TESIS DOCTORAL Arquitectura de red de acceso móvil de cuarta generación

303 Pages·2009·3.28 MB·Spanish

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID

TESIS DOCTORAL

Arquitectura de red de acceso móvil de
cuarta generación: Mobile-IP RAN

Autor:
Alberto Montilla Bravo

Directores:
Dr. José Ignacio Moreno
Dr. Ignacio Soto

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA TELEMÁTICA

Leganés, julio 2009

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA TELEMÁTICA

TESIS DOCTORAL

ARQUITECTURA DE RED DE ACCESO MÓVIL DE CUARTA
GENERACIÓN: MOBILE-IP RAN

Autor
Alberto J. Montilla Bravo
Ingeniero Electrónico

Directores
José Ignacio Moreno Novella
Dr. Ingeniero de Telecomunicación
Ignacio Soto Campos
Dr. Ingeniero de Telecomunicación

2009

TESIS DOCTORAL

ARQUITECTURA DE RED DE ACCESO MÓVIL DE CUARTA GENERACIÓN:
MOBILE-IP RAN

Autor: Alberto Montilla Bravo

Directores: Dr. José Ignacio Moreno
Dr. Ignacio Soto

Firma del Tribunal Calificador:

Firma
Presidente:

Vocal:

Vocal:

Vocal:

Secretario:

Calificación:

Leganés, de de 2009

A Mariale, Alberto y Alejandro,
las razones de esta tesis
y de todo lo demás en mi vida

Resumen

Esta tesis aborda el problema de las arquitecturas de acceso radio, en el ámbito de las redes
móviles de cuarta generación definidas en entornos de movilidad IP. Uno de los principales
beneficios del uso estas propuestas es la simplificación de la red móvil, haciéndola menos
dependiente de la tecnología de acceso radio, y por ende permitiendo el uso de una red troncal
común a las diferentes tecnologías radio existentes. En estas redes, la movilidad del terminal, la
infraestructura de red y la seguridad son los aspectos más importantes que se han tomado en
consideración en su diseño.
A pesar de los avances en la investigación y estandarización de los mecanismos de movilidad
basados en IP, existen aún limitaciones en la funcionalidad ofrecida por las redes de acceso
radio propuestas. Estas limitaciones se refieren a servicios de la red de acceso radio, que no son
específicos al nivel de red (IP), pero que deben ofrecerse por la red para el correcto
funcionamiento de los servicios generales de la red móvil, e incluyen los servicios de gestión de
los recursos radio, movilidad (handover), sincronización de usuario y red, descubrimiento de
servicios y cálculo de la posición del móvil.
El objetivo principal de esta tesis es la definición de una red de acceso radio basada en IP móvil
que integre las principales funciones de las redes de acceso móvil de tercera generación y
aquellas consideradas de cuarta generación. Esta nueva arquitectura permite compartir la
infraestructura de acceso radio entre las distintas tecnologías radio existentes, simplificando la
red y los costos asociados. Asimismo, los proveedores de servicios móviles podrán incorporar de
forma integrada nuevas tecnologías radio, sin necesidad de añadir más infraestructura que la
equivalente a las estaciones base.
Las aportaciones principales de esta tesis, dentro del objetivo general, se pueden resumir de la
siguiente manera. En primer lugar, se definen los requisitos que debe cumplir la red de acceso
móvil de cuarta generación, en cuanto a los servicios de red y usuario proporcionados.
La segunda aportación, y considerada la aportación principal, es la definición de una arquitectura
de red de acceso basada en IPv6 móvil, denominada Mobile-IP RAN, que incluye la definición de
los elementos de red que la componen, así como sus interfaces y protocolos, que permite ofrecer
los servicios de acceso a la red, movilidad de usuario, transferencia de datos, sincronización y
localización de usuarios. Como parte de la arquitectura, se define, a través de diagramas de
secuencia de mensajes, el comportamiento dinámico de las principales funciones
proporcionadas por la red de acceso propuesta.
Por último, se lleva a cabo la evaluación de los modelos de movilidad, de determinación de la
posición (como parte del servicio de localización de usuario) y de sincronización propuestos,
analizando sus parámetros fundamentales que permitan optimizar el desempeño de estos
modelos, así como su aplicabilidad en las distintas redes de acceso radio.