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Simuladores UMTS

Simuladores UMTS. Necesidad: Simuladores. Desarrollo vertiginoso actual de las tecnologías de comunicación y competencia. Se necesitan herramientas que permitan: Abaratar costes de diseño Mejorar la calidad Reducir el time-to-market. Realizar pruebas antes de pasar al sistema real.

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Simuladores UMTS

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  1. Simuladores UMTS

  2. Necesidad: Simuladores • Desarrollo vertiginoso actual de las tecnologías de comunicación y competencia. Se necesitan herramientas que permitan: • Abaratar costes de diseño • Mejorar la calidad • Reducir el time-to-market. • Realizar pruebas antes de pasar al sistema real. • Por otro lado, los objetivos de nuestra red UMTS son: • Proporcionar un amplio rango de servicios • Con una calidad suficiente • Al máximo número de usuarios • Con el mínimo de costes de red • La complejidad de la red UMTS implica que una optimización eficiente difícilmente puede ser realizada en una red real en funcionamiento.

  3. Objetivos de un Simulador • Simplifique el proceso de desarrollo: herramientas graficas, protocolos predefinidos, herramientas de análisis, depuradores… • Modelado conforme a los parámetros a medir • Escalable y configurable. • Poder diferenciar cuales son las simplificaciones del modelo y su alcance. • Posibilidad de definir distintos escenarios. • Arquitectura abierta: permita el desarrollo de protocolos propios o especificaciones particulares. • Velocidad de simulación. Rendimiento.

  4. Diversificación y Resultados • CAUSAS • Complejidad de las tecnologías. Diferentes parámetros a medir y su naturaleza • Simplificar los modelos usados y aumentar velocidad simulación. • Otras cuestiones. Gran variedad de fabricantes y organizaciones con intereses particulares • Diferenciación y valor añadido en sistemas comerciales. • CONSECUENCIA • Heterogeneidad de resultados agravada por falta de es escenarios de referencia. • Imposibilita la comparación de forma directa de los diferentes estudios realizados. • SOLUCION • Varias iniciativas: • COST273  MORANS • 3GPP  TR25.942 y TR101.112

  5. Tipos de Simuladores Simulador de Red(System Level): analizar tráfico generado en la red, QoS handovers, control de admisión, gestión de carga…Simulador nivel de Enlace(Link level): protocolos nivel enlace, control de errores...Simulador capa física: cobertura, potencia, células, análisis de obstáculos. Ej. UMTSProbe Simulador protocolos: verificar, analizar y optimizar protocolos. Ej.: UMTSProSIM (Ascom), protocolos de la red de acceso (AN) Simulador de terminal: simulador de aplicaciones Específicos: gestión carga, gestión de recursos... Generadores de escenarios: Ej BonnMotion Otros: GIS (geographic information system) Ej. Arcview Simuladores integrados: con varias funciones de las anteriores. Ej. OPNET: permite simular la red UMTS, protocolos, parámetros de capa física, etc. Simuladores/emuladores Hardware: sustituir un elemento de la red por el emulador para comprobar la funcionalidad de los restantes elementos.

  6. Elementos clave a simular en UMTS Propagación. Predicción de cobertura, análisis de obstáculos, pérdidas de propagación. Interferencias y otros efectos  simuladores capa física, simuladores nivel enlace, simuladores específicos de células de cobertura Tráfico. Tráfico generado, QoS Simuladores de red Estación Base activa, Handover.  simuladores de red y enlace Control de potencia.  simuladores capa física, enlace Control de carga Simuladores de red Simularcomportamiento de elementos específicos como la UTRAN, UMSC …

  7. Evaluación de QoS LINK LEVEL SIMULATOR Quality TABLES CIR vs BER or BLER Error Pattern BER NETWORK LEVEL SIMULATOR Capacity evaluation, Statistical outputs + Link level CIR parameters Dos grupos: en nivel de enlace y en el nivel de sistema o red. Sin embargo, QoS de una comunicación entre otras necesita modelar las interacciones entre las comunicaciones y los algoritmos del nivel de sistema. Finalmente podemos realimentar el análisis a nivel de enlace con los resultados del nivel de sistema para obtener unos patrones de BER mas realistas.

  8. Evaluación de QoS Aproximaciones dinámicas (“time based”) y estáticas (“snapshot”) Aproximaciones basadas en el tiempo: proporcionan modelos dinámicos, que permiten analizar en detalle por ej. el cambio de la estación base activa del dispositivo. Inconveniente: compromiso ente la frecuencia de las muestras y la duración de la simulación. Simulación puramente estática: requiere una menor carga computacional. Basada en método Monte-Carlo: posiciones discretas aleatorias de la estación móvil en la red Existen soluciones intermedias

  9. Simuladores Software Integrados Multipropósito y Recogida de datos Redes y protocolos Simulación de niveles enlace y físico Aplicaciones de apoyo al diseño y a la simulación

  10. Integrados

  11. Integrados OPNET Modeler Modelado orientado a objetosEntorno gráficoMódulos de componentes de red Módulo Wireless Librería UMTS Modelado geográfico y de movilidad APIs Librería de protocolos y aplicación(Voz, HTTP, TCP, IP, OSPF, BGP, EIGRP, RIP, RSVP, Frame Relay, FDDI, Ethernet, ATM, 802.11 Wireless LANs, MPLS, PNNI, DOCSIS, UMTS, IP Multicast, Conmutación de paquetes,…)

  12. Integrados OPNET Modeler Creación de modelos de componentes wireless de forma detallada Efectos de la propagación para comunicaciones Wireless

  13. Integrados QualNET - Scalable Networks Gama de herramientas que interactúan entre sí Consiguen dar solución a redes complejasInterfaz de alto nivel. QualNet Library: colección de modelos de red QualNet Simulation Engine QualNet Graphical User Interface Scenario DesignerAnimator Protocol Designer Analyzer

  14. Multipropósito y Recogida de Datos

  15. Multipropósito y Recogida de Datos Atoll - Forsk • Diseño del ciclo de vida completo de entornos wireless • diseño inicialampliacionesoptimización GSM/TDMA GPRS/EDGE W-CDMA/UMTS CdmaOne/CDMA2000 Enlaces de microondas Provee una base de datos de redes UMTS.

  16. Multipropósito y Recogida de Datos TEMS - Ericsson • Interfaz gráficaPermite: • planteamientoimplementaciónoptimizacióntoma de datosanálisis • de diversas redes wireless, entre las que se encuentra UMTS (3G) Capacidad de toma de datos de red mediante un terminal móvil.

  17. Multipropósito y Recogida de Datos TEMS - Ericsson Presenta una base datos de mapas a diferentes niveles

  18. Redes y protocolos

  19. Redes y protocolos OMNET++ Entorno de simulación basado en eventos • Módulos, creados con C++Se relacionan mediante un lenguaje de alto nivel: NED. • SimulaciónSalvaguardado de datosAnálisis

  20. Redes y protocolos OMNET++ Ejemplo de simulación para una red que usa “Aloha” Esquema gráfico de la red Gráficos de salida

  21. Redes y protocolos UMTS Protocol Simulator - ascom • permite la: • verificación • análisis • evaluación • optimización • de los protocolos de la red de acceso • Algoritmos relevantes de la AN: • control de admisión • control de congestión • scheduling • control de potencia • conmutación dinámica de canales • negociación de QoS • gestión de sesiones • gestión de movilidad diseño modular interfaz grafica

  22. Simulación de niveles enlace y físico

  23. Simulación de niveles enlace y físico NPS/i - MCT – UMTS simulator - VTT NPS/i indoor planning tools diseñado para Nokia Networks (1995 - 1999) • Planificación de radio de sistemas celulares en espacios cerrados. • Planificación de redes dentro de edificaciones • Investigación de modelos de propagación.

  24. Simulación de niveles enlace y físico NPS/i - MCT – UMTS simulator - VTT MCT microcell planning tool diseñado para Sonera (1996) • Cálculo de predicciones de cobertura de microcélulas. • Algoritmo para el renderizado tridimensional: • Patrón de radiación de antenas • Reflexiones con elementos del entorno • Penetraciones en contrucciones y a través de muros • Difracciones y pérdidas de propagación

  25. Simulación de niveles enlace y físico NPS/i - MCT – UMTS simulator - VTT UMTS Simulator (2001) • Simulación de varios tipos de movilidad. Por ejemplo: • modelos estacionarios • aleatorios • movimiento a lo largo de carreteras • QoS (re)negociación • DL scheduling • llamadas limitadas en tiempo • exclusión de célula • cambio de tamaño de la célula • clases de acceso • SHO umbral y ajuste de retraso • Ajuste activo máximo establecido • SSDT

  26. Simulación de niveles enlace y físico WaveSight - WaveCall • Objetivo: predecir la propagación de onda de radio en redes de comunicaciones móviles en ambientes urbanos. • Se toman en consideración características físicas de las ciudades: • - Edificios- Calles- Terreno

  27. Simulación de niveles enlace y físico Eurane + NS2 - WMC Complementa al simulador de eventos NS2 • Implementa 3 nodos adicionales: • Radio Network Controller (RNC) • Basestation (BS) • User Equipment (UE) • Estos nodos, agregan los siguientes canales de transporte: • FACH • RACH • DCH • HS-DSCH (MAC-hs)

  28. Apps. apoyo al diseño y simulación

  29. Apps. apoyo al diseño y simulación ArcView – ArcGIS • Ofrece capacidades avanzadas de visualización, consulta y análisis de información geográfica.Se apoya en tres aplicaciones: • ArcMapArcCatalogArcToolbox • Permite almacenar numerosos tipos de datos: vectorial, raster, CAD, tablas, topología, información calibrada, etc. • Reside en un sistema gestor de base de datos estándar

  30. Apps. apoyo al diseño y simulación ArcView – ArcGIS Diferentes niveles de capas que se utilizan, para la generación de mapas 2D y 3D

  31. Apps. apoyo al diseño y simulación BonnMotion • BonnMotion ha sido desarrollado en Java. • Crea y analiza escenarios de movilidad. • Los escenarios pueden ser exportados para que puedan ser simulados mediante NS2 y GlomoSim/QualNet. • Ventajas: • permite el modelado de sistemas a bajo nivel • entorno multiplataforma • libre distribución • Inconvenientes: • No ofrece interfaz gráfica

  32. Conclusiones • Elección del software: • tener claro en qué aspecto se va a trabajar • aspecto económico • nivel de detalle de los resultados • capacidad de análisis

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