Παρεχομενη Ποιοτητα Υπηρεσιας (quality Of Service , Qos ) Σε 4ης Γενιας Κυψελωτα Δικτυα Td/cdma

Abstract

Τα τελευταία χρόνια έχουν σημειωθεί ριζικές αλλαγές στα κυψελωτά συστήματα κινητής τηλεφωνίας όπως και στη συντριπτική πλειοψηφία των τηλεπικοινωνιακών δικτύων. Είναι αξιωματικά αποδεκτό πλέον ότι η αρχιτεκτονική των ασύρματων δικτύων 4ης γενιάς θα συμπεριλάβει διαφορετικά δίκτυα ασύρματης πρόσβασης , με κονό στρώμα αναφοράς το στρώμα δικτύου και το πρωτόκολλο IP που υλοποιείται σ' αυτό. Το επονομαζόμενο κινητό IP ( mobile IP ) θα παρέχει ενιαία πρόσβαση διαδικτύου στους κινητούς χρήστες. Σημαντική πρόκληση στην εγκατάσταση τέτοιας ετερογενούς αρχιτεκτονικής είναι η παροχή ποιότητας υπηρεσίας ( Quality Of Service , QoS ) σε διαφορετικά ασύρματα δίκτυα. Η παροχή QoS είναι περισσότερο σύνθετη σε κυψελωτά συστήματα CDMA εξαιτίας της περιορισμένης λόγω παρεμβολών χωρητικότητας.Η παρούσα πτυχιακή εργασία ξεκινάει με μία συνοπτική περιγραφή των κυψελωτών συστημάτων 1ης και 2ης γενιάς. Η εκρηκτική αύξηση των συνδρομητών κινητής ηλεφωνίας σε συνδυασμό με τις ολένα αυξανόμενες ανάγκες για πολυμεσικές υπηρεσίες οδήγησαν τη βιομηχανία τηλεπικοινωνιών με τη συνδρομή διεθνών οργανισμών προτυποποίησης στον καθορισμό νέων ασύρματων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων , δηλαδή στην ανάπτυξη της 3ης γενιάς. Η 3η γενιά , γνωστή ως UTRAN ( UMTS Terrestrial Radio Access Networks , UMTS : Universal Mobile Telecommunication Systems ) χρησιμοποιεί στο φυσικό στρώμα το πρωτόκολλο WCDMA ( Wideband Code Division Multiple Access ). Η τεχνολογία WCDMA συντελεί σε σημαντική αύξηση της χωρητικότητας για την εξυπηρέτηση διαφόρων κλάσεων υπηρεσιών με ποικίλλες απαιτήσεις σε ποιότητα υπηρεσίας.Στη συνέχεια περιγράφεται η μελλοντική εξέλιξη των συστημάτων 3ης γενιάς σε 4ης γενιάς. Η 4η γενιά θα χρησιμοποιεί στο φυσικό στρώμα το πρωτόκολλο TDMA/CDMA , το οποίο σε μακρο-κυψελικό περιβάλλον θα υλοποιείται σε κατάσταση FDD ενω σε μικρο-κυψελικό και πικο-κυψελικό περιβάλλον θα υλοποιείται σε κατάσταση TDD. Το νέο πρωτόκολλο θα έχει μεγάλη ευελιξία στην επιλογή των ρυθμών μετάδοσης και θα μπορεί να ικανοποιεί διάφορες κλάσεις υπηρεσιών με πολύ διαφορετικές απαιτήσεις στην ποιότητα υπηρεσίας. Οι επονομαζόμενες πολυμεσικές υπηρεσίες θα είναι πλέον πραγματικότητα. Οι ρυθμοί μετάδοσης θα εκτιναχθούν από τα 2 Mbps στα 20 Mbps. Επίσης , προκειμένου να πραγματοποιηθεί η αρχή του οπουδήποτε , οποτεδήποτε η αρχιτεκτονική των μελλοντικών δικτύων 4ης γενιάς αναμένεται να συγκλίνει σε μία ετερογενή , all-IP αρχιτεκτονική , η οποία θα συμπεριλαμβάνει διαφορετικά δίκτυα ασύρματης πρόσβασης όπως 4ης γενιάς κυψελωτά συστήματα , ασύρματα LAN ( WLAN ) , Bluetooth και ultra-wideband συστήματα.Η παραπάνω αρχιτεκτονική συνδυάζει τα πρωτόκολλα του στρώματος μεταφοράς και τη κατανομή πόρων του στρώματος ζεύξης για να εγγυηθεί στο υψηλότερο στρώμα τις απαιτήσεις ποιότητας υπηρεσίας και να επιτύχει αποδοτική χρησιμοποίηση πόρων στο χαμηλότερο στρώμα. Επίσης , αναπτύσσεται ένα σχήμα MAC ( Medium Access Control ) μεταγωγής πακέτου με σκοπό την επίτευξη αποδοτικής πολυπλεξίας. Ο χρονοπρογραμματιστής MAC χρησιμοποιεί μόνο πληροφορία ανά ροή στο χρονοπρογραμματισμό των πακέτων , με συνέπεια να μειώνει σημαντικά την υπολογιστική πολυπλοκότητα και την αντίστοιχη επιβάρυνση του συστήματος. Το παραπάνω σύστημα αναπτύχθηκε με τη βοήθεια της γλώσσας προγραμματισμού C++ και προσομοίωθηκε επανειλλημένως με σκοπό την εξαγωγή αποτελεσμάτων που θα δώσουν μία πρώτη εικόνα της επίδοσης του συστήματος και θα οδηγήσουν σε χρήσιμα συμπεράσματα.