Delay First (AMLWDF)的優先權值，針對各個UE與各個通道(channel)做全面性地配置，來提昇公平性及降低延遲以符合QoS要求。 / Owing to the development of global communication technology, the Long Term Evolution (LTE) is the latest technology for the fourth generation mobile communication systems (4G) that has entered into our lives. LTE uses Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) technology to provide high data rate transmission and long distance transmission when users doing download and upload. When doing download, users may have different throughput, delay time, and jitter due to they are in different locations. To improve these performance indexes, the E-UTRAN Node B (eNodeB) has to allocate resource blocks efficiently. In the literature, many works explore how to fairly allocate resource blocks (RB) to users. Proportional Fair (PF) and Modified Largest Weighted Delay First (MLWDF) are two example scheduling mechanisms. PF considers service priority and fairness, but doesn't consider the Quality of Service (QoS). MLWDF considers QoS but not service priority and fairness, and allows eNodeB giving more resources to particular users. In this thesis, we focus on resource allocation problem of downlink scheduling in LTE. Considering fairness and QoS, we store various resource types into particular queues and calculate the priorities using Adaptive Modified Largest Weighted Delay First (AMLWDF). The relationships between users and channels are coordinated according to the priorities for the sake of enhancing the fairness and reducing the delay time and jitter.

In this thesis, an internal mobile phone antenna with a distributed matching circuit for eight-band LTE/WWAN operation is presented. By selecting proper dimensions of the distributed matching circuit, the bandwidth of the proposed antenna can be greatly enhanced. Good radiation characteristics are also obtained, and the proposed antenna occupies only 60 ¡Ñ 10 ¡Ñ 3 mm^3 and is very suitable for slim mobile phone applications. Effects of the human body including user¡¦s head and hand are also studied, and the SAR and HAC issues are simulated and analyzed in this thesis.

A tablet computer antenna array for WWAN/LTE and LTE MIMO operations is proposed. The antenna array comprises a main antenna and an auxiliary antenna. The main antenna is an eight-band coupled-fed antenna, which can cover the GSM850/900/1800/1900/UMTS and LTE700/2300/2700 operations. The auxiliary antenna is a three-band antenna, which can cover the LTE700/2300/2500 operation and occupies a small size. Acceptable isolation between the main and auxiliary antennas has also been obtained, which makes it promising for the main and auxiliary antennas to perform LTE MIMO operation in the LTE700/2300/2500 bands. Effects of the internal tablet computer antenna on the user¡¦s body are also studied. The obtained results show that the antenna can meet the 1-g body SAR specification of less than 1.6 W/kg by selecting a proper distance between the antenna and the flat phantom. Also, since the user¡¦s body is a lossy material, a decrease in the antenna¡¦s radiation efficiency is observed when the user¡¦s body is in the vicinity of the internal antenna.

Bandwidth enhancement of the LTE/WWAN handset antenna achieved by improving the excited surface current distribution in the system ground plane is presented. To achieve this goal, the system ground plane is shaped to be of a C-shape in this thesis. In this case, the longitudinal excited surface current in the system ground plane can have a smooth distribution. The proposed antenna is disposed at one edge of the C-shaped system ground plane, and the antenna comprises a driven monopole strip, a shorted monopole strip and a distributed parallel resonance (PR) circuit. By controlling the resonant frequency of the distributed PR circuit, it can result in dual-resonance excitation of the lowest resonant mode contributed by the shorted monopole strip to cover the LTE700/GSM850/900 operation. The antenna also occupies a small volume of 44 ¡Ñ 10 ¡Ñ 5 mm3 (about 2.2 cm3). Good radiation characteristics of the antenna are also obtained. For practical applications, effects of the electrical connection between the system ground plane and the surrounding metal elements such as the battery¡¦s metal casing and the handset metal midplate are studied. The simulated SAR (Specific Absorption Rate) and HAC (Hearing Aid Compatibility) results are also analyzed.

In this thesis, WWAN/LTE and LTE MIMO antennas for ultrabook computers are presented. The MIMO antenna system comprises an eight-band LTE/WWAN antenna and a three-band LTE antenna. The bandwidth of the eight-band LTE/WWAN antenna is enhanced by using an embedded parallel resonant circuit, which can result in dual-resonance excitation of the lowest resonant mode of the antenna. The bandwidth of the antenna¡¦s lower band can hence cover the LTE700/GSM850/900 operation. A design technique of improving the isolation of the MIMO antenna system is also presented. The isolation enhancement is obtained by embedding a 0.5-wavelength slot in the conductive supporting plate of the upper cover of the ultrabook computer. The embedded slot can attract the excited surface currents in the conductive supporting plate and decrease the coupling between the MIMO antennas through the coupling of the surface currents. The isolation between the MIMO antennas can hence be enhanced. Moreover, this technique will not lead to decreased radiation efficiency and impedance matching of the MIMO antennas, which is attractive for practical applications.

Τη σημερινή εποχή γινόμαστε καθημερινά μάρτυρες μίας ταχέως αναπτυσσόμενης αγοράς, που δεν είναι άλλη από αυτή των κινητών πολυμεσικών εφαρμογών, όπως του Mobile TV και του Mobile Streaming. Υπηρεσίες όπως αυτές έχουν ή αναμένεται να έχουν υψηλή διείσδυση στη βιομηχανία της κινητής πολυμεσικής επικοινωνίας. Για να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις αυτών των υπηρεσιών για υψηλές ταχύτητες μετάδοσης, ο οργανισμός 3rd Generation Partnership Project (3GPP) ανέπτυξε το Long Term Evolution Advanced (LTE-A), μία τεχνολογία η οποία αποτελεί την εξέλιξη των κινητών τηλεπικοινωνιακών τεχνολογιών 3ης γενιάς. Το LTE-A χρησιμοποιεί την τεχνολογία Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA). Η συγκεκριμένη τεχνολογία μπορεί να προσφέρει νέες υψηλής χωρητικότητας ευρυζωνικές εφαρμογές και υπηρεσίες, ενώ παρέχει αποτελεσματική, από πλευράς κόστους, καθολική κάλυψη. Επιπλέον, ο οργανισμός 3GPP εισήγαγε την τεχνολογία Multimedia Broadcast / Multicast Service (MBMS), ως μέσο πανεκπομπής και πολυεκπομπής πληροφοριών στους χρήστες κινητών, με το Mobile TV να είναι η κύρια υπηρεσία που παρέχεται. Η υποδομή του LTE-A προσφέρει στο MBMS την επιλογή να χρησιμοποιήσει ένα uplink κανάλι για την αλληλεπίδραση μεταξύ της υπηρεσίας και του χρήστη, η οποία στα συνήθη δίκτυα πανεκπομπής δεν είναι απλό θέμα. Στο πλαίσιο των LTE-A συστημάτων, το MBMS έχει εξελιχθεί σε e-MBMS (το "e-" αντιστοιχεί στη λέξη evolved, δηλαδή εξελιγμένο). Αυτό θα επιτευχθεί μέσα από την αυξημένη απόδοση της ασύρματης διεπαφής που περιλαμβάνει μία νέα τεχνολογία μετάδοσης που ονομάζεται MBMS over Single Frequency Network (MBSFN). Κατά τη λειτουργία του MBSFN, τα MBMS δεδομένα μεταδίδονται ταυτόχρονα μέσω του αέρα από πολλαπλά κελιά τα οποία είναι αυστηρά χρονο-συγχρονισμένα. Το σύνολο των κελιών που λαμβάνουν αυτά τα δεδομένα, καλείται MBSFN περιοχή. Δεδομένου ότι οι MBSFN μεταδόσεις ενισχύουν σημαντικά το λόγο σήματος προς παρεμβολή και θόρυβο, μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντικές βελτιώσεις στη φασματική απόδοση σε σύγκριση με την πολυεκπομπή μέσω των συστημάτων 3ης γενιάς. Αυτό είναι εξαιρετικά επωφελές στα όρια των κελιών, όπου οι μεταδόσεις (που στα συστήματα 3ης γενιάς, όπως το Universal Mobile Telecommunications System - UMTS, θεωρούνται ως παρεμβολή) μεταφράζονται σε χρήσιμη ενέργεια σήματος και ως εκ τούτου η ισχύς του λαμβανόμενου σήματος είναι αυξημένη, ενώ την ίδια στιγμή η ισχύς παρεμβολής μειώνεται σε μεγάλο βαθμό. Για να αξιοποιηθούν πλήρως τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας MBSFN και να βελτιωθεί η φασματική απόδοση, θα πρέπει να επιλεχθεί με προσοχή το σχήμα διαμόρφωσης και κωδικοποίησης για τη μετάδοση των δεδομένων. Η σχέση μεταξύ της απόδοσης του MBSFN και της επιλογής του σχήματος διαμόρφωσης και κωδικοποίησης έχει μελετηθεί διεξοδικά σε προηγούμενες ερευνητικές εργασίες. Ωστόσο οι περισσότερες (αν όχι όλες) από τις εργασίες αυτές επικεντρώνονται μόνο στην πλευρά των χρηστών και ως εκ τούτου δεν μπορούν να θεωρηθούν πλήρεις. Μερικές φορές ο στόχος του παρόχου μπορεί να είναι η μεγιστοποίηση της φασματικής απόδοσης σε όλους τους χρήστες της τοπολογίας ή η παροχή της υπηρεσίας σε όλους τους χρήστες ανεξάρτητα από τις συνθήκες που βιώνουν. Επίσης, οι περισσότερες από αυτές τις εργασίες καθορίζουν το σχήμα διαμόρφωσης και κωδικοποίησης κατά τις MBSFN μεταδόσεις εξετάζοντας μόνο την περίπτωση της μετάδοσης από ένα πομπό σε ένα δέκτη και δεν εξετάζουν τα οφέλη που μπορούν να προσφέρουν οι τεχνικές Multiple Input Multiple Output (MIMO) στη συνολική απόδοση του συστήματος. Ο στόχος της παρούσας εργασίας είναι να επεκτείνει τις προηγούμενες ερευνητικές εργασίες και, επιπλέον, να προτείνει μια λύση στο πρόβλημα της επιλογής του σχήματος διαμόρφωσης και κωδικοποίησης. Προς την κατεύθυνση αυτή, αναλύουμε πρώτα μία διαδικασία τριών βημάτων η οποία επιλέγει το σχήμα διαμόρφωσης και κωδικοποίησης και υπολογίζει τη φασματική απόδοση στην περίπτωση ενός μόνο χρήστη. Στη συνέχεια, ακολουθεί η γενίκευση της υπόθεσης ενός χρήστη και προτείνονται τρεις προσεγγίσεις που επιλέγουν το σχήμα κωδικοποίησης για την μετάδοση των MBSFN δεδομένων σε σενάρια πολλαπλών χρηστών. Οι προσεγγίσεις αξιολογούνται για τρεις διαφορετικούς τρόπους μετάδοσης, έτσι ώστε να εξεταστεί η επίδραση των τεχνικών MIMO στην επιλογή σχήματος διαμόρφωσης για διαφορετικές κατανομές χρηστών. Τα αποτελέσματα της αξιολόγησης δείχνουν ότι, ανάλογα με το στόχο που έχει θέσει ο πάροχος (π.χ. μεγιστοποίηση της φασματικής απόδοσης ή επίτευξη μίας συγκεκριμένης τιμής φασματικής απόδοσης) κάθε προσέγγιση θα μπορούσε να οδηγήσει σε βελτιωμένη απόδοση. / Today we are witnesses of a rapidly increasing market for mobile multimedia applications, such as Mobile TV and Mobile Streaming. Services like these have or are expected to have high penetration in the mobile multimedia communications industry. In order to confront such high requirements for services that demand higher data rates, the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) developed the Long Term Evolution Advanced (LTE-A) technology which constitutes the evolution of the 3rd Generation (3G) mobile telecommunications technologies. LTE-A utilizes Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA). This radio technology is optimized to enhance networks by enabling new high capacity mobile broadband applications and services, while providing cost efficient ubiquitous mobile coverage. In addition, 3GPP has introduced the Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) as a means to broadcast and multicast information to mobile users, with Mobile TV being the main service offered. LTE-A infrastructure offers to MBMS an option to use an uplink channel for interaction between the service and the user, which is not a straightforward issue in usual broadcast networks. In the context of LTE-A systems, the MBMS will evolve into e-MBMS (“e-” stands for evolved). This will be achieved through the increased performance of the air interface that will include a new transmission scheme called MBMS over Single Frequency Network (MBSFN). In MBSFN operation, MBMS data are transmitted simultaneously over the air from multiple tightly time-synchronized cells. A group of those cells, which are targeted to receive these data, is called MBSFN area. Since the MBSFN transmission greatly enhances the Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR), the MBSFN transmission mode leads to significant improvements in Spectral Efficiency (SE) in comparison to multicasting over 3G systems. This is extremely beneficial at the cell edge, where transmissions (which in 3G systems, like Universal Mobile Telecommunications System - UMTS, are considered as inter-cell interference) are translated into useful signal energy and hence the received signal strength is increased, while at the same time the interference power is largely reduced. In order to fully exploit the benefits of MBSFN and to improve its performance in terms of SE, the Modulation and Coding Scheme (MCS) for the transmission of the data should be carefully selected. The relationship between MBSFN performance and MCS selection has been thoroughly studied in previous research works; however most (if not all) of these works focus only on the users’ side and therefore may not be sufficient. Sometimes the operator’s goal may be the maximization of the SE over all users of the topology or the provision of the service to all the users irrespectively of the conditions that they experience. In addition, most of these works determine the MCS scheme for MBSFN considering only the case of single antenna transmissions and they do not examine the benefits that Multiple Input Multiple Output (MIMO) transmissions may offer on the overall performance. The goal of this thesis is to extend the previous research works and, furthermore, to tackle the problems addressed. To this direction, we first analyze a 3-step procedure that selects the MCS and calculates the SE in the case of a single user. Then, we generalize the single-user case and we propose three approaches that select the MCS for the delivery of the MBSFN data in multiple-users scenarios. The approaches are evaluated for three different transmission modes, so as to examine the impact of multiple antennas techniques on the MCS selection, and for different users’ distributions. The evaluation results indicate that depending on the target that the operator may set (i.e. SE maximization or achievement of a specific SE) each approach could lead to improved performance.

Une antenne auto-complémentaire possède des caractéristiques radioélectriques très intéressantes en ce qui concerne l'élargissement de sa bande passante. Basée sur le principe de Babinet, l'auto-complémentarité permet en effet de maximiser la largeur de bande de par la complémentarité air-métal dans la structure de l'antenne. L'objectif de cette thèse est d'étudier quels pouvaient être les apports de l'auto-complémentarité dans le cas d'antennes à fortes contraintes d'intégration telles que celles utilisées pour les terminaux mobiles. Pour tester les limites de notre étude, nous avons choisi d'appliquer nos résultats à l'intégration d'antennes auto-complémentaires dans un objet communicant de type Smartphone multi-standards. Les antennes dites AC doivent par conséquent satisfaire de nombreux critères de performances tout en montrant leur capacité d'intégration. Celle-ci est rendue d'autant plus délicate, que la miniaturisation implique à son tour des phénomènes physiques limitant certaines performances, notamment en basse fréquence avec la nouvelle bande LTE. Dans une première étude, nous avons considéré différentes antennes et opté pour les antennes IFA-AC sur un plan de masse fini afin de couvrir initialement les bandes hautes DCS/PCS/UMTS et WLAN/LTE2600. Dans une seconde étude, nous avons amélioré leurs performances à l'aide d'éléments structurels nouveaux et interdépendants (éléments rayonnants de type double IFA), qui nous ont permis d'obtenir des résultats probants relatifs notamment à la couverture des bandes LTE800 et GSM. Enfin, nous avons complété notre projet en optimisant le lien radio par l'intégration de plusieurs éléments rayonnants AC sur un même PCB.

The evolution of Mobile Internet has led to the growth of bandwidth demanding applications like video streaming and social networking. The required data rates projected for such applications cannot be sustained by current cellular networks. New network architectures like Long Term Evolution (LTE) and LTE Advanced have been carefully engineered and introduced to fulfill such large data rates. The recent introduction of femtocells enabled high data rates and better coverage indoors, without the need for site establishment or upgrading the network infrastructure. Femtocells, however, will potentially suffer from major interference problems due to their expected dense and ad hoc deployment. The main contribution in this thesis is the introduction of a new and a very promising direction in deriving capable and efficient interference mitigation schemes, and comparing this direction to current techniques in the literature. Several works have studied the effect of interference on networks employing femtocells. In this thesis, we also survey such works and provide an overview of the elements considered in mitigating interference. We introduce a new scheme known for its optimality, and use it for frequency assignment in downlink femtocell networks. The algorithm is based on optimization search rather than greedy or heuristic methods. Experimental simulations will be shown to evaluate the proposed scheme against other schemes from the literature. / Thesis (Master, Computing) -- Queen's University, 2012-03-31 02:14:28.549