CBL - Campus del Baix Llobregat

Projecte llegit

Títol: Estudio de Viabilidad de un SDR Cloud

Estudiants que han llegit aquest projecte:
CALVO LISTO, ALBERTO (data lectura: 10-07-2012)
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Director/a: MAROJEVIC, VUK

Departament: TSC

Títol: Estudio de Viabilidad de un SDR Cloud

Data inici oferta: 02-11-2011 Data finalització oferta: 02-06-2012

Estudis d'assignació del projecte:

GR ENG SIS TELECOMUN

GR ENG TELEMÀTICA

Tipus: Individual

Lloc de realització: EETAC

Nom del segon director/a (UPC): Ismael Gomez Miguelez
Departament 2n director/a:

Paraules clau:
software radio, cloud computing, estudio de viabilidad

Descripció del contingut i pla d'activitats:
En el marco de software radio (software-defined radio, SDR) las cadenas de procesado se implementan en software y ejecutan sobre un entorno genérico de multiprocesado. Esto facilita la reconfiguración dinámica de un estándar a otro. En una estación base, donde se ejecutan la cadenas de procesado SDR (waveforms) de varios usuarios, esto implica la posibilidad de reconfiguración de un conjunto de procesadores. Para aumentar aún la flexibilidad que proporciona el concepto SDR, se prevé que las futuras estaciones base consistirán de antenas distribuidas con su procesado analógico y conversores AD/DA asociados, mientras que el procesado digital se lleva a cabo en un data center común. Los avances de networking facilitan que los datos se puedan trasladar desde la antena al data center vía fibra óptica para ser procesadas remotamente en vez de en la proximidad de la antena. Este concepto se puede llamar SDR cloud, ya que asimila el concepto del Cloud. Las ventajas del SDR cloud son varias: flexibilidad, escalabilidad, recursos compartidos y reutilizables, entre otras. Este TFC pretende estudiar la viabilidad de un SDR cloud, incluyendo tanto aspectos tecnológicos como económicos y ecológicos. Tomando como referencia una ciudad como Barcelona, el objetivo del proyecto es dimensionar y diseñar un sistema SDR cloud que de cobertura a toda la ciudad, determinando el número y tamaño de data centers necesarios. Se deberán tener en cuenta las demandas de servicios en media y de pico, la dimensión del área a cubrir, los retardos de la fibra, el consumo energético de los procesadores y la red en los data centers así como su coste. Por ello, la primera parte del proyecto consiste en realizar una estimación del despliegue actual del sistema de comunicaciones en Barcelona: numero de operadores y cuota de mercado, tecnologías de acceso, numero aproximado de celdas y su radio medio de cobertura, penetración de los servicios, tráfico medio, coste y consumo energético de las estaciones base, etc. A partir de estos datos, se hará una estimación del coste y consumo global que supone dar acceso wireless a toda la población. La segunda parte del proyecto consiste en documentar y clasificar los componentes necesarios para desplegar una red basada en SDR cloud, así como detallar su consumo energético, coste y prestaciones. Deberán incluirse componentes como procesadores útiles para un data center (GPP, GPU, DSP, etc.), tecnologías ópticas (fibras, conmutadores, etc.), arquitecturas de red típicas de un data center, técnicas de acondicionamiento y distribución de potencia en un data center, etc. La tercera parte consiste en diseñar un sistema SDR para dar servicio a una ciudad como Barcelona. Se deberá determinar la capacidad de cómputo total que es necesaria así como la manera más eficiente de proveerla (número de data centers, localización teniendo en cuenta el retardo de la fibra y el precio medio del terreno, etc.). Se evaluará el diseño óptimo de los data centers (procesadores, networking, etc.) y se determinarán las funciones de coste/beneficio en función de la elección de una o otra infraestructura. Por ejemplo, debería determinarse hasta que punto es más eficiente adquirir procesadores más eficientes energéticamente. Por último, se comparará la arquitectura SDR cloud propuesta con el despliegue actual, valorándose en qué condiciones, y hasta que punto, el sistema propuesto mejora el actual, desde un punto de vista económico y ecológico.

Overview (resum en anglès):
In the 90's, operators made large investments for providing wireless communications services to capture clients. Users by then had multiple devices, each with a single functionality: a phone to call, a computer to access the Internet, a GPS device for receiving location information, etc. Technology has progressed and todays gadgets unify these functionalities in a single device. Users still require higher bandwidths. Operators therefore need to upgrade their wireless communications infrastructure to new standards, which provide improved spectral efficiency. The change occurs at a frenetic pace and requires both, users and operators, to replace their devices. The current equipment has been designed for the available systems and services (2G and 3G) with little adaptation possibilities. Operators then need to make major investments for replacing existing equipment to offer new services. The software-defined radio (SDR) concept, on the other hand, allows reusing hardware for implementing new radio access technologies. Software Radio or SDR is a concept applicable to both mobile terminals and base stations. This project studies the viability of a new radio access infrastructure, the SDR Cloud, applied to the city of Barcelona. SDR clouds join SDR and Cloud Computing concepts to design and manage future base stations. They centralize the digital-signal processing part of base station transceivers, facilitating the computing resource sharing for improving the resource efficiencies and system flexibility.