University of Oulu

LTE evolution towards 5G

Saved in:
Author: Pukari, Ville1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Information Technology and Electrical Engineering, Department of Computer Science and Engineering, Computer Science and Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2.9 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201604061384
Language: English
Published: Oulu : V. Pukari, 2016
Publish Date: 2016-04-08
Physical Description: 66 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Röning, Juha
Reviewer: Röning, Juha
Latva-aho, Matti
Description:
The development of mobile telecommunication systems is a constant process and there is a high demand to add new features and further enhance the long term evolution advanced (LTE-A), also known as 4G. The development of telecommunication systems will continue with new, 5th generation (5G) radio technology. The latest enhancements and added features of the LTE will be inherited by the 5G. 5G technology is likely to satisfy different wireless communication user requirements concerning higher data rates, greater reliability, mobility, energy efficiency and security. This thesis will present the 5G requirements set by 3rd Generation Partnership Project (3GPP), as well as the most important enhancements and new features for the LTE which aim to partially fulfill these requirements. The key feature concepts shall be examined and their impacts on protocol layers 1 and 2 shall be analyzed briefly. One of the biggest challenges for mobile telecommunication system is to minimize power consumption. 3GPP has introduced several methods to address this issue e.g. Discontinuous Reception (DRX). In this thesis, the power saving mode (PSM) feature implementation is presented based on the technology of 3GPP Release 12. The basic idea of this feature is to allow the user equipment (UE) to enter a power saving mode when there is no need for network communications. This expands total battery life and opens new use cases for similar LTE based devices, e.g. weather stations. The completed feature was validated with unit tests. The power consumption of the UE was measured with and without the PSM and the results were evaluated accordingly. UE can achieve even lower power consumption levels in PSM, than in normal idle mode and with appropriate PSM timer values standby time can stretch to several weeks or even years.
see all

Mobiilien telekommunikaatiojärjestelmien kehitys on jatkuva prosessi ja tänä päivänä on paljon kysyntää lisätä uusia ominaisuuksia ja parannuksia kehittyneeseen pitkän aikavälin evoluutioon (Long Term Evolution Advanced, LTE-A), toisinsanoen 4G:hen. Telekommunikaatiojärjestelmien kehitys jatkuu uuden, viidennen sukupolven (5G) radioteknologialla ja uusimmat parannukset periytyvät LTE:stä osaksi 5G:tä. 5G-teknologian nähdään täyttävän monen eri langattoman viestinnän käyttäjäryhmän tarpeet esimerkiksi suurempien datanopeuksien, paremman luotettavuuden, liikkuvuuden, energiatehokkuuden ja turvallisuuden suhteen. Tämä työ esittelee 3rd Generation Partnership Projektin (3GPP) asettamat vaatimukset 5G:lle sekä tärkeimmät LTE-parannukset ja uudet ominaisuudet, joilla pyritään osittain täyttämään nämä vaatimukset. Tärkeimpien ominaisuuksien periaatteet selvitetään ja vaikutukset protokollatasoille 1 ja 2 analysoidaan lyhyesti. Yksi suurimmista mobiilin tietoliikennejärjestelmäkehityksen haasteista on virrankulutuksen minimoiminen. 3GPP on esitellyt useita menetelmiä ongelman ratkaisemiseksi, kuten esimerkiksi epäjatkuvan vastaanoton (Discontinuous Reception, DRX) mekanismin. Tämä työ esittelee virransäästötilan (PSM) toteutuksen 3GPP release 12:sta perustuvalla LTE-mobiililaitteen prototyypillä. Tämän ominaisuuden perusideana on mahdollistaa mobililaitteen meneminen valmiustilaan silloin kun ei ole tarpeellista kommunikoida verkon kanssa. Tämä lisää akunkestoa ja avaa uusia käyttötapauksia, kuten esimerkiksi LTE-sääasemat. Valmis ominaisuus varmennettiin yksikkötesteillä. Virrankulutus mitattiin virransäästötila päällä sekä pois päältä ja tulokset arvioitiin. Virrankulutuksen huomattiin laskeavan virransäästötilassa alemmalle tasolle kuin tilanteessa, jossa verkkoa ei kuunnella ja sopivilla PSM-ajastinarvoilla valmiustilan kestoa voidaan pidentää viikoilla tai jopa vuosilla.
see all

Subjects:
Copyright information: © Ville Pukari, 2016. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.