Wuppertal, Universiẗat, Diss., 2001.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται διερεύνηση των βέλτιστων τεχνικών παραμέτρων σχεδιασμού υβριδικής τηλεπικοινωνιακής πλατφόρμας για την υποστήριξη της υπηρεσίας DVB-H μέσω δορυφόρου. Γίνεται μοντελοποίηση των δύο τύπων μεταδόσεων, επίγειας και δορυφορικής. Τα αποτελέσματα που εξάγονται από τις προσομειώσεις συγκρίνονται με στοιχεία που καθορίζουν πρότυπα του ΕTSI. / In this thesis are worked out the optimised parameters for the design of an hybrid platform which supports the DVB-H (Digital Video Broadcasting for Handheld devices)service via satellite. Two kinds of broadcasting are modelled, terrestrial and satellite. The results of the simulation of these models are compared with elements which are defined by ETSI standards.

The theme of this thesis is simulation of DVB-C2 transmission. The first part of this thesis is focused mainly on theory, where it describes differences between digital and analog television transmission. The project also explains principle of operation DVB-C and DVB-C2 systems with focus on channel coding a modulation. Application for simulation of DVB-C2 transmission, which is developed in the MATLAB environment is described in the second part. The last part of this thesis includes results of simulations of DVB-C2 transmission and their comparison with measured values of DVB-C transmission.

Les retours et les études dont on dispose sur les réseaux IP par satellite ne permettent pas d’apprécier les performances dont ils sont capables. Pourtant, les difficultés de transmettre de l’IP par satellite persistent encore. L’inadaptation du protocole IP, initialement conçu pour des réseaux terrestres, au large produit délai-bande du média satellite est une raison. Le fonctionnement souvent dé-corrélé entre les niveaux supérieurs de la pile TCP/IP et les couches physique et MAC du média satellite, est une autre. Dans le cadre de ce travail de thèse nous adoptons une démarche expérimentale basée sur l’observation, l’analyse et l’évaluation de systèmes implantant des technologies IP par satellite tels que le standard DVB-RCS, la technologie propriétaire iDirect ou la nouvelle norme DVB-S2. Nous étudions l’impact des règles de qualité de service IP sur les performances des applications dans un contexte de bande limitée. Nous nous penchons notamment sur l’évaluation des efficacités de l’encapsulation IP en termes de consommation de bande. Notre premier objectif est de déceler les niveaux auxquels un opérateur peut agir en vue d’optimiser la configuration d’un système IP par satellite et en accroître les performances / Despite of a number of IP satellite networks developed and deployed, only a limited number of studies and feedbacks about the performance is available. IP over satellite systems raises several constraints. One of the main reasons is the lack of adaptation of IP protocol, initially designed for terrestrial wired networks, to the large bandwidth delay product of the satellite media. Another reason is a lack of coordination between the IP protocol stack upper layer and the satellite MAC and physical layer. The purpose of this PhD study is to evaluate and assess the behaviour of IP applications when conveyed over satellite systems. We mainly focus on the IP quality of service performance, bandwidth encapsulation efficiency as well as IP applications metrics. Through the observation, we try to find how it’s possible to modify the IP satellite systems configuration in order to improve IP applications performance. We also suggest some ideas about the way to refine these technologies with regards to the design aspects. Experimentations have been performed over test beds implementing both standardised satellite technologies such as DVB-RCS as well as proprietary systems such as iDirect in addition to the new normalised technology DVB-S2

Zugl.: Braunschweig, Techn. Univ., Diss., 2009

Zugl.: Erlangen, Nürnberg, Univ., Diss., 2007

Les télécommunications par satellite ont connu ces dernières années un regain d'intérêt important, du fait de leur capacité à permettre la réduction de la fracture numérique. En effet, un satellite en orbite géostationnaire peut s'appuyer sur une très grande couverture et une capacité importante pour atteindre des zones où le déploiement des réseaux terrestres n'est pas envisageable, comme les transports (bateau, avion), ou bien les zones blanches, où il serait difficilement rentable. Traditionnellement concentrés sur la diffusion de télévision numérique, les dernières générations de standards reflètent cet engouement en faisant une place de choix à la transmission de données bidirectionnelle, notamment en permettant une prise en charge simple des protocoles de l'Internet. Le problème de l'ordonnancement dans ces systèmes devient alors particulièrement important, puisqu'il doit prendre en compte deux processus évoluant de manière totalement décorrélée. D'un côté, l'évolution de la demande des utilisateurs, dépendante des applications (vidéo, voix, données). De l'autre, l'évolution de la capacité du système, celle-ci étant tributaire des conditions de transmission : les fréquences utilisées dans ces systèmes sont particulièrement sensibles à l'atténuation due à l'eau dans l'atmosphère. Cette thèse s'intéresse au problème de l'ordonnancement et de l'allocation de ressources, dans le but de fournir un service comparable aux réseaux terrestres en termes de services, en présentant les meilleures performances possibles. Si un certain nombre de propositions ont été faites sur le sujet, aucune ne prend en compte l'ensemble des contraintes d'un tel système. Outre le caractère variable de la capacité, la variabilité de la demande, conjuguée avec les contraintes de qualité de service constitue une difficulté supplémentaire. Enfin, il nous faut considérer la faisabilité de notre solution dans un contexte temps réel, nécessaire dans l'optique d'une implantation dans un système réel. Nous avons ainsi développé une architecture d'ordonnanceur pour la voie Aller, reposant sur des fonctions d'utilité, permettant ainsi une formulation simple du compromis entre demande et capacité. Nous montrons comment cet algorithme pourrait être utilisable dans un système complet, à travers une implantation détaillée, de faible complexité, ainsi que des simulations de cas réels. Nous portons ensuite notre attention sur la voie Retour, où nous proposons une méthode d'allocation de ressources prenant en compte de manière conjointe la qualité de service et la qualité du support pour délivrer une allocation à la fois conforme et performante. Les simulations montrent que notre algorithme obtient une efficacité et une meilleure gestion du trafic que des solutions de référence présentées dans la littérature. / Satellite telecommunications have seen a tremendous increase in interest, due to its ability to reduce the digital divide. In fact, a geostationary satellite can take advantage of its very wide coverage and high capacity to reach areas where deployment of a terrestrial network would not be possible, such as transports, or too expensive to be profitable, as in remote areas. Traditionally focused on digital television broadcasting, the latest generation of standards have evolved to reflect those new needs, dealing extensively with the transmission of interactive data, particularly by natively supporting Internet protocols. Scheduling has arisen as a major issue of those modern systems, since it has to deal with to highly uncorrelated processes: demand and capacity. Demand, on one side, evolves with user's needs, and therefore with the applications they are using: video, voice or data. Capacity, on the other side, depends on meteorological conditions over the satellite's cover, as the frequencies used in such systems are very sensitive to wet atmosphere attenuation. This thesis aims to study the problem of scheduling and resource allocation, hoping to achieve a service that can match with terrestrial networks in terms of services, while showing the best possible performances. If numerous solutions were proposed on this topic, none is taking into account all of the current system's constraints. In addition to the variable nature of system's capacity, the conjunction of variable demand and quality of service constraints constitutes an additional issue. Furthermore, we have to consider the practicability of our solution in a real-time context, necessary if we aim for industrial use. We have first developed a scheduler architecture for the Forward link, based on utility functions, thus allowing a simple formulation of the capacity versus demand compromise. We show, through a detailed low-complexity implementation and accurate simulations, how our algorithm could be used efficiently in an industrial context. We then focus on the Return link, where we propose a resource allocation method, taking into account quality of service and quality of transmission jointly to deliver an efficient yet consistent resource allocation. Simulations show that our algorithm achieves a better efficiency and traffic handling than reference solutions presented in the literature.

L'objectif de cette thèse est de fournir aux réseaux satellitaires géostationnaires des outils d'amélioration de performances dans un contexte contraint, lié au support de communication qui présente une qualité variable. Les défis s'étendent de la couche d'accès au support (l'ordonnancement) à la couche transport (le comportement du TCP étant sensible au délai de propagation dans les réseaux géostationnaires). Nous faisons appel aux mécanismes cross-layer qui mettent en place des interactions entre entités protocolaires non adjacentes du modèle OSI offrant ainsi une adaptation immédiate au changement des conditions dans le réseau. Nous employons à ce but une technique cross-layer informant l'entité protocolaire TCP du débit disponible, permettant d'éviter des conséquences telles que la chute du débit et des pertes liées à la congestion des files d'attente. Nous mettons en oeuvre ce mécanisme au niveau d'un élément sensible du réseau géostationnaire, le proxy TCP. L'intérêt des techniques cross-layer a été mis en évidence au niveau de l'ordonnanceur présent au sein de la gateway d'un réseau DVB-S2/DVB-RCS. Ainsi, ils contribuent à la maximisation de la capacité du système, à l'assurance des contraintes de qualité de service, à l'équité de l'allocation de ressources, etc. Enfin, nous présentons une solution possible d'architecture cross-layer. Nous proposons des caractéristiques demandées pour une architecture cross-layer afin d'assurer l'évolutivité, la modularité et la co-existence avec l'architecture standard existante. / The main objective of this thesis is to provide tools of improving performance of geostationary satellite networks, operating in a constrained environment mainly due to the variable quality of radio links. There are protocol layers being challenged by such characteristics, such as the medium access protocol and the transport layer protocol (TCP behaviour is impacted by the long propagation delay in geostationary satellite networks). We employ cross-layer mechanisms implementing interaction between non-adjacent protocol layers defined by the OSI architecture aiming at providing a rapid adaptation to changes in network state. We provide a cross-layer technique informing TCP protocol of the available network rate, thus preventing consequences such as TCP rate drop or loss due to buffer overflow. This mechanism is to be implemented in a sensible network element, such as a TCP proxy. Data link layer scheduler can benefit from the advantages of employing cross-layer mechanisms, especially at the gateway of a DVB-S2/DVB-RCS satellite network. The improved scheduler allows an efficient use of network resources and helps insuring quality of services constraints, resource allocation fairness, etc. Finally, we propose a cross-layer architecture along with in-demand characteristics able to offer an inter-operability with the existing architecture, an easy up-grade and design.

The Direct-Video-Broadcast Satellite (DVB-S) standard is used to provide video and radio to millions of users worldwide. It is designed to provide quasi-error free satellite communications. This thesis discusses some of the limitations of the DVB-S standard, describes some attempts in related work to address these concerns, and purposes a new modification to enhance the performance and reliability of the Direct-Video-Broadcast Satellite (DVB-S) standard by using a correlator in a DVB-S receiver. In many existing receive chains, synchronization speed is slightly delayed because phase ambiguity cannot be determined and corrected until after Viterbi decoding. Using correlation against known symbols before demodulation, the phase ambiguity can be corrected prior to Viterbi decoding, thus reducing the amount of time required to synchronize the received signal. To enhance the correlator's ability to detect the DVB-S synchronization bytes, a two byte, rather than single byte, known sync word is proposed as a modification to the standard. The motivation behind a longer sync word is to improve the standard in high noise environments. A two byte sync word provides more known information for correlation. The resulting correlation peaks are double that of when a single byte is used; this corresponds to about a 3 dB increase in SNR to provide fast signal acquisition and signal tracking in a noisy environment. / Master of Science

Internet access in rural areas of Latin America is deficient, since the rural population either does not have access to this technology or does it from public places at a very low speed connection. This situation does not happen with the TV which is more popular and accessible than the Internet, mobile telephony, and even radio. This is why is intended to use the characteristics of the TV broadcast services, specifically Digital Terrestrial Television (DTT) to provide Internet connectivity in places where only the TV signal arrives. Thus DTT technologies such as DVB-RCT published in April 2001 by the European Telecommunications Standards Institute (ETSI), which provides a dedicated wireless return channel in the VHF / UHF for concurrent access from many interactive user terminals using TDMA / OFDMA techniques. As well as DVB-T2 which was published in 2008 by the European standardization Forum (DVB) to efficiently transmit advanced television services such as high definition TV (HDTV) or dimensional TV (3D TV) [1] using OFDM will allow to design a new standard for better performance than RCT that takes advantage of the capacities that give robustness to DVB-T2 and which will be called DVB-RCT2 (Digital Video Broadcasting - Return Channel Terrestrial 2nd Generation), which would consist on a broadcast channel (DL) to receive information from the service provider to the end user, using any DTT technology such as ISDB-Tb, DVB-T or DVB-T2 for this purpose; while for reverse communication (UL) it would properly use the DVB-RCT2 architecture proposed in this PhD study. The aforementioned would make it possible for this new standard to be used throughout Latin America. To validate the design standard, it will be evaluated in terms of coverage and capacity with respect to its predecessor DVB-RCT, and then the channel conditions RCT2 will be emulated in a laboratory. Subsequently socio-economic studies of the new standard will be carried out in order to be able to provide internet connectivity services in rural areas. Finally, the possibility of using 4G wireless networks in the 700 MHz UHF band will be analyzed as well as the band of 1700 MHz (AWS). / El acceso a Internet en zonas rurales de América Latina es deficiente, puesto que la población rural o no tiene acceso a esta tecnología o lo hace desde lugares públicos a una muy baja velocidad de conexión. Esta situación no sucede con la TV la cual es más popular y accesible que el Internet, la telefonía móvil, e incluso que la radio. Es por esto que se pretende utilizar las características de los servicios de difusión de TV, específicamente los de Televisión Digital Terrestre (TDT) a fin de proporcionar conectividad a Internet en lugares donde solo llega la señal de TV. Es así que tecnologías de TDT como DVB-RCT publicada en Abril de 2001 por el Instituto de Normas de Telecomunicaciones Europeo (ETSI - European Telecommunications Standards Institute), que provee un canal de retorno inalámbrico dedicado en las bandas de VHF/UHF para el acceso concurrente desde muchos terminales interactivos de usuario usando técnicas TDMA/OFDMA. Así como DVB-T2 que fue publicado en 2008 por el foro de estandarización europeo (DVB) para transmitir eficientemente servicios avanzados de televisión como TV en alta definición (HDTV) o TV tridimensional (3D TV) [1] utilizando modulación OFDM; permitirán diseñar un nuevo estándar de mejores prestaciones que RCT que aproveche las capacidades que dan robustez a DVB-T2 y al cual se lo llamará DVB-RCT2 (Digital Video Broadcasting - Return Channel Terrestrial 2nd Generation), el mismo que constaría de un canal de difusión (canal descendente) para recibir información desde el proveedor del servicio hasta el usuario final, utilizando para esto cualquier tecnología de TDT como ISDB-Tb, DVB-T o DVB-T2; mientras que para la comunicación inversa (canal ascendente) utilizaría propiamente la arquitectura DVB-RCT2 propuesta en este estudio de doctorado. Lo anteriormente mencionado haría factible que este nuevo estándar pueda ser utilizado en toda Latinoamérica. Para validar el diseño del estándar, se lo evaluará en términos de cobertura y capacidad con respecto a su predecesor DVB-RCT, y después se emulará en laboratorio las condiciones del canal RCT2. Posteriormente se realizarán estudios socio-económicos del nuevo estándar a fin de poder proporcionar servicios de conectividad a Internet en zonas rurales. Por último, se analizará la posibilidad de utilizar redes inalámbricas 4G en la banda UHF de 700 MHz, así como en la banda de 1700 MHz (AWS). / L'accés a Internet en zones rurals d'Amèrica Llatina és deficient, ja que la població rural o no té accés a esta tecnologia o ho fa des de llocs públics a una molt baixa velocitat de connexió. Esta situació no succeïx amb la TV la qual és més popular i accessible que l'Internet, la telefonia mòbil, i inclús que la ràdio. És per açò que es pretén utilitzar les característiques dels servicis de difusió de TV, específicament els de Televisió Digital Terrestre (TDT) a fi de proporcionar connectivitat a Internet en llocs on només arriba el senyal de TV. És així que tecnologies de TDT com DVB-RCT publicada a l'Abril de 2001 per l'Institut de Normes de Telecomunicacions Europeu (ETSI - European Telecommunications Estàndards Institute), que proveïx un canal de retorn sense fil dedicat en les bandes de VHF/UHF per a l'accés concurrent des de molts terminals interactius d'usuari usant tècniques TDMA/OFDMA. Així com DVB-T2 que va ser publicat en 2008 pel fòrum d'estandardització europeu (DVB) per a transmetre eficientment servicis avançats de televisió com TV en alta definició (HDTV) o TV tridimensional (3D TV) [1] utilitzant modulació OFDM; permetran dissenyar un nou estàndard de millors prestacions que RCT que aprofite les capacitats que donen robustesa a DVB-T2 i al qual se'l nomenarà DVB-RCT2 (Digital Vídeo Broadcasting - Return Channel Terrestrial 2nd Generation), el mateix que constaria d'un canal de difusió (canal descendent) per a rebre informació des del proveïdor del servici fins a l'usuari final, utilitzant per a açò qualsevol tecnologia de TDT com ISDB-Tb, DVB-T o DVB-T2; mentres que per a la comunicació inversa (canal ascendent) utilitzaria pròpiament l'arquitectura DVB-RCT2 proposta en este estudi de doctorat. L'anteriorment mencionat faria factible que este nou estàndard puga ser utilitzat en tota Llatinoamèrica. Per a validar el disseny de l'estàndard, se l'avaluarà en termes de cobertura i capacitat respecte al seu predecessor DVB-RCT, i després s'emularà en laboratori les condicions del canal RCT2. Posteriorment es realitzaran estudis socioeconòmics del nou estàndard a fi de poder proporcionar servicis de connectivitat a Internet en zones rurals. Finalment, s'analitzarà la possibilitat d'utilitzar xarxes sense fil 4G en la banda UHF de 700 MHz, així com en la banda de 1700 MHz (AWS). / Radicelli García, CD. (2017). Diseño y validación de la segunda generación del estándar de TDT con canal de retorno inalámbrico, para proveer conectividad a Internet en zonas rurales en Latinoamérica [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/80288