Analisi comparativa di software open-source per emulazione di reti di accesso 5G

Abstract

Questa tesi fornisce una panoramica di alcune caratteristiche dei sistemi di comunicazione wireless di quinta generazione (5G). L'accento è posto sugli aspetti architetturali delle reti di accesso e core con un breve accenno alla tecnologia beamforming, che è la tecnica utilizzata per implementare i segnali direzionali verso i dispositivi mobili. Con l'accelerazione dello sviluppo del 5G [1], possiamo vedere un quadro più chiaro di ciò che la rete wireless di futura generazione sarebbe in grado di ottenere, anche in termini di aree di copertura. La rete centrale 5G mira ad essere sufficientemente flessibile per adattarsi e soddisfare l'offerta di velocità Gbps per gli utenti di smartphone, nonché bassa latenza per i servizi critici, insieme al supporto di enormi quantità di dispositivi a bassa velocità nell'Internet of Things (IoT) . È stato inoltre progettato per essere più aperto e modulare rispetto ai suoi predecessori, consentendo alle diverse entità all'interno della rete principale di interagire tra loro senza precondizioni e consentendo definire le procedure per questa interazione. Ciò si ottiene con l'aiuto di nuove tecniche come Network Functions Virtualization (NFV), Network Slicing, e Software Defined Networking (SDN) [2]. L'obiettivo principale di questa tesi di master è comprendere meglio l'ambiente di rete 5G, che è una parte fondamentale della trasformazione digitale mondiale che avrà un impatto sui consumatori; per questo motivo, abbiamo configurato il simulatore UERANSIM 5G per simulare la trasmissione del segnale dall'apparecchiatura utente (UE) attraverso la stazione radio base (gNodeB) alla destinazione. Questo strumento, confrontato con il simulatore srsLTE 4G, rivela i vantaggi e può essere utilizzato per analizzare le prestazioni del wireless 5G sistema di comunicazione.

This thesis provides an overview of some features of the fifth generation (5G) wireless communication systems. The emphasis is on architectural aspects of the access and core networks with a short mention of the beamforming technology, which is the technique used to implement directional signals toward the mobile devices. With the development of 5G speeding up [1], we can see a clearer picture of what the future generation wireless network would be able to achieve, also in term of coverage areas. The 5G core network aims to be flexible enough to adapt and satisfy the offering of Gbps speeds for smartphone users, as well as low latency for critical services, along with the support of massive quantities of low speed devices in the Internet of Things (IoT). It is also being designed to be more open and modular than its predecessors, allowing the different entities inside the core network to interact with each other without any preconditions and allowing to define procedures for this interaction. This is achieved with the help of new techniques like Network Functions Virtualization (NFV), Network Slicing, and Software Defined Networking (SDN) [2]. The main goal for this master’s thesis is to better understand the 5G networking environment, which is a key part of the worldwide digital transformation that stands to impact consumers; for this raison, we configured the UERANSIM 5G simulator to simulate signal transmission from User Equipment (UE) through the radio base station (gNodeB) to the destination. This tool, compared with the srsLTE 4G simulator reveals the advantages, and can be used to analyze the performance of the 5G wireless communication system.