LTE /LTE -A to TETRA selected features comparative assessment in the area of call prioritization, pre-emption and admission control for congested network scenarios

• Autorzy: Wojtowicz T.

Identyfikatory

DOI

10.15199/59.2018.10.2

Warianty tytułu

PL

Porównanie wybranych funkcji standardów LTE /LTE -A i TETRA w obszarach dostępu do sieci, priorytetyzacji i wywłaszczania pod względem odporności usług na przeciążenia sieci

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Development can be observed in mission-critical public safety communication systems, where narrowband LMR (LandMobile Radio) technologies are getting augmented with broadband (LTE ) based solutions. There are at least several such projects around the world currently getting implemented, with many more expected to start in the next few years. With all the advanced features that broadband is enabling for PPDR (Public Protection, Disaster Recovery) users, it needs to be ensured, that it brings the parity with existing LMR technologies in the area of prioritisation, preemption and quality of service, especially in network congestion scenarios. In this paper we are providing a qualitative analysis of these areas, comparing proven LMR technology – Tetra, with 3GPP driven LTE , including latest mission-critical additions to the standard. In scenarios where PPDR users are sharing the network with commercial users, LTE introduces several challenges typically not present in LMR systems deployed so far. We outline this point and discuss possible system level solution and architecture proposal.

PL

Obecnie można zaobserwować tendencję do rozszerzania krytycznych systemów telekomunikacyjnych dla bezpieczeństwa publicznego, działających w standardach o wąskiej przepustowości (Landmobile Radio – LMR), o rozwiązania szerokopasmowe (LTE ). Rozpoczęto wdrożenie przynajmniej kilku takich projektów na świecie, a wiele kolejnych oczekuje się w ciągu najbliższych kilku lat. Przy wszystkich zaawansowanych funkcjach, jakie zapewnia LTE dla użytkowników krytycznych, istotne jest zapewnienie poziomu usług, odpowiadającego sprawdzonym, istniejącym technologiom LMR, w takich obszarach, jak priorytetyzacja, wywłaszczanie czy kontrola jakości, zwłaszcza w sytuacjach, gdy sieć jest przeciążona. W artykule przedstawiono analizę jakościową, porównując dojrzałą i sprawdzoną technikę opartą na standardzie TETRA ze standardem 3GPP LTE , wraz z najnowszymi rozszerzeniami pod względem bezpieczeństwa publicznego. W modelach wdrożenia, w których użytkownicy krytyczni współdzielą sieć z użytkownikami komercyjnymi, w sieciach LTE pojawia się kilka technicznych wyzwań niespotykanych dotychczas w prywatnych, dedykowanych i zamkniętych sieciach LMR. Przedstawiono te problemy i zaproponowano również architekturę systemu wspomagającą ich rozwiązanie.

Słowa kluczowe

EN

PPDR; public safety; mission critical; TETRA; LTE; call admission control; radio access control; prioritization; quality of service; preemption; parity

PL

PPDR; bezpieczeństwo publiczne; infrastruktura krytyczna; TETRA; LTE; kontrola dostępu do usług radiowych; priorytetyzacja; poziom jakości usług; wywłaszczanie; porównanie funkcjonalne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 10
• Strony: 856--863
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wojtowicz T.

• Institute of Computer Science, Pedagogical University of Cracow, Motorola Solutions Systems Polska, Kraków

Bibliografia

• [1] “SAFECOM Program Report: Statement of Requirements for Public Safety Wireless Communications And Interoperability". Technical Report, US Department of Homeland Security, 01 2006.
• [2] UK HO MTPAS- https://www.gov.uk/guidance/resilient-communications# mobile-telecommunications-privileged-access-schememtpas, 9 2009.[Online; accessed 26-Feb-2018].
• [3] Public Safety Communications Assessment: 2012-2022 "Technology, Operations & Spectrum Roadmap". Technical Report, NPSTC , 06 2012.
• [4] "User requirements and spectrum needs for future European broadband PPDR systems (Wide Area Networks)", ECC Report 199. Technical Report, ECC, 05 2013.
• [5] "Public Safety Mobile Broadband". Technical Report, Australian Government Productivity Commission Research Report, 12 2015.
• [6] Belghith A., N. Turki, B. Cousin and M. Obaidat. "Flexible call admission control with preemption in LTE networks". In IEEE International Conference on Communications (ICC16), Mobile and Wireless Networking Symposium. IEEE, 2016.
• [7] Aminu L., I. Saidu, and Y. Abdullahi. "Call admission control schemes in LTE networks: A survey". International Journal of Computer Science and Network, 6, 8 2017.
• [8] J ohnson C. Long Term Evolution in Bullets. CreateSpace Independent Publishing Platform, 2012.
• [9] L ucente C. "700TAG - Technical Advisory Note 8: Pri-ority and pre- -emption mechanisms in LTE broad-band communications networks". Technical Report, Government of Canada, 9 2012.
• [10] T aylor C., D. Nolan, and S. Wainberg. "Priority Capabilities in LTE Supporting National Security and Emergency Preparedness Next Generation Network Priority Services". In IEEE International Conference on Technologies for Homeland Security (HST). IEEE, 11 2013.
• [11] EN 300 392-10-10: Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Voice plus Data (V+D); Part 10: Supplementary services stage 1; Sub-part 10: Priority call (PC). Standard, ETSI, 2002.
• [12] EN 300 392-10-16: Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Voice plus Data (V+D); Part 10: Supplementary services Stage 1; Sub-part 16: Pre-emptive priority call (PPC). Standard, ETSI, 2004.
• [13] EN 300 392-2: Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Voice plus Data (V+D); Part 2: Air interface (AI). Standard, ETSI, 2001.
• [14] ETS 300 392-10-9: Terrestrial Trunked Radio (TETR A); Voice plus Data (V+D); Part 10: Supplementary services stage 1; Sub-part 9: Access priority. Standard, ETSI, 1998.
• [15] Aoyagi K., W. Hapsari, S. Takeda, and I. Tanaka. "Access class control technology in LTE /LTE -A systems". NTT Docomo, Technical Journal, 17, 2015 1.
• [16] L air Y. and G. Mayer. "Mission Critical Services in 3GPP". Technical Report, 3GPP, 06 2017.
• [17] O rtigoza L. Rach capacity, part 2 http://lteuniversity.com/get_trained/ expert_opinion1/b/lauroortigoza/archive/2012/03/23/rach-capacity- -part-2-of-2.aspx, 3 2012.[Online; accessed 26-Feb-2018].
• [18] Ferrs R. and O.Sallent. Mobile Broadband Communications for Public Safety: The Road Ahead Through LTE Technology. Wiley, 2015.
• [19] Hallahan R. and J.Peha. Enabling Public Safety Priority Use of Commercial Wireless Networks. HOMEL AND SECURITY AFFAIRS , 9, 8 2013.
• [20] TR 102 021-4: Terrestrial Trunked Radio (TETRA); User requirement specification TETRA Release 2.1; Part 4: Air interface enhancements. Standard, ETSI, 2011.
• [21] TR 102 580: Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Release 2; Designer’s Guide; TETRA High-Speed Data (HSD); TETRA Enhanced Data Service (TEDS). Standard, ETSI, 2007.
• [22] TR .23.854:3GPP Technical Specification Group Services and System Aspects; Enhancements for Multimedia Priority Service (MPS). Standard, 3GPP, 2011.
• [23] TS 22.153: LTE ; Multimedia Priority Service. Standard, 3GPP, 2014.
• [24] TS 22.179: Mission Critical PTT (MCPTT ) over LTE : Stage 1. Standard, 3GPP, 2016.
• [25] TS 22.280: Mission Critical Services Common Requirements. Standard, 3GPP, 2017.
• [26] TS 22.281: Mission Critical Video over LTE . Standard, 3GPP, 2018.
• [27] TS 25.367: Mobility Procedures for Home Node B (HNB); Overall Description; Stage 2. Standard, 3GPP, 2017.
• [28] TS 36.300: LTE ; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2. Standard, 3GPP, 2015.
• [29] TS 36.304: LTE ; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTR A); User Equipment (UE) Procedures in Idle Mode. Standard, 3GPP, 2012.
• [30] TS 36.413: LTE ; Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP). Standard, 3GPP, 2014.
• [31] Y annick Lair and Georg Mayer, “Mission Critical Services in 3GPP“, 3GPP, June 20, 2017.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).