Zugl.: Würzburg, Univ., Diss., 2008.

Universiẗat, Diss., 2001--Kaiserslautern.

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της μετάδοσης δεδομένων πάνω από Κινητά Δίκτυα 3ης Γενιάς και συγκεκριμένα του δικτύου UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems). Την τελευταία δεκαετία τόσο η Κυψελωτή Κινητή Τηλεφωνία όσο και το Διαδίκτυο έχουν γνωρίσει τρομακτική εξάπλωση παγκοσμίως. Η ανάγκη του ανθρώπου για κινητικότητα από τη μια, και η ανάγκη για πρόσβαση σε πληροφορία και υπηρεσίες από την άλλη, οδήγησε στη σύγκλιση των δυο παραπάνω «κόσμων» μέσα από τα Κινητά Δίκτυα 3ης Γενιάς. Το δίκτυο UMTS, οδηγείται προς τη φιλοσοφία ενός all-IP δικτύου, που επιτρέπει πρόσβαση υψηλών ταχυτήτων στο Διαδίκτυο. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται αναλυτικά η αρχιτεκτονική και λειτουργική δομή του UMTS δίκτυο, ξεκινώντας από τα γενικά χαρακτηριστικά του, σε ότι αφορά το χρησιμοποιούμενο φάσμα, την αξιοποίηση του διατιθέμενου εύρους ζώνης και τη δομή των κυψελών του UMTS. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική του δικτύου, με αναφορά στον εξοπλισμό του χρήστη, το Δίκτυο Επίγειας Ασύρματης Πρόσβασης (UTRAN) και το Δίκτυο Κορμού (Core Network), ενώ παρουσιάζονται και τα πρωτόκολλα σηματοδοσίας και επιπέδου χρήστη εντός του UMTS. Στη συνέχεια η εργασία ασχολείται με το θέμα της παροχής Ποιότητας Υπηρεσίας (Quality of Service – QoS) στο δίκτυο UMTS. Παρουσιάζονται οι τάξεις QoS και τα χαρακτηριστικά τους στο UMTS, και οι παράμετροι που αυτές παίρνουν για συγκεκριμένες υπηρεσίες (φωνή, video, εφαρμογές ροής πολυμέσων κτλ.). Παράλληλα με την Ποιότητα Υπηρεσίας, παρουσιάζεται και η υπηρεσία MBMS (Multimedia Broadcast / Multicast Service) που έχει σχεδιαστεί για το UMTS δίκτυο και αναλύεται η δομή και ο τρόπος υλοποίησης των λειτουργιών της, οι διαδικασίες υπηρεσιών MBMS, οι παράμετροι που αυτή παίρνει και γίνεται και ανάλυση των επιμέρους λειτουργιών της. Το δεύτερο μέρος της εργασίας αφορά την πειραματική αξιολόγηση του δικτύου UMTS στον εξομοιωτή ns-2, σε ότι αφορά τη μετάδοση διαφορετικών ειδών κίνησης και την αποτελεσματικότητα των διαφορετικών πρωτοκόλλων. Αρχικά περιγράφεται ο τρόπος παραγωγής κίνησης για τον εξομοιωτή και των μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν προς την κατεύθυνση αυτή. Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των πειραμάτων για την απόδοση του πρωτοκόλλου TCP πάνω από το δίκτυο UMTS, και παρουσιάζονται τα προβλήματα που προκύπτουν στη χρήση του πρωτοκόλλου αυτού, κυρίως λόγο του υψηλού bit error rate που παρουσιάζεται στο ασύρματο κανάλι. Μελετώνται σενάρια χρήσης που χρησιμοποιούν τόσο UMTS DCH (Dedicated Channels), όσο και HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) μεταδόσεις. Με σκοπό τη μελέτη της μετάδοσης και πολυμεσικού περιεχομένου πάνω από το UMTS, έγιναν αντίστοιχα πειράματα στον εξομοιωτή και διαπιστώθηκε η δυνατότητα του UMTS να εγγυηθεί τις διαφορετικές απαιτήσεις αυτού του είδους κίνησης (κυρίως σε ότι αφορά την καθυστέρηση των πακέτων) και τη «φιλική» προς το TCP πρωτόκολλο συνύπαρξη στο δίκτυο. Τέλος, στη διπλωματική αυτή εργασία προτείνεται ένα σχήμα, για την ανάπτυξη ενός συστήματος μετάδοσης πολυμεσικού περιεχομένου πάνω από UMTS, το οποίο λαμβάνει υπόψη του την τρέχουσα κατάσταση του δικτύου και προσαρμόζει τη ροή των πολυμεσικών δεδομένων σε αυτή. / The purpose of this dissertation is to study data transmission using Third Generation (3G) Mobile Networks and in particular using the Universal Mobile Telecommunications Systems (UMTS) network. Over the last decade, Cellular Mobile Telephony and Internet have spread rapidly worldwide. The need for mobility on the one side and on the other side the need for access to information and services, led to the convergence of the two worlds using Third Generation Mobile Networks. The UMTS network is slowly becoming an all-IP network that allows high speed data Internet connection. This dissertation discusses the UMTS network’s architectural and functional framework starting from the general characteristics of the available bandwidth and the UMTS cells’ structure. The architectural design of the network is presented next with respect to the user’s equipment, the Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) and the Core Network, followed by the signaling protocol and the user level within UMTS. After that, the dissertation covers Quality of Service (QoS) issues while using the UMTS network. The two QoS groups are presented along with their UMTS characteristics, and certain parameters for specific services (such as voice, video, multimedia streaming applications, etc.). In addition, the Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS) is discussed. MBMS is a service designed for the UMTS network and the procedure and services of its functionality are being analysed. The second part of this dissertation deals with the experimental evaluation of the UMTS network in the ns-2 simulator, regarding the transmission of different types of traffic and the efficiency of the different protocols. The method of the traffic generation is being discussed at first, along with the implemented modules. Following that, the results from the experiments on TCP protocol performance over the UMTS air interface are being presented and some issues that raise up due to the high bit error rate that occur in the wireless channel are being discussed. In this case, we study the performance of both UMTS Dedicated Channels (DCH) and the High Speed Downlink Packet Access) transmissions. In order to study the transmission of multimedia content over the UMTS, some experiments took place, and showed that UMTS is able of guaranteeing the different requirements of this type of traffic, especially regarding the packets’ time delays and the friendly behavior against the TCP protocol, when coexisting in the network traffic load. Finally, this dissertation proposes a scheme for developing a multimedia content transmission system over UMTS, which takes into consideration the current state of the network and adapts the multimedia data stream to these conditions.

Zugl.: Bremen, Univ., Diss., 2009

Th. Univ. Fribourg Suisse, 2006. / Im Buchh.: Fribourg : iimt University Press. Literaturverz.

La thèse a porté sur la localisation de mobile pour les systèmes UMTS-FDD. Il s'agit d'un sujet qui intéresse de plus en plus les opérateurs, notamment dans le cas de système UMTS-FDD où il existe très peu de réseaux réels. Les différentes approches permettant de localiser un émetteur ont ainsi été envisagées, et plus particulièrement, celles basées sur les mesures de puissances, les temps d'arrivée (TOA) en liaison descendante ou encore celles basées sur les angles d'arrivée (AOA) et sur toute combinaison AOA-TOA. Pour ces différentes approches, nous nous sommes intéressés aux deux principales sources d'erreur pouvant dégrader les performances de la localisation : -l'absence de trajet direct qui est une des caractéristiques des systèmes radio-mobile. -le problème d'écoute, qui est inhérent au système UMTS-FDD. A ces deux problèmes, nous avons proposé des solutions pour les differentes approches de localisation, qui soient à la fois précises et facile à mettre en oeuvre au niveau de la norme.

<p>Critical networks e.g. telecare services, telemonitoring, are implemented to provide the information security and reliability that the end user desires, especially during an emergency. Unlike business carrier systems that are planned for the general public’s use, critical communication systems are designed particularly for public protection and other serious communication situations. Availability and reliability of such networks is highly desirable. The following thesis works to compare and analyze a variety of communication access technologies to find out the best primary means of data transportation for health critical services and model reliable communication link by using redundancy. This study also provides an efficient failover mechanism to implement redundant links. This strategy is intended to provide the reliable communication and to protect the established communication link.</p>

<p>The successful deployment of Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) is heavily dependent on Quality of Service (QoS) to be achieved. This thesis addresses a few facets of the QoS issues in UMTS, including traffic shaping and policing, conformance consistency, Call Admission Control (CAC) and resource allocation.</p><p>The main focus of this thesis is traffic conditioning related issues for QoS provisioning in UMTS. Assuming an end-to-end QoS scenario supported by IntServ or/and Diffserv architectures, the thesis initially presents an all nodes traffic conditioning-enabled framework in UMTS. Under this framework, the traffic generated at each User Equipment (UE) is regulated by a traffic shaper in the form of a token bucket, and the conformance of the traffic flow is policed at the policing node. The performance of imposing traffic shaping at the UE is studied and compared with the case without shaping. Next, having observed that the performance of the traffic conditioned system is sensitive to the values of the token bucket parameters, the thesis proposes a heuristic approach for searching local and global QoS-aware token bucket parameters. By tuning the system operating at the obtained ’optimal’ shaping parameters, the requirements for all concerned QoS attributes are guaranteed. Furthermore, the thesis studies conformance consistency in a traffic conditioned multi-hop network, by monitoring the conformance status of a traffic flow using an identical token bucket for both traffic shaping and policing. In the presence of variable packet size, the thesis gives a quantitative result, for a simple case, on how much percent of the originally conformant packets may misbehave at further policing node(s). The performance of the aggregated traffic flows and the measures to minimize the effect of conformance deterioration are also studied in the thesis.</p><p>Another facet of the QoS issues in UMTS, CAC together with resource allocation, is also studied in the thesis. A priority-oriented framework for QoS management of multimedia services in UMTS is proposed. Based on a traffic class priority definition, the framework is implemented through a priority-oriented CAC, channel congestion control and adaptive bandwidth allocation.</p>

The successful deployment of Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) is heavily dependent on Quality of Service (QoS) to be achieved. This thesis addresses a few facets of the QoS issues in UMTS, including traffic shaping and policing, conformance consistency, Call Admission Control (CAC) and resource allocation. The main focus of this thesis is traffic conditioning related issues for QoS provisioning in UMTS. Assuming an end-to-end QoS scenario supported by IntServ or/and Diffserv architectures, the thesis initially presents an all nodes traffic conditioning-enabled framework in UMTS. Under this framework, the traffic generated at each User Equipment (UE) is regulated by a traffic shaper in the form of a token bucket, and the conformance of the traffic flow is policed at the policing node. The performance of imposing traffic shaping at the UE is studied and compared with the case without shaping. Next, having observed that the performance of the traffic conditioned system is sensitive to the values of the token bucket parameters, the thesis proposes a heuristic approach for searching local and global QoS-aware token bucket parameters. By tuning the system operating at the obtained ’optimal’ shaping parameters, the requirements for all concerned QoS attributes are guaranteed. Furthermore, the thesis studies conformance consistency in a traffic conditioned multi-hop network, by monitoring the conformance status of a traffic flow using an identical token bucket for both traffic shaping and policing. In the presence of variable packet size, the thesis gives a quantitative result, for a simple case, on how much percent of the originally conformant packets may misbehave at further policing node(s). The performance of the aggregated traffic flows and the measures to minimize the effect of conformance deterioration are also studied in the thesis. Another facet of the QoS issues in UMTS, CAC together with resource allocation, is also studied in the thesis. A priority-oriented framework for QoS management of multimedia services in UMTS is proposed. Based on a traffic class priority definition, the framework is implemented through a priority-oriented CAC, channel congestion control and adaptive bandwidth allocation.

Critical networks e.g. telecare services, telemonitoring, are implemented to provide the information security and reliability that the end user desires, especially during an emergency. Unlike business carrier systems that are planned for the general public’s use, critical communication systems are designed particularly for public protection and other serious communication situations. Availability and reliability of such networks is highly desirable. The following thesis works to compare and analyze a variety of communication access technologies to find out the best primary means of data transportation for health critical services and model reliable communication link by using redundancy. This study also provides an efficient failover mechanism to implement redundant links. This strategy is intended to provide the reliable communication and to protect the established communication link.