Packet backbone design differences between commercial network and Container Trial System of LTE/SAE

The mobile networks of earlier and current generations, or 2G and 3G networks, provide users voice and packet services with higher transmission rates and good quality over the same core network. When developing the next generation of mobile networks the current quality of services needs to be maintained. This thesis concentrates on the next generation mobile network, especially on the evolution of the packet network part. The new mobile network has requirements for the common packet backbone network, Mobile Packet Backbone Network, which is additionally discussed in this study. The next generation mobile network, called LTE/SAE, is currently under testing. The test system is called Container Trial System. It is a mini sized LTE/SAE site. The LTE/SAE is studied in this thesis concentrating on the evolved packet core, the SAE part of the composition. The empirical part of the study compares the LTE/SAE Container Trial System and commercial network designs and additionally produces documentation for internal personnel and customers. The research is performed by comparing the documentations and specifications of both the Container Trial System and commercial network. Since the LTE commercial network is not yet constructed, the comparison is done theoretically. The purpose is furthermore to find out if there are any design issues that could be done differently in the next version of the Container Trial System.

Mobiilin seuranta- ja ohjausjärjestelmän toteutus

Työn tavoitteena on tutkia ja suunnitella kuinka paikkatietoa, mobiililaitteita sekä matkapuhelinverkkoja käyttäen voidaan toteuttaa käyttäjien seuranta- ja ohjausjärjestelmä. Järjestelmän avulla käyttäjät voivat seurata reaaliaikaisesti muiden käyttäjien sijainteja sekä ohjata muita käyttäjiä haluttuihin sijainteihin mobiililaitteen avulla. Järjestelmä pyritään suunnittelemaan laajennettavaksi. Lähtökohtana on toteuttaa seurannan sekä ohjauksen toteuttavat runkokomponentit, joiden päälle voidaan toteuttaa erityyppisiä sovelluksia. Tutkittavia asioita ovat matkapuhelinverkkojen tiedonsiirtomahdollisuudet, paikannustekniikat, mobiililaitteiden suorituskyky sekä resurssit, käyttäjien yksityisyyden ja tiedonsiirron turvaaminen sekä mobiililaitteista sekä langattomuudesta aiheutuvat haasteet yleisesti. Tutkimusten sekä suunnittelun pohjalta järjestelmästä toteutetaan esimerkkisovellus, jolla suoritetaan käytännön testaus. Testauksessa mitataan järjestelmän resurssien käyttöä ja suorituskykyä sekä testataan suunnittelun pohjalta tehtyjen ratkaisujen toimivuutta. Lopuksi työssä analysoidaan järjestelmän toimivuutta testaus- sekä mittaustulosten pohjalta.

Satelliittipaikannukseen perustuvan reaaliaikaisen jäljitysohjelmiston toteutus

Satelliittipaikannuksen hyödyntäminen eri sovellusaloilla ja siviilikäytössä on kasvanut merkittävästi 2000-luvulla Yhdysvaltojen puolustusministeriön lopetettua GPS-järjestelmän tarkoituksenmukaisen häirinnän. Langattomien datayhteyksien yleistyminen ja nopeuksien kasvaminen on avannut paikkatiedon käyttämiseksi ja hyödyntämiseksi reaaliaikaisesti uusia mahdollisuuksia. Kustannusten kasvaessa on tehokkaasta liikennöinnistä tullut tänä päivänä erittäin tärkeä osa yritysten päivittäisiä toimintoja. Ajoneuvojen hallinta on yksi tapa, jolla pyritään tehostamaan logistisia toimintoja ja vähentämään siitä aiheutuvia kustannuksia. Seuraamalla reaaliaikaisesti ajoneuvojen liikennöintiä voidaan pyrkiä saavuttamaan säästöjä optimoimalla aikatauluja ja reittejä sekä uudelleenohjaamalla ajoneuvoja sijaintien mukaan vähentäen näin kuljettua matkaa ja aikaa. Tässä diplomityössä tavoitteena on tutkia kuinka satelliittipaikannusta, paikkatietoa ja langattomia datayhteyksiä hyödyntämällä voidaan toteuttaa reaaliaikainen jäljitysohjelmisto. Työssä esitellään aluksi paikannustekniikat ja niiden toiminta. Lisäksi tutkitaan kuinka tiedonsiirto voidaan järjestelmässä toteuttaa sekä tarkastellaan järjestelmän kehityksessä huomioitavia tietoturvanäkökohtia. Tutkimuksen pohjalta suunniteltiin ja toteutettiin reaaliaikainen jäljitysohjelmisto kotipalveluyrityksen ajoneuvojen paikannustarpeisiin. Järjestelmän avulla voidaan valvoa ja jäljittää ajoneuvojen sijainteja kartalla reaaliaikaisesti sekä paikantaa tiettyä kohdetta lähimpänä olevat ajoneuvot. Tämä mahdollistaa hälytyksen sattuessa lähimpänä olevan työntekijän lähettämisen asiakaskohteeseen mahdollisimman nopeasti. Järjestelmän avulla käyttäjät voivat lisäksi seurata ajamiaan matkoja ja pitää automaattista ajopäiväkirjaa. Lopuksi työssä arvioidaan toteutetun järjestelmän toimintaa testauksessa saatujen mittaustulosten perusteella.

Tulevaisuuden matkaviestinverkkojen haasteet taajuuksien käytölle. Taajuusalueen 3600 - 4200 MHz tarkastelu

Tässä työssä tarkastellaan matkaviestinliikenteen yhteensovittamista Venäjän satelliittimaa-asemien kanssa taajuusalueella 3600 - 4200 MHz. Tutkimusmenetelminä ovat kirjallisuuskatsaus sekä häiriölaskennat. Tulosten perusteella taajuusaluetta ei voida käyttää vapaasti matkaviestinverkoille Suomessa, koska tukiasemat voivat aiheuttaa häiriöitä Venäjällä sijaitseville satelliittimaa-asemille pitkienkin matkojen päästä. Paras ratkaisuvaihtoehto tähän olisi Suomen ja Venäjän välinen sopimus taajuuden käytöstä ja sitä koskevista rajoitteista. Toinen vaihtoehto on käytön suunnittelu ja taajuuskoordinointi tapauskohtaisesti kunkin matkaviestinverkon tukiaseman osalta.

Geneerisen karttakomponentin kehitys: Tapaustutkimus kohdeyrityksen tuotteissa

Erilaisten paikkatietoon ja karttoihin perustuvien palveluiden määrä on viime vuosina kasvanut suuresti. Eräänä mahdollistajana tähän lienee Euroopan Unionin Inspire-direktiivi, jonka tavoitteena on tehostaa paikkatietoaineistojen käyttöä, laajentaa viranomaisten välistä yhteistyötä, sekä edistää monipuolisten kansalaispalveluiden syntymistä. Toisena tekijänä lienee mobiiliverkkojen tiedonsiirtokapasiteetin kasvu. Tämä diplomityö keskittyy geneerisen karttakomponentin kehitykseen. Työssä tutustutaan erilaisiin paikkatiedon välityksessä käytettäviin tiedonsiirtotekniikoihin ja paikkatiedon visuaalisen esityksen mahdollistaviin työkaluihin. Tekniikoiden esittelyn jälkeen selvitetään mitä käytettävyydellä ja geneerisyydellä tarkoitetaan kirjallisuuslähteitä apuna käyttäen. Työn seuraavassa vaiheessa toteutetaan prototyyppi uudelleenkäytettävästä karttakomponentista, sekä selvitetään hyvä tallennusratkaisu erilaisille kartalle tehtäville merkinnöille. Viimeisessä vaiheessa analysoidaan toteutusta ja valittuja ratkaisuja. Työn tuloksina saadaan uudelleenkäytettävän karttakomponentin prototyyppi sekä yrityksen tuotteisiin sopiva tallennusratkaisu karttamerkinnöille. Lisäksi prototyypin analysoinnista saatavat tulokset edesauttavat paremman tuotantoversion kehittämisessä.

El mercado móvil de telecomunicaciones en Colombia ante externalidades de red

Si bien la generalidad de los mercados de telefonía móvil se consideran suficientemente competidos, los mercados en los que el operador más grande supera ampliamente en participación de mercado a sus seguidores constituyen un motivo de preocupación para sus respectivas autoridades regulatorias y de competencia. El análisis económico del problema ha llevado a que exista una cantidad creciente de literatura relacionada, principalmente con el propósito de analizar la persistencia de la asimetría en las cuotas de mercado. Tal es el caso del mercado móvil de telecomunicaciones en Colombia, donde la Comisión de Regulación de Comunicaciones ha sostenido que a la luz del problema de competencia que se origina por la unión de una participación de mercado considerablemente asimétrica y el diferencial de precios, el operador más grande adquiere una ventaja competitiva considerable frente a los demás operadores en el mercado, y por lo tanto es un operador con poder significativo de mercado, u operador con posición dominante. Por lo anterior, el presente trabajo evalúa la imposición de algunas medidas regulatorias con el fin de verificar si estas contribuyen a generar una mayor competencia en el mercado, y mejores condiciones para los operadores competidores.

Representaciones sociales de la medicina complementaria y alternativa (MCA) para el cáncer en estudiantes universitarios de carreras de ciencias de la salud

Se realizó un estudio cualitativo exploratorio con estudiantes de carreras de Ciencias de la Salud con el objetivo de comprender las representaciones sociales que tienen acerca de la Medicina Complementaria y Alternativa (MCA) para el cáncer. Se desarrollaron grupos focales y la información obtenida fue analizada a través del Análisis Temático e interpretada con base en la Teoría de las Representaciones Sociales. Se encontraron diversas representaciones sociales asociadas con la definición, los objetivos, los tratamientos, la eficacia, las fuentes de información y el origen de la MCA. En conclusión se evidenció una alta tendencia a la aceptación y a la manifestación de una actitud positiva, aunque ambivalente frente a la MCA, además de un desconocimiento por la diferenciación conceptual entre este tipo de Medicina y la Medicina Popular. La cultura y las creencias sociales predominan en las representaciones sociales que tienen los estudiantes de la MCA para el cáncer, pese a su formación académica.

Por que as tarifas de interconexão são tão altas?: um modelo de competição entre telefonia fixa e móvel

Existe uma dissonância entre a teoria dominante de competição entre telefonias e evidências empíricas. Aquela tem como resultado que as redes de telefonia móvel irão definir a tarifa de interconexão abaixo do custo marginal de término da ligação. Já evidências empíricas diversas mostram que as tarifas de interconexão das telefonias móveis são mais elevadas e que as agências reguladoras encontram resistência destas ao aplicarem políticas de redução das tarifas de interconexão. Este trabalho desenvolve um modelo, baseado em Hoernig (2010), que provê resultados mais aderentes às evidências de existência de incentivos para precificação de tarifas de interconexão acima do custo marginal. O modelo aqui proposto inova em relação a Hoernig (2010) ao assumir que as redes de telefonia móvel concorrem com a telefonia fixa, a qual é sujeita à regulação da tarifa de interconexão. Esta é uma representação bastante plausível frente ao desenvolvimento da telefonia móvel. O modelo também considera o efeito de uma das empresas de telefonia móvel ter o seu controle compartilhado com a de telefonia fixa. Devido ao pressuposto de competição em um mesmo mercado entre telefonia fixa e móvel, é encontrado como resultado geral que as redes de telefonia móvel irão definir a tarifa de interconexão acima do custo marginal de término da ligação.

Métodos de geração de colunas para problemas de atribuição

Este trabalho apresenta métodos de geração de colunas para dois importantes problemas de atribuição: o Problema Generalizado de Atribuição (PGA) e o Problema de Atribuição de Antenas a Comutadores (PAAC). O PGA é um dos mais representativos problemas de Otimização Combinatória e consiste em otimizar a atribuição de n tarefas a m agentes, de forma que cada tarefa seja atribuída a exatamente um agente e a capacidade de cada agente seja respeitada. O PAAC consiste em atribuir n antenas a m comutadores em uma rede de telefonia celular, de forma a minimizar os custos de cabeamento entre antenas e comutadores e os custos de transferência de chamadas entre comutadores. A abordagem tradicional de geração de colunas é comparada com as propostas neste trabalho, que utilizam a relaxação lagrangeana/surrogate. São apresentados testes computacionais que demonstram a efetividade dos algoritmos propostos.

Modelo de propagação para redes sem fio fixas na banda de 5,8 GHZ em cidades típicas da região amazônica

O estudo da perda de propagação, nas cidades da região amazônica, envolve ambiente caracterizado pelo clima tropical e, suburbano densamente arborizado. Levando consideração à importância da faixa ISM 5,8 GHz, esta dissertação apresenta um modelo propagação para a faixa de frequência em questão, agregando as características da atenuação experimentada pela onda de rádio quando se propaga em ambientes de cidades típicas região amazônica. Para tanto, medidas de potência recebida foram coletadas em 335 clientes fixos, distribuídos em 12 cidades na região norte do Brasil, sendo estes atendidos pelo programa de inclusão digital do estado do Pará, Navega Pará. Também foram realizadas medidas com mobilidade no campus da Universidade Federal do Pará (UFPA). Apresenta ainda o desempenho do modelo proposto sobre outros modelos (Modelo SUI e COST231-Hata) descritos na literatura, para redes sem fio fixas e com mobilidade. As métricas desempenho utilizadas foram o erro RMS e o desvio padrão com relação aos dados medidos. O ajuste dos parâmetros do modelo proposto é realizado através do método de mínimos quadrados lineares, aplicado em duas etapas para diminuir a incerteza sobre os parâmetros ajustados. O modelo proposto alcançou um erro RMS de 3,8 dB e desvio padrão de 2,3 dB, superando os demais modelos que obtiveram erros RMS acima de 10 dB e desvios padrão acima de 5 dB. Os resultados obtidos mostram a sua eficiência sobre outros modelos para predição de perdas na faixa de 5,8 GHz em sistemas fixos e móveis.

Análise de handover a partir do uso de femtocells em redes LTE: abordagem baseada em simulação discreta

O volume de tráfego de dados em redes celulares está crescendo exponencialmente. A explosão do uso de dispositivos e aplicações móveis nos últimos anos, tem levado a uma sobrecarga da infraestrutura da rede responsável pelo escoamento desse tráfego, afetando tanto o desempenho da rede quanto a experiência do usuário. Um dos elementos-chave nas redes LTE (Long Term Evolution) é a possibilidade de implantação de múltiplas femtocells para a melhoria de cobertura e taxa de dados. No entanto, as sobreposições arbitrárias na cobertura dessas células tornam a gestão do mecanismo de handover complexo e desafiador. Nesse sentido, esta dissertação propõe uma metodologia para o estudo do impacto do handover em redes LTE com femtocells. A partir de uma abordagem de simulação discreta, os efeitos da implantação de femtocells foram avaliados. Objetivou-se com isso, mensurar os impactos e a correlação do uso de femtocell nos parâmetros de QoS (Quality of Service) e indicadores de desempenho de handover.

Projeto de antenas multibandas integradas para terminais 4G

O presente trabalho apresenta um projeto e análise de uma antena monopolo planar multibanda operante nas frequências de 2000 MHz, 2500 MHz e 3500 MHz para aplicação em dispositivos móveis 3G e 4G. Dentre essas faixas estão contidos os espectros 3G (1895- 2165 MHz), 4G (2500-2690 MHz) e 4G (3400-3600 MHz) utilizadas pelo LTE e WIMAX 3,5. Para o desenvolvimento desse estudo foi tomado como referência uma antena dual-band de Hua- Ming Chen projetada para operar em sistemas ISM 1800 MHz, redes Wireless e Bluetooth 2400 MHz. O projeto proposto neste trabalho é uma modificação na estrutura da antena dual-band adaptada para tripla ressonância simultânea em frequências utilizadas em redes móveis 4G. Para alcançar o objetivo proposto utilizou-se para simulação o software CST® MICROWAVE STUDIO baseado no método Integração Finita no Domínio, as simulações foram feitas no domínio do tempo. Após obtenção satisfatória dos resultados simulados, um protótipo da antena foi confeccionado para medição e teste, os resultados apresentados são coerentes aos obtidos na simulação, o que valida o método proposto.

A feasibility study for the provision of electronic healthcare tools and services in areas of Greece, Cyprus and Italy

Background Through this paper, we present the initial steps for the creation of an integrated platform for the provision of a series of eHealth tools and services to both citizens and travelers in isolated areas of thesoutheast Mediterranean, and on board ships travelling across it. The platform was created through an INTERREG IIIB ARCHIMED project called INTERMED. Methods The support of primary healthcare, home care and the continuous education of physicians are the three major issues that the proposed platform is trying to facilitate. The proposed system is based on state-of-the-art telemedicine systems and is able to provide the following healthcare services: i) Telecollaboration and teleconsultation services between remotely located healthcare providers, ii) telemedicine services in emergencies, iii) home telecare services for "at risk" citizens such as the elderly and patients with chronic diseases, and iv) eLearning services for the continuous training through seminars of both healthcare personnel (physicians, nurses etc) and persons supporting "at risk" citizens. These systems support data transmission over simple phone lines, internet connections, integrated services digital network/digital subscriber lines, satellite links, mobile networks (GPRS/3G), and wireless local area networks. The data corresponds, among others, to voice, vital biosignals, still medical images, video, and data used by eLearning applications. The proposed platform comprises several systems, each supporting different services. These were integrated using a common data storage and exchange scheme in order to achieve system interoperability in terms of software, language and national characteristics. Results The platform has been installed and evaluated in different rural and urban sites in Greece, Cyprus and Italy. The evaluation was mainly related to technical issues and user satisfaction. The selected sites are, among others, rural health centers, ambulances, homes of "at-risk" citizens, and a ferry. Conclusions The results proved the functionality and utilization of the platform in various rural places in Greece, Cyprus and Italy. However, further actions are needed to enable the local healthcare systems and the different population groups to be familiarized with, and use in their everyday lives, mature technological solutions for the provision of healthcare services.

MODELING AND PROTOCOL DESIGN FOR EMERGING WIRELESS SYSTEMS

Mobile Mesh Network based In-Transit Visibility (MMN-ITV) system facilitates global real-time tracking capability for the logistics system. In-transit containers form a multi-hop mesh network to forward the tracking information to the nearby sinks, which further deliver the information to the remote control center via satellite. The fundamental challenge to the MMN-ITV system is the energy constraint of the battery-operated containers. Coupled with the unique mobility pattern, cross-MMN behavior, and the large-spanned area, it is necessary to investigate the energy-efficient communication of the MMN-ITV system thoroughly. First of all, this dissertation models the energy-efficient routing under the unique pattern of the cross-MMN behavior. A new modeling approach, pseudo-dynamic modeling approach, is proposed to measure the energy-efficiency of the routing methods in the presence of the cross-MMN behavior. With this approach, it could be identified that the shortest-path routing and the load-balanced routing is energy-efficient in mobile networks and static networks respectively. For the MMN-ITV system with both mobile and static MMNs, an energy-efficient routing method, energy-threshold routing, is proposed to achieve the best tradeoff between them. Secondly, due to the cross-MMN behavior, neighbor discovery is executed frequently to help the new containers join the MMN, hence, consumes similar amount of energy as that of the data communication. By exploiting the unique pattern of the cross-MMN behavior, this dissertation proposes energy-efficient neighbor discovery wakeup schedules to save up to 60% of the energy for neighbor discovery. Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs)-based inter-vehicle communications is by now growingly believed to enhance traffic safety and transportation management with low cost. The end-to-end delay is critical for the time-sensitive safety applications in VANETs, and can be a decisive performance metric for VANETs. This dissertation presents a complete analytical model to evaluate the end-to-end delay against the transmission range and the packet arrival rate. This model illustrates a significant end-to-end delay increase from non-saturated networks to saturated networks. It hence suggests that the distributed power control and admission control protocols for VANETs should aim at improving the real-time capacity (the maximum packet generation rate without causing saturation), instead of the delay itself. Based on the above model, it could be determined that adopting uniform transmission range for every vehicle may hinder the delay performance improvement, since it does not allow the coexistence of the short path length and the low interference. Clusters are proposed to configure non-uniform transmission range for the vehicles. Analysis and simulation confirm that such configuration can enhance the real-time capacity. In addition, it provides an improved trade off between the end-to-end delay and the network capacity. A distributed clustering protocol with minimum message overhead is proposed, which achieves low convergence time.

Mobility and bandwidth prediction in virtualized LTE systems: Architecture and challenges

Long Term Evolution (LTE) represents the fourth generation (4G) technology which is capable of providing high data rates as well as support of high speed mobility. The EU FP7 Mobile Cloud Networking (MCN) project integrates the use of cloud computing concepts in LTE mobile networks in order to increase LTE's performance. In this way a shared distributed virtualized LTE mobile network is built that can optimize the utilization of virtualized computing, storage and network resources and minimize communication delays. Two important features that can be used in such a virtualized system to improve its performance are the user mobility and bandwidth prediction. This paper introduces the architecture and challenges that are associated with user mobility and bandwidth prediction approaches in virtualized LTE systems.