ANEXO 2
PIBIC/PIBITI/CNPq/IFSP
RESUMO, OBJETIVOS E JUSTIFICATIVA
Título do Projeto: Qualidade de Serviço em redes 4G: WiMAX e LTE.
1. Resumo (200 palavras)
A popularização da internet, juntamente com os avanços tecnológicos da
comunicação sem fio, fez emergir novas possibilidades de serviços como, por
exemplo, internet móvel, vídeo-conferência através de dispositivos móveis, TV
Digital Móvel etc. Este cenário de aplicações multimídia tem direcionado o
desenvolvimento das tecnologias de comunicação para o suporte a qualidade de
serviço (QoS). Atualmente, existe uma grande discussão sobre duas tecnologias de
redes de banda larga sem fio: o WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave
Access) definida pelo padrão IEEE 802.16 [1]; e o LTE (Long Term Evolution)
definido pelo 3GPP (Third Generation Partnership Project) [2]. Ambas as
tecnologias possuem mecanismos de Qualidade de Serviço (QoS) definidos em seus
padrões. Entretanto, os padrões não definem como tais mecanismos devem ser
implementados, deixando isso a cargo das empresas desenvolvedoras de
dispositivos. Este projeto visa estudar os mecanismos de QoS definidos para as
redes WiMAX e LTE, e comparar a eficiência de tais mecanismos utilizando a
ferramenta de simulação NS-3 (Network Simulator 3) [3]. Desta forma, será
possível identificar as vantagens e desvantagem de tais tecnologias, e também
verificar os cenários em que estas tecnologias podem se complementar, levando
em consideração os cenários de tráfego de dados em áreas urbanas, suburbanas e
rurais.
2. Objetivos
Este projeto tem como objetivo avaliar o desempenho das tecnologias de redes de
banda larga sem fio WiMAX e LTE. Tal avaliação será feita baseada nos requisitos
de QoS das aplicações multimídia, tendo como foco principal os requisitos de QoS
para a transmissão de áudio e vídeo. Ambas as tecnologias definem classes de
serviços específicas para a transmissão de áudio, vídeo e dados (FTP). Este estudo
também visa comparar tais classes de serviços e analisar os requisitos de QoS
definidos para cada classe de serviço.
3. Justificativa
O crescimento das tecnologias de redes banda larga sem fio tem se dado em ritmos
acelerados nos últimos anos. Tal desenvolvimento proporciona o cenário no qual
os usuários acessam a internet a partir de dispositivos portáteis, a qualquer hora e
em qualquer lugar, e executam diversos tipos de aplicações, incluindo aplicações
multimídia de tempo real, que demandam requisitos de largura de banda e de
Qualidade de Serviço (QoS) [4] [5]. Os provedores de acesso, que antes se focaram nos
centros urbanos densamente povoados, são agora desafiados a disponibilizar serviços de
banda-larga em subúrbios e zonas rurais onde novos mercados estão surgindo a todo o
momento. Além disso, governos de muitos países estão priorizando o acesso em bandalarga sem fio como objetivo de superar as barreiras da exclusão digital. A utilização da
tecnologia de rede de banda larga sem fio reduz drasticamente o custo de provisão de
acesso a internet, uma vez que não há gastos com infra-estrutura de cabos. Porém, não
basta apenas prover o acesso a Internet, mas faz-se necessário que esse acesso tenha um
mínimo de Qualidade de Serviço.
Este projeto é muito relevante para a instituição, pois, existe muitas pesquisas a serem
feitas sobre QoS em redes de banda larga sem fio [6] [7], e a instituição estará envolvida
em um projeto de pesquisa cujo tema é atual e de grande interesse. Além disso, existe
nesta instituição cursos que tratam de assuntos sobre teleprocessamento e comunicação
de redes sem fio. Este projeto poderá ajudar inclusive no desenvolvimento de novos
experimentos que poderão ser aplicados para os alunos, tendo uma característica
interdisciplinar, além de incentivar o desenvolvimento de futuras soluções para redes de
banda larga sem fio.
O próprio governo federal está investindo no desenvolvimento e implantação das redes
4G no Brasil. Uma das missões do IFSP é desenvolver tecnologia, sendo totalmente
viável que o IFSP possa, futuramente, desenvolver projetos para contribuir com a
inovação tecnológica das redes 4G, como é feito atualmente por instituições como o
CPqD.
PIBIC/CNPq/IFSP
VIABILIDADE TÉCNICA
4. Análise de requisitos técnicos exigidos pelo Projeto
O IFSP possui todos os recursos para o desenvolvimento do projeto, pois serão
utilizados computadores para fazer a pesquisa e também as modelagens e
simulações computacionais sobre as tecnologias WiMAX e LTE. Para tanto, será
utilizado o software livre de simulação de redes NS-3.
PIBIC/CNPq/IFSP
PLANO DE TRABALHO
5. Plano de Trabalho (Sugestão)
1 – Etapas da Pesquisa
1
2
3
4
5
6
7
8
AGO
x
SET
x
x
OUT
x
x
NOV
x
x
x
DEZ
JAN
FEV
MAR ABR
MAI
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
JUN
JUL
x
x
x
9
x
Descrição das atividades da tabela acima:
Atividade
Descrição
1
Pesquisa bibliográfica sobre a tecnologia WiMAX e LTE (Estado da
arte).
2
Estudo sobre os parâmetros de QoS das aplicações multimídias.
3
Estudo da ferramenta de simulação NS-3.
4
Escolha e desenvolvimento do cenário de simulação apropriado e
configuração dos parâmetros de simulação
5
Entrega do Relatório Parcial- até 02/12/2013
6
Implementação dos cenários desenvolvidos e simulação de aplicações
que envolvam VoiP e Transmissão de vídeo
7
Análise de resultados e desenvolvimento de artigo científico.
8
Conclusões sobre a pesquisa desenvolvida, proposta de trabalhos
futuros.
9
Entrega do Relatório Final – até 27/06/2014
2 – Atividades específicas previstas para o desenvolvimento da pesquisa.
(Viagens, visitas a empresas/universidades/museus, pesquisas de campo, ...)
Visita a empresas de telecomunicação;
3 - Critérios para avaliação do aluno durante o desenvolvimento do projeto.
Desenvoltura no desenvolvimento do projeto, dinamismo e criatividade.
4 - Períodos em que o projeto será avaliado.
Inicialmente, o desenvolvimento do projeto será avaliado quinzenalmente. Na fase
de implementação e simulação, o projeto será avaliado mensalmente. Havendo
necessidades, será retomada a avaliação quinzenal.
5 – Atividades planejadas para a avaliação do aluno.
O aluno será avaliado através de apresentações de seminários específicos ao tema
que estará estudando de acordo com o cronograma estipulado, e apresentando
relatórios parciais.
6 – Produto do Trabalho Realizado.
(Relatório, Programas de Computador, Páginas na Internet, Palestras, artigos,
submissão de trabalho no congresso de iniciação científica, etc)
Será desenvolvido artigos para serem submetidos em congressos de iniciação
cientifica, palestra para os alunos do IFSP Canpus Catanduva sobre a tecnologia e
exposição do trabalho na semana nacional de ciência e tecnologia que ocorre
anualmente no IFSP.
x
7 – Bibliografia
[1]
IEEE 802.16e-2005, IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks
- Part 16: Air Interface for Mobile Broadband Wireless Access Systems. IEEE
Std., Rev. IEEE Std 802.16-2005, 2005.
[2]
3GPP TR 36.300 V10.1.0., “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (EUTRA)
and
Evolved
Universal
Terrestrial
Radio
Access
Network
(EUTRAN);Overall description; Stage 2 (Release 10)”, 2010.
[3]
NS-3. The Network Simulator. Disponível em: <http://www.nsnam.org/>.
[4]
TEIXEIRA, M. A.; GUARDIEIRO, P. R. Scheduling Mechanims. Quality of
Service and Resources Allocation in WiMAX, editado por Roberto Hincapie e
Javier E. Sierra, Editora Intech, Fevereiro, 2012. ISBN 979-953-307-675-0.
[5]
3GPP TS 23.401, LTE; General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for
Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access, v.
8.11.0. Outubro 2010.
[6]
MATOS, J. G., JUNIOR, J. J. M. et. al., Avaliação da Qualidade de Vídeo e
VoIP em Sistema LTE com diferentes Algoritmos de Escalonamento utilizando
Métricas de QoS, Simpósio Brasileiro de Telecomunicações – SBrT’12, 13-16,
Setembro, 2012.
[7]
D. Begazo, D. Rodrigues e M. Ramírez, “Avaliação de Qualidade de Vídeo
sobre uma Rede IP usando Métricas Objetivas”, In: Conferência Iberoamericana
em Sistema, Cibernética e Informática CISCI 2011, Orlando, USA, pp. 226 229, 2011.