Diseño y evaluación de algoritmos para la selección de redes de comunicaciones móviles según la calidad del servicio

Abstract

Over the last few years there has been an extraordinary evolution in mobile and wireless communications, also in the mobiles characteristics and data services and applications that require a great quantity of resources have developed. Despite these advances, little progress has been made in the quality of service (QoS) and pricing. Nowadays, through the existing fixed pricing are available broadband access; but no QoS's parameter is guaranteed. In this project I specify the mechanisms and design parameters that allow the development of an alternative to the current system of connection best effort and fixed pricing; to be able to have QoS in the different mobile devices. This alternative is based on the design and development of an algorithm that allows to users to select the most appropriate mobile network operator, depending on the type of service, between all the available mobile network operators in the environment. The terminal only will exchange signalling messages with mobile communication networks of the selected operator, while QoS's parameters of the operator comply with service level specifications (SLS) agreed in the service level agreement (SLA). At the time that the selected network operator does not comply with the SLS, the terminal operator fails to follow and execute the algorithm for finding a new network operator to follow. Once designed the different versions of the algorithm, they have been programmed and simulated; to determine which methods and parameters are most appropriate to create the best algorithm to adapt to different situations. The simulations have been realized with the simulator Network Simulator (NS-2). The resulting algorithm is more efficient in quality and pricing that the current system, because the algorithm allows you to assign better and more personalized QoS that the different users need to effect correctly the diverse services. The algorithm also increases the benefits of mobile network operators, because it uses a variable pricing according to the quality assigned to each user.

En los últimos años han evolucionado extraordinariamente las comunicaciones móviles e inalámbricas, también las prestaciones de los terminales móviles de los usuarios y se han desarrollado servicios de datos y aplicaciones que requieren de una gran cantidad de recursos. A pesar de estos avances, poco se ha progresado en la calidad de servicio (QoS) y en la tarificación. Actualmente, mediante las tarifas planas existentes, se dispone de acceso de banda ancha; pero no se garantiza ningún parámetro de QoS. En este proyecto se especifican los mecanismos y parámetros de diseño que permitan desarrollar una alternativa al actual sistema de conexión best effort y tarifa plana; para poder disponer de QoS en los diferentes dispositivos móviles. Esta alternativa se basa en el diseño y desarrollo de un algoritmo que permita, a los usuarios, seleccionar el operador de red móvil más adecuado, según el tipo de servicio, entre todos los operadores de red móvil disponibles en el entorno. El terminal únicamente intercambia mensajes de señalización con las redes de comunicaciones móviles del operador seleccionado, siempre que los parámetros de QoS del operador cumplan con las especificaciones del nivel de servicio (SLS) acordadas en el acuerdo de nivel de servicio (SLA). En el momento que el operador de red seleccionado no cumpla con las SLS, el terminal deja de seguir al operador y ejecuta el algoritmo para encontrar un nuevo operador de red al que seguir. Una vez diseñadas las diferentes versiones del algoritmo, se han programado y simulado; para poder determinar qué métodos y parámetros son los más apropiados para crear el algoritmo que mejor se adapte a las distintas situaciones. Las simulaciones se han realizado con el simulador Network Simulator (NS-2). El algoritmo resultante es más eficiente en calidad y en tarificación que el sistema actual, ya que el algoritmo permite asignar de una manera mejor y más personalizada la QoS que los diferentes usuarios necesitan para efectuar correctamente los diversos servicios. El algoritmo también incrementa los beneficios de los operadores de red móvil, ya que se utiliza una tarificación variable de acuerdo a las calidades asignadas a cada usuario.

En els últims anys han evolucionat extraordinàriament les comunicacions mòbils i sense fils, també les prestacions dels terminals mòbils dels usuaris i s'han desenvolupat serveis de dades i aplicacions que requereixen d'una gran quantitat de recursos. Malgrat aquests avanços, poc s'ha progressat en la qualitat de servei (QoS) i en la tarifacació. Actualment, mitjançant les tarifes planes existents, es disposa d'accés de banda ampla, però no es garanteix cap paràmetre de QoS. En aquest projecte s'especifiquen els mecanismes i paràmetres de disseny que permetin desenvolupar una alternativa a l'actual sistema de connexió best effort i tarifa plana; per poder disposar de QoS en els diferents dispositius mòbils. Aquesta alternativa es basa en el disseny i desenvolupament d'un algoritme que permeti, als usuaris, seleccionar l'operador de xarxa mòbil més adequat, segons el tipus de servei, entre tots els operadors de xarxa mòbil disponibles en l'entorn. El terminal únicament intercanvia missatges de senyalització amb les xarxes de comunicacions mòbils de l'operador seleccionat, sempre que els paràmetres de QoS de l'operador compleixin amb les especificacions del nivell de servei (SLS) acordades en l'acord de nivell de servei (SLA). En el moment que l'operador de xarxa seleccionat no compleixi amb les SLS, el terminal deixa de seguir l'operador i executa l'algoritme per trobar un nou operador de xarxa al qual seguir. Un cop dissenyades les diferents versions de l'algoritme, s'han programat i simulat; per poder determinar que mètodes i paràmetres són els més apropiats per crear l'algoritme que millor s'adapti a les diferents situacions. Les simulacions s'han realitzat amb el simulador Network Simulator (NS-2). L'algoritme resultant és més eficient en qualitat i en tarificació que el sistema actual, ja que l'algoritme permet assignar d'una manera millor i més personalitzada la QoS que els diferents usuaris necessiten per efectuar correctament els diversos serveis. L'algoritme també incrementa els beneficis dels operadors de xarxa mòbil, ja que s'utilitza una tarificació variable d'acord a les qualitats assignades a cada usuari.