Modélisation et analyse des performances de l'UTRAN : Universal Terrestrial Radio Access Network

Modeling and analysis of Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN)

• Auteur / Autrice : Anne-Florence Canton
• Direction : Samir Tohmé, Djamal Zeghlache
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et réseaux
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Paris, ENST

Mots clés

Mots clés contrôlés

Qualité de service

TCP/IP (protocole de réseaux d'ordinateurs)

UMTS (norme)

Systèmes de télécommunications

Mots clés libres

Signalisation

Couche adaptation ATM

Arq

Résumé

Les futurs systèmes UMTS devront être capables d'offrir des services bas et haut débit, permettant de transmettre voix, images et video, ainsi que d'effectuer des connexions Internet. Plusieurs niveaux de qualité de service devront donc être gérés. Pour ce faire, une architecture de qualité de service est en cours de normalisation au 3GPP. Cette thèse se propose d'étudier la réalisation de la qualité de service dans les systèmes UMTS. La réalisation de la qualité de service repose notamment sur les performances réalisables sur l'interface air, et l'impact de ces performances sur la qualité de service de bout-en-bout. Nos efforts se sont axés autour de deux points essentiels : d'une part, l'étude de l'impact de la qualité sur l'interface air sur la fiabilité de bout-en-bout, lorsque l'utilisateur UMTS est connecté avec un réseau IP externe ; d'autre part, la réalisation de la qualité de service sur l'interface air, via les fonctions radio avancées spécifiques à l'UMTS et mises en oeuvre au niveau du réseau d'accès. Dans un premier temps, nous étudions les performances de bout-en-bout du protocole TCP, sur une connexion non temps réel comportant une portion UMTS. Dans un deuxième temps, nous étudions la réalisation des performances sur l'interface air W-CDMA, via la mise en oeuvre de fonctions radio avancées. Nous étudions en particulier le design et le dimensionnement de l'UTRAN, afin de permettre la mise en oeuvre de ces fonctions radio. Dans cette étude, nous envisageons à la fois le trafic temps réel et le trafic non temps réel.

Trends in UMTS systems are towards delivering voice, data and video, as well as Web trafic with appropriate end-to-end QoS guarantees as illustrated by the intensive standardization work on a QoS architecture in 3GPP. Key to its implementation is the air interface and its limiting performance to the end-to-end system. In this work, we consider an end-to-end architecture, where in a UMTS system interworks with a wired IP network and focus on two major topics. First, we consider the impact of the air interface on the end-to-end Qos, mainly in terms of reliability. Second, we investigate the feasibility of the implementation of advanced radio functions within the UTRAN. Typically, in wired networks, reliability for data traffic is guaranteed by the use of TCP at the transport layer. The wireless, mobile component adds error and delay to the end-to-end performance. In our work, we quantify the performance of TCP over ARQ, an error detection / retransmission mechanism present at the RLC layer. As of the UTRAN, the challenge is to guarantee low transport delay toboth real-time and non-real-time traffic, as dictated by the advanced radio functions. We particularly study the design and dimensionning of the UTRAN for both voice and data traffic in isolation as well as service differenciation in the case where both co-exist.