Cross layer study in HSDPA system

• Auteur / Autrice : Mohamad Assaad
• Direction : Djamal Zeghlache
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et réseaux
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris, ENST

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes à entrées multiples et à sorties multiples

UMTS (norme)

Systèmes de télécommunications à large bande

Résumé

L'augmentation de l'utilisation de l'Internet et des services de données motive l'évolution des réseaux cellulaires de troisième. Dans ce contexte, HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) a été développé dans les releases 5 et 6 au sein de 3GPP pour poursuivre l'évolution du mode ''paquet'' de l'UMTS. Ce système utilise de nouvelles technologies telles que le Hybrid-ARQ (Automatic Repeat Request), la modulation adaptative et l'ordonnancement rapide (fast Scheduling) pour permettre de véhiculer des débits plus élevés sur l'interface radio et d'augmenter la capacité. Cette thèse se focalise sur l'analyse et la modélisation des interactions entre la couche MAC-hs de HSDPA et les autres couches (physique, transport). L'objectif est de trouver la configuration optimale de cette entité MAC-hs afin de réduire les interactions ''négatives'' entre-couches et optimiser les performances de HSDPA. Par conséquent, cette thèse fournit des études et des modélisations analytiques couvrant les aspects suivants: - Analyse et modélisation de l'impact du canal radio(shadowing, fast fading) sur les performances du système HSDPA dans le cas où plusieurs ''schedulers'' sont utilisés - Analyse et modélisation de l'effect des services ''Circuit'' de l'UMTS R99 sur les performances de HSDPA. - Modélisation de l'interaction entre le protocole TCP et l'entité MAC-hs. Une nouvelle stratégie d'ordonnancement est proposée afin d'améliorer les performances du système. - Charactérisation de l'interaction entre MAc-hs et les services streaming. Une nouveau ''scheduler'' est proposé afin de garantir les contraintes sévères de QoS des services streaming sans trop perdre de capacité cellulaire.

The increased use of Internet and data services motivates the evolution of cellular networks from second to third generation and beyond. In this context, HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) has been developed in releases 5 and 6 within the 3GPP by introducing a number of additional enhancements (Hybrid ARQ, Adaptive Modulation and Coding or AMC and fast scheduling over time shared channels) into the standard to enable °exible and adaptive packet transmissions and to o®er Internet and multimedia based services. This thesis focuses on the analysis and modeling of the cross layer interactions between the new MAC-hs entity of HSDPA and the upper and lower layers. The objective is to find the best con¯guration of this new entity to minimize the negative interaction between layers and optimize the performance of HSDPA. Consequently, this thesis provides comprehensive modeling studies covering the following topics or aspects : - Analysis and modeling of the efect of wireless channel (shadowing, fast fading,. . . ) on the HSDPA system performance and e±ciency for various scheduling algorithms - Analysis and modeling of the e®ect of Circuit Switched (CS) services transmitted on the UMTS Release 99 (R99) Dedicated Physical Channels (DPCHs). - Characterization and modeling of the interaction between TCP protocol and the MAC-hs layer. A new scheduler is suggested to reduce this interaction and improve the system. - Characterization of the interaction of the MAC-hs with the streaming services. A new opportunistic scheduler is proposed to guarantee stringent QoS constraints of streaming services without losing much cell capacity.