Dissertação

{en_GB=Emulating a Software Defined LTE Radio Access Network Towards 5G} {} EVALUATED

{pt=Esta tese avalia o desempenho de uma Software Defined Network (SDN) e respectivo protocolo OpenFlow, ao suportar uma rede de acesso radio LTE. O principal objetivo é entender o impacto das novas tecnologias e arquiteturas de rede, usando uma rede LTE baseada em SDN (quando comparada com redes LTE convencionais), numa solução para a implementação de redes de quinta geração. Várias simulações foram realizadas usando o emulador Mininet-WiFi, o qual foi adaptado para produzir casos de uso relativos a uma topologia LTE baseada em SDN. Esta plaforma usa WiFi como tecnologia radio; no entanto alterações foram introduzidas para incluir uma parametrização LTE na rede de acesso rádio baseada nos padrões da tecnologia LTE. A latência e o throughput são as métricas de Qualidade de Serviço (QoS) usadas. Os resultados de throughput conduziram a um aumento de eficiencia espectral de 54% e 158% para ambiente urbano e rural respectivamente, relativamente ao requisito da ITU, para um sistema de rede de acesso LTE referência do 3GPP. Resultados de latência foram também obtidos para o mesmo cenário de referência alcançando, em ambiente urbano, valores médios de 21-22 ms, próximos do requisito do 3GPP para LTE de 20ms; por outro lado, para ambiente rural, os valores medios de latência foram cerca de 122 ms. A latência foi depois medida de acordo com o cenário de drive-tests de forma a comparar os resultados do emulador com medições reais. O emulador apresentou melhor latência do que os drive-tests apesar do diferente comportamento da curva de latência. , en=This thesis evaluates the performance of a Software Defined Network (SDN) and the respective OpenFlow protocol, when supporting a Long Term Evolution (LTE) Radio Access Network. The main objective is to understand the impact of the new network technologies and the new network architecture, using a SDN based LTE network (when compared to conventional LTE networks), in a solution towards Fifth Generation implementation. Several simulations were performed using the emulator Mininet-WiFi platform, which was adapted to produce use cases regarding a SDN based LTE topology. This platform uses WiFi as radio technology. However, changes were introduced in order to include a LTE RAN parametrization based on LTE technology standards. The latency and throughput are the used Quality of Service (QoS) performance metrics. The throughput results led to a 54% and 158% spectral efficiency increase regarding the ITU requirement for urban and rural environments respectively, for a LTE Radio Access system reference from 3GPP. Latency results were also obtained for the same reference scenario achieving, in the urban environment, average values of 21-22 ms, close to the 3GPP requirement for LTE of 20 ms; on the other hand, for the rural environment the average latency values were around 122 ms. The latency was then measured according to the drive-tests scenario, in order to compare the emulator results with real network measurements. The emulator presented better latency results than the drive-tests despite the different latency curve behaviour. }
{pt=SDN, C-RAN, 5G, OpenFlow, throughput, latência, en=SDN, C-RAN, 5G, OpenFlow, throughput, latency}

Junho 28, 2018, 17:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Pedro Manuel de Almeida Carvalho Vieira

ISEL

Professor Adjunto

ORIENTADOR

Maria Paula Dos Santos Queluz Rodrigues

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

António José Castelo Branco Rodrigues

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar