Simulace bezdrátových a mobilních UMTS sítí s použitím QoS
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
C
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Diplomová práce je psána v angličtině a věnuje se standardu IEEE 802.11e, obsahujícím podporu kvality služeb a taky pojednává o kvalitě služeb QoS (Quality of Service) v systému UMTS. Rozebrány jsou hlavní teoretické pilíře daných mechanizmů a praktická část se zabývá simulacemi síťových modelů. Standard 802.11e objasňuje propojení vrstev na fyzické úrovni a zmiňuje metody přístupu k přenosovému médiu DCF, PCF, HCF, EDCA, HCCA. Dále přístupové kategorie a také odlišnosti v MAC podvrstvě, je rozebrána problematika při přenosu prioritních dat na základě identifikátorů. Vzpomenuta je taky struktura formátu rámce a techniky s rozprostřeným spektrem. Časové limity pro doručení prioritních dat a požadavky kladené na tyto data je možné snadno srovnat v tabulkách. Problematika kvality služeb je velice komplexní záležitost, nicméně jsou rozebrány základní klíčové parametry jako koncové zpoždění, jitter, zahazování dat, propustnost, velikost front a hodnota MOS. Zmíněny jsou i mechanizmy integrovaných RSVP a diferencovaných služeb pro zajištění QoS. U systému třetí generace UMTS je objasněna architektura a společná kooperace se systémem GSM. Vzájemné propojení obou sítí je zřejmé z obrázků. Zvýšený zájem je věnován vrstvovému modelu a funkcím RRM pro zajištění QoS. Objasněny jsou různé druhy předávání hovorů, tzv. Handover Control a funkce Admission Control. Rozebrány jsou jednotlivé třídy provozu Conversational, Streaming, Interactive a Background. Praktická část se odehrává v simulačním prostředí programu OPNET Modeler. Byly vytvořeny dva modely s různými scénáři pro srovnání zajištění QoS. Model objasňující princip standardu IEEE 802.11e obsahuje dvě bezdrátové sítě s přístupovými body a stanicemi, na kterých jsou sledovány simulace s různým zatížením přenášených dat. Pro porovnání výsledků je zkoumán rozdíl při použití metody HCF v síti s podporou QoS. Model UMTS sítě obsahuje základnové stanice Node B s možností vysílání do tří sektorů. Mobilní účastník pohybující se po trajektorii představuje princip funkce Softer Handover. Konfrontace mezi scénáři je zastoupena kompresí záhlaví pomocí funkce PDCP a rozlišení Type of Service. Obzvláště je sledováno chování prioritních dat hlasu a videa u obou sítí. Naměřená data zastupují grafy a průběhy výsledních charakteristik. Analýza diskutuje odlišnosti u sítě bez podpory a s podporou kvality služeb. Rozdíly jsou porovnány a vyhodnoceny dle metodiky QoS. Součástí práce je i řešení problémů při návrhu UMTS sítě a podány jsou taky užitečné tipy a návrhy na jejich odstranění. Projekty v simulačním softwaru jsou popsány dle postupu vyhotovení, avšak hloubka podrobností je potlačena. Detaily nejsou rozebírány, protože se očekává pokročilá znalost mechanizmů a jistá dávka zkušeností s programem.
The thesis is written in English and focuses on IEEE 802.11e standard, containing support for Quality of Service (QoS) and also discusses QoS in the UMTS system. It analyzes the main theoretical pillars of the mechanisms while the practical part deals with simulation of the network models. The 802.11e standard clatifies interconnection among layers on physical level and refers to the access to media DCF, PCF, HCF, EDCA, HCCA, and furthermore, the access category and also differences in the MAC sublayer. It is analysed problems in the transmission of data based on identifiers priority. The structure and format of the framework and techniques of spread spectrum are also discussed. Time limits for delivery of data priority and the requirements for these data can easily be compared in the tables. The area of quality of service is a very complex issue, and the thesis also analyzes the basic parameters such as end-to-end delay, jitter, dropping data, throughput, queue size and value of the MOS. The mechanisms of integrated (RSVP) and differentiated services to ensure QoS are also mentioned. In the case of third-generation UMTS architecture is illustrated a mutual cooperation with the GSM system. Interconnection between networks is evident from the pictures. A special attention is focused on layer model and the RRM functions to ensure QoS. The mechanisms of Handover Control and Admission Control are clarified too. It analyzes different traffic classes, such as Conversational, Streaming, Interactive and Background. The practical part takes place in the software OPNET Modeler programme. The author developed two models with different scenarios for comparison to QoS support. The wireless model explaining the principle of the 802.11e standard includes two wireless network access points and stations, which are monitored by the simulation with different data transmitted loads. For comparison of the results is examined using the difference method HCF in the network with QoS support. The model of the UMTS network includes base stations Node Bs, with the possibility of broadcasting into three sectors. The mobile subscribers moving on a trajectory are to show the principle functions of the Softer Handover. Confrontation between scenarios is represented by using header compression by PDCP and distinguishing the Type of Service. In particular, it is examined the behavior of priority voice and video data streams in both networks. The measured data are demonstrated by graphs and curves of result characteristics. The analysis discusses the differences in the network without the QoS support and with promotion of quality of services. Differences are compared and evaluated by the methodology of QoS. The work also includes problem solving in the design of the UMTS model and simultaneously gives tips and suggestions for overcoming them. The projects in the simulation software are described according to the procedure of execution, but the depth of details is suppressed. Details are not discussed in this work because some level of advanced knowledge of the mechanisms and a certain amount of experience are necessary.
The thesis is written in English and focuses on IEEE 802.11e standard, containing support for Quality of Service (QoS) and also discusses QoS in the UMTS system. It analyzes the main theoretical pillars of the mechanisms while the practical part deals with simulation of the network models. The 802.11e standard clatifies interconnection among layers on physical level and refers to the access to media DCF, PCF, HCF, EDCA, HCCA, and furthermore, the access category and also differences in the MAC sublayer. It is analysed problems in the transmission of data based on identifiers priority. The structure and format of the framework and techniques of spread spectrum are also discussed. Time limits for delivery of data priority and the requirements for these data can easily be compared in the tables. The area of quality of service is a very complex issue, and the thesis also analyzes the basic parameters such as end-to-end delay, jitter, dropping data, throughput, queue size and value of the MOS. The mechanisms of integrated (RSVP) and differentiated services to ensure QoS are also mentioned. In the case of third-generation UMTS architecture is illustrated a mutual cooperation with the GSM system. Interconnection between networks is evident from the pictures. A special attention is focused on layer model and the RRM functions to ensure QoS. The mechanisms of Handover Control and Admission Control are clarified too. It analyzes different traffic classes, such as Conversational, Streaming, Interactive and Background. The practical part takes place in the software OPNET Modeler programme. The author developed two models with different scenarios for comparison to QoS support. The wireless model explaining the principle of the 802.11e standard includes two wireless network access points and stations, which are monitored by the simulation with different data transmitted loads. For comparison of the results is examined using the difference method HCF in the network with QoS support. The model of the UMTS network includes base stations Node Bs, with the possibility of broadcasting into three sectors. The mobile subscribers moving on a trajectory are to show the principle functions of the Softer Handover. Confrontation between scenarios is represented by using header compression by PDCP and distinguishing the Type of Service. In particular, it is examined the behavior of priority voice and video data streams in both networks. The measured data are demonstrated by graphs and curves of result characteristics. The analysis discusses the differences in the network without the QoS support and with promotion of quality of services. Differences are compared and evaluated by the methodology of QoS. The work also includes problem solving in the design of the UMTS model and simultaneously gives tips and suggestions for overcoming them. The projects in the simulation software are described according to the procedure of execution, but the depth of details is suppressed. Details are not discussed in this work because some level of advanced knowledge of the mechanisms and a certain amount of experience are necessary.
Description
Citation
ZAPLETAL, L. Simulace bezdrátových a mobilních UMTS sítí s použitím QoS [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2010.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Telekomunikační a informační technika
Comittee
doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc. (předseda)
Dr. Ing. Jiří Přibil (místopředseda)
Ing. Zdeňka Chmelíková, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Dan Komosný, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Krejčí, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Průša, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Polívka, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2010-06-09
Defence
V jaké situaci bude provoz bez podpory QoS vhodnější z hlediska uživatele?
V čem spočívá robusnost standardu 802.11e vuči selhání v důsledku distribuovaného přístupu MAC protokolu?
Závislost využití QoS na výdrži baterie.
Proč nejsou zmíněny služby, které byly po zavedení QoS diskriminované?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení