Telecom

Escuela Politécnica Superior Departamento de Ingeniería Telemática Ingeniería de Telecomunicación

PROYECTO FIN DE CARRERA

Desarrollo de una herramienta de planificación para redes WiMAX.

Autor: Ignacio Prieto Egido Director: Francisco Javier Simó Reigadas Tutor: Simon Pickin

Título: Autor: Director:

EL TRIBUNAL

Presidente: Vocal: Secretario: _

Realizado el acto dedefensa y lectura del Proyecto Fin de Carrera el día __ de _______ de 20__ en Leganés, en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad Carlos III de Madrid, acuerda otorgarle la CALIFICACIÓN de

VOCAL

SECRETARIO

PRESIDENTE

II

III

Agradecimientos

IV

V

Resumen
Las comunidades que habitan en las áreas rurales de países con bajos o medios ingresos seencuentran muchas veces aisladas de los procesos de desarrollo del país debido a las deficiencias en las comunicaciones con los núcleos urbanos. En este escenario las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) han demostrado tener un efecto multiplicador en el desarrollo humano dotando de conectividad a escuelas, centros de salud, ayuntamientos o telecentros, y mejorando así lacalidad de vida de esas comunidades. Actualmente se está investigando en soluciones tecnológicas apropiadas y con un coste reducido que permitan ofrecer la mencionada conectividad. En esta línea la tecnología WiMAX, basada en el estándar 802.16-2009, permite desplegar redes inalámbricas punto-multipunto de largo alcance empleando bandas libres o licenciadas. Sin embargo el diseño yplanificación de este tipo de redes requiere de un conocimiento detallado del estándar o disponer de herramientas de diseño que tienen un coste alto en el mercado. Este estudio se ha desarrollado una herramienta de planificación de redes WiMAX para bandas libres y de bajo coste. El objetivo ha sido reducir el coste del diseño y planificación de este tipo de redes, facilitando así su despliegue enpaíses en desarrollo. En primer lugar se ha efectuado un estudio del estándar 802.16-2009 y una revisión bibliográfica sobre el problema del cálculo del throughput y la latencia de un flujo. A partir de este estudio se ha propuesto un modelo para el cálculo del throughput basado en el estudio del estándar. También se ha desarrollado un modelo para el cálculo de la latencia basado en elfuncionamiento de los sistemas TDMA y en el análisis de medidas empíricas mediante un estimador MMSE. Después se ha llevado a cabo una revisión de herramientas gratuitas de análisis de radioenlaces que calcularan la SNR y la longitud de los enlaces usando datos sobre el terreno. Tras comparar estas herramientas se ha decidido trabajar con Radio Mobile en este proyecto porque dispone de un interfazgráfico y soporta redes inalámbricas con decenas de usuarios. Empleando el lenguaje JAVA se ha implementado la herramienta de planificación de redes WiMAX que aplica los modelos propuestos de cálculo de throughput y latencia. Esta herramienta lee los datos sobre el enlace (SNR y longitud) de un fichero exportado de Radio Mobile y distribuye los recursos que ofrece la tecnología WiMAX enfunción de los flujos definidos por el usuario. Finalmente se ha validado el funcionamiento de la herramienta y los resultados que proporciona a través de medidas empíricas sobre escenarios de pruebas. El análisis de estas medidas demuestra que la herramienta desarrollada permite diseñar y planificar redes WiMAX con un error bajo y acotado. VI

VII

Índice general I.
1 2 3 4 4.1 4.24.3 4.4 4.5 4.6

Introducción ................................................................................. 1
PRESENTACIÓN ................................................................................................................... 2 MOTIVACIÓN ..................................................................................................................... 3...