Provisão de qualidade de serviço em redes integradas LTE-EPON

Abstract

The increasing demand for mobile broadband access has motivated mobile network operators (MNOs) to deploy the long term evolution (LTE) technology, which allows the support of new services demanding large amount of bandwidth and strict QoS requirements. The growth of bandwidth demands will increase dramatically the number of base stations and the amount of traffic injected into the mobile backhaul (MBH) network. To cope with the high cost of MBH networks, passive optical networks (PONs) can be employed by using the already deployed fiber to anywhere (FTTx) systems. Moreover, the LTE base station, also known as evolved NodeB (eNB), can be integrated with the optical network unit (ONU) in a single device, called ONU-eNB, which competes for bandwidth with other ONUs in PONs. Such competition for bandwidth can jeopardize the support of mobile users' quality of service (QoS) requirements.This dissertation proposes a QoS provisioning framework for LTE mobile networks employing Ethernet PON (EPON)-based backhaul. It also introduces a novel LTE scheduler with the aim of supporting QoS requirements as well as high throughput. The framework includes a functional architecture for the ONU-eNB, a QoS mapping scheme and a method to allow current LTE schedulers to take into account both information available from the mobile access network (LTE) and information from the backhaul network (EPON) in order to improve the overall network performance, specially when the backhaul link is congested. It is shown how the proposed framework can improve network utilization and quality of service provisioning in an integrated network even under variations of traffic load in the backhaul and in the LTE networks. ix x xiii xiv AgradecimentosEsta dissertação não teria sido possível sem a ajuda e suporte de muitas pessoas. Estas páginas estão aqui para agradecer a todos eles.Agradeço primeiramente ao meu orientador, professor Nelson L.S. da Fonseca, pelos valiosos direcionamentos, pelas cuidadosas revisões dos artigos submetidos, dos projetos escritos e desta dissertação, pelo incentivo à excelência, pelo apoio constante nas minha ideias, planos e decisões, pelo esforço em encontrar bolsas e recursos para que eu tivesse sempre o que precisasse na minha pesquisa, pela paciência em momentos difíceis durante essa caminhada e pela oportunidade de fazer pós-graduação neste belo país e me formar sob sua orientação. Você tem sido um excelente orientador e um modelo a seguir.À professora Juliana Freitag Borin, pela valiosa ajuda durante esta etapa da minha vida, especialmente, no começo da minha pesquisa.I would also like to thank Prof. Fabrizio Granelli for supporting me during my internship at the University of Trento. Agradezco también a Raúl Palacios por ser mi apoyo durante mi estadia em Trento.Aos professores Leandro Aparecido Villas e Miguel Elias Mitre Campista por aceitarem estar na minha banca.Ao Cesar Chaves, pelo acolhimento e suporte na minha chegada em Campinas, que virou uma forte amizade e convívio durante três anos. Agradeço também pela...