Estudi experimental d'una xarxa LTE amb la plataforma OpenAirInterface (OAI)

Abstract

The GRCM research group (http: www.grcm.tsc.upc.edu) is implementing a 4G / 5G mobile communications testbed based in Network Functions Virtualization (NFV) and Software Defined Networks (SDN) techniques. In this context, a LTE base station, using Software Defined Radio (SDR) techniques based on URSP devices and the OpenAirInterface software, has been set up as part of the testbed.

The mobile communications is a sector in constant technological evolution to keep pace with a continuous increasing users demand, especially for data and video services. Currently, the LTE (Long Term Evolution) technology, the fourth generation of mobile communications or commonly known as 4G, constitutes the state-of-the-art technology deployed by commercial operators to offer mobile broadband services with speeds in the tens of Mb/s. The Mobile Communications Research Group at the Signal Theory and Communications Department of the UPC counts with an experimental testbed of a private, small-scale LTE network deployed as a SDR (Software Defined Radio) platform empowered by the OpenAirInterface (OAI) software. In this context, the purpose of this project is to get familiar with the operation and main features of the testbed and study in detail the functionality and performance of the Quality of Service (QoS) mechanisms supported by OAI for the management of the data connectivity services. Accordingly, two separated studies have been conducted, the first to evaluate the operation of the OAI and its supporting management and monitoring tools and the other to study different QoS functionalities, namely, support for activation of default and dedicated bearers with different QoS attributes, admission control and scheduling mechanisms.

Las comunicaciones móviles son un sector en continua evolución tecnológica para poder mantener el ritmo de la creciente demanda de los usuarios, especialmente para los servicios de datos y video. Actualmente, la tecnología LTE (Long Term Evolution), la cuarta generación de comunicaciones móviles o comúnmente conocida como 4G, la tecnología de última generación desplegada por los operadores comerciales para ofrecer servicios de banda ancha móvil con velocidades de decenas de Mb/s. El grupo de Investigación en Comunicaciones Móviles del Departamento de Teoría del Señal y Comunicaciones de la UPC dispone de un testbed experimental de una red LTE privada a pequeña escala desplegada como plataforma SDR (Software Defined Radio) habilitada con el software OpenAirInterface (OAI). En este contexto, la finalidad del proyecto es familiarizarse con el funcionamiento y principales características del testbed y estudiar con detalle las funcionalidades y rendimiento de los mecanismos de Calidad de Servicio (QoS) respaldados por OAI para la gestión de servicios de conectividad de datos. En consecuencia, se han realizado dos estudios de manera separada, el primero para evaluar el funcionamiento de OAI y sus herramientas de gestión y monitorización, y el otro para estudiar diferentes funcionalidades de QoS, es decir, soporte para la activación de servicios portadores EPS (Evolved Packet System) por defecto y dedicados con diferentes parámetros de Qos, el control de admisión i mecanismos de scheduling.

Les comunicacions mòbils són un sector en continua evolució tecnològica per poder mantenir el ritme de la creixent demanda dels usuaris, especialment pels serveis de dades i vídeo. Actualment, la tecnologia LTE (Long Term Evolution), la quarta generació de comunicacions mòbils o comunament coneguda com 4G, la tecnologia d?última generació desplegada pels operadors comercials per oferir serveis de banda ampla mòbil amb velocitats de desenes de Mb/s. El Grup de Recerca en Comunicacions Mòbils (GRCM) del Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions de la UPC disposa d?un testbed experimental d?una xarxa privada LTE a petita escala desplegada com a plataforma SDR (Software Defined Radio) habilitada amb el software OpenAirInterface (OAI). En aquest context, la finalitat del projecte és familiaritzar-se amb el funcionament i les principals característiques del testbed i estudiar amb detall les funcionalitats i el rendiment dels mecanismes de Qualitat de Servei (QoS) suportats per OAI per la gestió dels serveis connectivitat de dades. Conseqüentment, s?han realitzat dos estudis de manera separada, el primer per avaluar el funcionament de OAI i les seves eines de gestió i monitorització, i l?altre per estudiar diferents funcionalitats de QoS, és a dir, suport per l?activació de serveis portadors EPS (Evolved Packet System) per defecte i dedicats amb diferents paràmetres de Qos, el control d?admissió i mecanismes de scheduling.