Sviluppo di un simulatore per i protocolli di controllo delle risorse radio in sistemi UMTS

1. POLITECNICO DI TORINO Facoltà di Ingegneria dell’Informazione TESI DI LAUREA Sviluppo di un simulatore per i protocolli di controllo delle risorse radio in sistemi UMTS Aprile 2002

2. sistemi di seconda generazione (GSM) sistemi di terza generazione (UMTS) voce trasmissione di dati a bassa velocità Domani ampia gamma di servizi multimediali larga banda nel mondo wireless Oggi

3. nuova modalità di accesso radio (W-CDMA) dinamicità in termini di bit rate assegnazione efficiente delle risorse di rete diversi livelli di QoS innovazioni nell’architettura di accesso trasferimento a pacchetto dell’informazione Principali innovazioni del sistema UMTS

4. sviluppo di un simulatore UMTS valutazione delle prestazioni del sistema livello RRC funzionalità del piano di controllo algoritmi di gestione delle risorse radio modelli di traffico al variare dei parametri di livello RRC al variare della qualità del canale radio al variare dei canali di trasporto al variare delle classi di traffico Obiettivi della tesi

5. linguaggio di programmazione: C++ tipo di simulatore: sincrono & gestore di eventi canale fisico molto semplificato topologia ripiegata terminali mobili con servizi differenti terminali mobili in uplink e downlink Simulatore UMTS Generalità

6. analisi dettagliata UTRAN dominio d’utente protocolli sulla interfaccia radio “Uu” RNS Iub Uu Node_B Node_B Node_B Node_B Node_B Node_B RNC UE Simulatore UMTS Architettura di rete

7. control plane user plane RLC RRC UPPER_LAYER MAC UPPER_layer control SAP qualità del canale radiomobile accessi multipli ad una comune risorsa (risorse radio) creare condizioni per la corretta trasmissione dei dati utente sorgenti di traffico trasmissione affidabile e non dell’informazione SAP(s) RRC RLC canali logici MAC canali di trasporto PHYSICAL_CHANNEL Physical Channel quality Simulatore UMTS Architettura dei protocolli radio

8. funzioni architettura Simulatore UMTS Livello RRC

9. instaurazione, mantenimento e rilascio della connessione RRC assegnazione, riconfigurazione e rilascio delle risorse radio controllo della QoS ricezione e controllo delle misure instaurazione, riconfigurazione e rilascio dei Radio Bearer monitoraggio del volume di traffico stima della qualità del mezzo trasmissivo variazione della velocità trasmissiva sospensione e riattivazione della trasmissione dei dati Simulatore UMTS Livello RRC Funzioni

10. Nt_Sap DC_Sap GC_Sap Control Function Entity Transfer Mode Entity Routing Function Entity Control RFE RFE RFE CFE Control C_Sap Memory Control TME TME simula il trasferimento dei msg di segnalazione sul canale logico DCCH, instaurato con una connessione RRC canale logico CCCH Misure Controllo Simulatore UMTS Livello RRC Architettura modello base

11. eredita la struttura di base sovrappone il gestore di Radio Resource Management (RRM) algoritmi per la gestione delle risorse radio garantire la qualità di servizio richiesta dai Radio Bearer Simulatore UMTS Livello RRC Architettura lato UTRAN

12. eredita la struttura di base sovrappone le entità per gestire le procedure del livello nell’UE Simulatore UMTS Livello RRC Architettura lato UE

13. sorgente Unconstrained Delay Data sorgente Video servizi non real time di web browsing classe Interactive servizio real time a bit rate variabile (VBR) classe Streaming Simulatore UMTS Modelli di traffico

14. state chart di primo livello SESSION ON durata della sessione fissata dalla dimensione in byte dei dati da trasmettere SESSION OFF Sequenza di chiamate a pacchetto tempo di lettura SESSION ON SESSION OFF Simulatore UMTS Modelli di traffico Sorgente UDD

15. state chart di secondo livello SESSION ON SUSPEND UDD64, UDD144, UDD384: diverse velocità di generazione dati UDD 384 UDD 144 transizioni dettate da procedure di livello RRC SUSPEND UDD 64 Simulatore UMTS Modelli di traffico Sorgente UDD

16. state chart di terzo livello ON: chiamata a pacchetto OFF: tempo di lettura UDD 384 OFF ON Simulatore UMTS Modelli di traffico Sorgente UDD

17. state chart SESSION ON SESSION ON durata della sessione fissata da un tempo casuale di distribuzione nota Start tx α quantizzazione del bit rate della sorgente in un numero discreto di livelli SESSION OFF 384 64 End tx β transizione tra i sottostati 64 e 384 regolate per mezzo di variabili aleatorie flusso VBR Simulatore UMTS Modelli di traffico Sorgente Video

18. solo UDD DSCH dimensione media dei dati generati fissata probabilità di blocco sempre nulla Prestazioni del sistema Classe di traffico

19. solo UDD DCH dimensione media dei dati generati fissata Prestazioni del sistema Classe di traffico

20. video UDD DCH tempo medio di attività fissato CPCH dimensione media dei dati generati fissata Prestazioni del sistema Scenario misto

21. importanza del RRC nella gestione del sistema evita perdite di pacchetti dovute ad overflow nei buffer ottimizza la gestione delle risorse limita il numero di pacchetti scartati a causa del canale radiomobile supporta in contemporanea servizi differenti mediante adeguate politiche di admission control e algoritmi di pre-emption delle risorse Conclusioni