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UFPA – UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ ICEN - INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS PPGCC – PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO – 2014.2 – MESTRADO ORIENTADOR: PROF. DR. CARLOS RENATO LISBOA FRANCÊS CO-ORIENTADOR: DOUTORANDO CARLOS PATRICK ALVES EDINALDO J.C. LA-ROQUE [email protected] http://www.lprad.ufpa.br TUTORIAL - SIMULAÇÃO DE CENÁRIO BÁSICO DE REDE LTE COM OPNET MODELER Tutorial contendo laboratório com simulação de cenário de Rede LTE Básica, usando o simulador discreto OPNET Modeler, versão 17.5 (Educational Version). BELÉM outubro/2014

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UFPA – UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ ICEN - INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS

PPGCC – PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO – 2014.2 – MESTRADO

ORIENTADOR: PROF. DR. CARLOS RENATO LISBOA FRANCÊS

CO-ORIENTADOR: DOUTORANDO CARLOS PATRICK ALVES

EDINALDO J.C. LA-ROQUE

[email protected]

http://www.lprad.ufpa.br

TUTORIAL - SIMULAÇÃO DE CENÁRIO BÁSICO DE REDE LTE COM

OPNET MODELER

Tutorial contendo laboratório com simulação de cenário de Rede LTE Básica, usando o simulador discreto OPNET Modeler, versão 17.5 (Educational Version).

BELÉM

outubro/2014

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 4

1. O SIMULADOR DISCRETO OPNET MODELER ........................................... 5

2. REDES LTE ..................................................................................................... 6

2.1 O que é uma Rede LTE ................................................................................. 6

2.2 Algumas Características do LTE ................................................................... 8

3. INICIANDO O OPNET MODELER .................................................................. 9

3.1 Iniciando o License Manager do OPNET ....................................................... 9

3.2 Fechando e reiniciando o OPNET Modeler ................................................... 10

4. CRIANDO UM PROJETO ............................................................................... 12

4.1 Selecionando a janela do OPNET Modeler ................................................... 12

4.2 Informando o nome do projeto e nome do cenário inicial .............................. 13

4.3 Ignorando o wizard de topologia inicial .......................................................... 13

5. CRIANDO UM CENÁRIO LTE BÁSICO ......................................................... 14

5.1 Criando uma rede wireless ............................................................................ 14

5.2 Informando Latidude e Longitude .................................................................. 15

5.3 Selecionando a tecnologia LTE ..................................................................... 16

5.4 Seleção da capacidade máxima de cada eNodeB ........................................ 16

5.5 Seleção do modelo de perda de propagação ................................................ 17

5.6 Seleção do número de células do cenário ..................................................... 18

5.7 Seleção dos modelos de eNodeB e UE ......................................................... 18

5.8 Seleção do número de UEs por célula e do prefixo dos nomes de UEs ....... 19

5.9 Criação do núcleo da rede e dos links de dados ........................................... 19

5.10 Seleção do modelo de mobilidade para os UEs .......................................... 20

5.11 Resumo e conclusão das configurações ..................................................... 20

5.12 Cenário criado .............................................................................................. 21

5.13 Melhorando a estética do cenário ................................................................ 22

5.14 Redimensionamento dos tamanhos dos nós ............................................... 22

5.15 Salvando o projeto ....................................................................................... 25

6. COLETA DE ESTATÍSTICAS E COMPILAÇÃO DO CENÁRIO .................... 27

6.1 Selecionando os resultados da simulação para análise ................................ 27

6.2 Configurando e compilando o cenário no modo de depuração ..................... 30

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7. CAPTURA DE TRACES E ANIMAÇÃO ......................................................... 32

7.1 Configurando a captura de traces .................................................................. 32

7.2 Help de comandos ......................................................................................... 33

7.3 Mapeando pontos de trace ............................................................................ 34

7.4 Capturando traces relativos ao processo de handover ................................. 34

7.5 Executando a simulação ................................................................................ 35

7.6 Visualizando a animação em tempo de execução ......................................... 36

7.7 Visualizando a animação dos estados de transição dos modelos de processos ............................................................................................................. 38

7.8 Progresso da simulação ................................................................................ 39

8. VISUALIZAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS ....................................... 41

8.1 Visualizando os resultados ............................................................................ 41

8.2 Aplicando um processo matemático aos dados coletados ............................ 43

9. GERENCIAMENTO DE CENÁRIOS ............................................................... 45

10. EDITANDO O CÓDIGO-FONTE DE PROCESSOS ...................................... 46

CONCLUSÃO ...................................................................................................... 50

REFERÊNCIAS ................................................................................................... 51

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INTRODUÇÃO

Este documento tem por objetivo servir de tutorial básico sobre o uso do

software simulador de eventos discretos, o OPNET Modeler, versão 17.5 (Educational

Version), de maneira a proporcionar um rápido aprendizado por parte de iniciantes na

área de simulação de redes LTE. O conteúdo aqui apresentado não tem a pretensão

de aprofundar ou esgotar os conhecimentos sobre essa ferramenta complexa e

bastante completa, mas apenas de servir como ponto de partida para aqueles que

precisam reduzir o tempo de aprendizado do simulador para, então, poder focar na

investigação da tecnologia objeto de estudo e na geração de resultados para as suas

pesquisas.

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1. O SIMULADOR DISCRETO OPNET MODELER

OPNET Modeler é um software que provê recursos para análise de

desempenho de redes e aplicações.

De acordo com a apresentação em [1], o OPNET Modeler é um software

voltado para simulação e análise de performance de redes de computadores e

aplicações. Por meio de sua interface gráfica, o software possibilita ao usuário a

edição de seus próprios dispositivos, o desenvolvimento de seus próprios protocolos, a

definição de seus próprios formatos de pacotes, etc.

As principais características do OPNET Modeler são:

• Abordagem de modelagem gráfica;

• A geração de dados estatísticos é customizável;

• Um conjunto abrangente de ferramentas de análise.

Segundo [2], a suíte OPNET Modeler inclui um conjunto de protocolos e

tecnologias, além de um ambiente de desenvolvimento sofisticado. Através da

modelagem de todo tipo de rede e tecnologias (incluindo VoIP, TCP, OSPFv3, MPLS,

IPv6 e mais), o OPNET Modeler permite a análise de redes realísticas simuladas, para

que se possa comparar o impacto de diferentes projetos tecnológicos em um

comportamento fim-a-fim. A suíte OPNET Modeler permite testar e demonstrar

projetos tecnológicos em cenários realísticos antes da produção; aumenta a

produtividade em P&D e encurta o tempo para se chegar à comercialização; pode-se

desenvolver protocolos e tecnologias wireless proprietários; e pode-se avaliar as

melhorias realizadas em protocolos padrão.

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2. REDES LTE

2.1 O que é uma Rede LTE

LTE (Long Term Evolution) é o sistema de celular de 4ª geração, consequência

do aumento da demanda do uso de redes móveis com taxas de dados cada vez mais

altas. Representa a evolução das tecnologias de redes celular [3]. O LTE é

padronizado pelo 3GPP (3rd Generation Partnership Project), que desde o ano de

2000 vem gradativamente apresentando evoluções para o sistema de redes de celular,

envolvendo tanto o acesso (LTE) quanto o núcleo da rede (EPC – Evolved Packet

Core). A arquitetura do LTE é demonstrada na Figura abaixo.

Arquitetura LTE

Fonte: Adaptado de [3]

A seguir, uma breve descrição de alguns elementos que compõe uma rede LTE

[4].

UE (User Equipment)

UE é o dispositivo que o usuário final utiliza para comunicação. Pode ser um

smartphone, um tablet, um notebook, etc.

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eNodeB (E-UTRAN Node B)

eNodeB é uma estação base que controla todas as funções de rádio acesso na

parte fixa do sistema LTE. As eNodeBs são distribuídas pela rede dentro da área de

cobertura, cada uma residindo próximo às antenas de rádio.

PCRF (Policy and Charging Rules Function)

PCRF é o elemento de rede responsável por controlar as políticas de uso do

sistema e pela cobrança/faturamento do usuário.

HSS (Home Subscription Server)

HSS é o repositório de dados das assinaturas de serviços contratados pelo

usuário final. Também registra a localização do usuário no nível do nó que controla as

redes visitadas por esse usuário, como o MME.

MME (Mobility Management Entity)

MME é o elemento que gerencia a mobilidade dos usuários, realiza a

autenticação e autorização, possui habilidades de rastreamento e controle de

acessibilidade e negocia a segurança.

SAE GW (System Architecture Evolution Gateway)

O SAE GW reúne as funções de SGW (Serving Gateway) e PGW (PDN

Gateway). O SGW é um gateway que roteia e repassa pacotes de dados de usuários e

também atua como âncora de mobilidade para os usuários durante o handover entre

eNodeBs. O PGW é um gateway que fornece conectividade entre os equipamentos de

usuários (UEs) e redes externas, como a Internet [5].

SGSN (Serving GPRS Supporting Node)

O SGSN oferece funcionalidades para acessos GSM e WCDMA, fornecendo

suporte ao protocolo GPRS.

PDSN (Packet Data Serving Node)

O PDSN gerencia as sessões do protocolo PPP (Point-To-Point Protocol) entre

o HA e redes externas ou redes baseadas em IP [6].

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2.2 Algumas Características do LTE

O mercado de banda larga móvel vem crescendo e estima-se que em 2014,

80% dos usuários de banda larga seja de banda larga móvel [3].

LTE é uma rede de alto desempenho e algumas de suas principais

características são: taxas de pico de 100 Mbps downlink e 50 Mbps de uplink (sem

MIMO e desconsiderando overheads), rede por comutação de pacotes (não mais

comutação de circuitos), menor latência, bom nível de segurança e mobilidade, maior

capacidade que o HSDPA/HSUPA, favorecendo o suporte a serviços de TV e serviços

de tempo real, como chamada de vídeo [3].

Mais especificamente, LTE é a parte de rádio acesso composto pelas estações

rádio base evoluídas (eNodeBs ou eNBs) que se ligam ao EPC, conforme mostrado

na Figura abaixo.

eNodeBs - Estações Rádio Base Evoluídas

Fonte: Adaptado de [6]

Para mais informações sobre a arquitetura e especificações sobre redes LTE, o

seguinte link do 3GPP pode ser consultado:

http://www.3gpp.org/technologies/keywords-acronyms/98-lte.

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3. INICIANDO O OPNET MODELER

3.1 Iniciando o License Manager do OPNET

Atenção: Observe que, juntamente com o License Manager, foi iniciado também o

OPNET Modeler 17.5, que você deverá fechá-lo para reiniciá-lo novamente, a fim de

evitar um erro de licenciamento (bug do produto?).

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3.2 Fechando e reiniciando o OPNET Modeler

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Clicar em “I ACCEPT” para aceitar a licença de uso do OPNET Modeler e

minimizar a janela do License Manager.

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4. CRIANDO UM PROJETO

4.1 Selecionando a janela do OPNET Modeler

Selecione a janela do OPNET modeler iniciado para podermos criar nosso

projeto LTE.

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4.2 Informando o nome do projeto e nome do cenário inicial

Selecione File / New / Project e clique em OK.

Informe o nome do projeto, bem como o nome do cenário inicial. Exemplo: Project name: Rede LTE Básica Scenario name: baseline

Clique em OK.

4.3 Ignorando o wizard de topologia inicial

Na tela seguinte, clique em Quit para ignorar o wizard.

A tela resultante deverá ser algo como a mostrada abaixo.

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5. CRIANDO UM CENÁRIO LTE BÁSICO

5.1 Criando uma rede wireless

Agora, estamos prontos para criarmos a nossa topologia de redes wireless LTE.

Selecione Topology / Deploy Wireless Network.

Na próxima tela, clique em Continue.

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Na próxima tela, Network Creation, deixe selecionada a opção Use wizard to

provide network specification e clique em Next.

5.2 Informando Latidude e Longitude

Na próxima tela, caso prefira, informe as coordenadas (latitude e longitude) da

localidade desejada e clique em Next.

No caso, manteremos os valores no default. Ou seja, Latitude: 0.00 e

Longitude: 0.00.

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5.3 Selecionando a tecnologia LTE

Agora, em Choose Technology, selecione LTE.

5.4 Seleção da capacidade máxima de cada eNodeB

Para o perfil da camada física (PHY Profile), manteremos o default, que é LTE

20 MHz FDD. Ou seja, tecnologia LTE com técnica de duplexação FDD (Frequency

Division Duplexing) e largura máxima de banda ocupada no espectro de frequências

20 MHz (o máximo por setor para LTE Release 8).

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5.5 Seleção do modelo de perda de propagação

Para este tutorial, usaremos o modelo de perda de propagação em espaço livre

(Free Space). Ou seja, não haverá obstáculos (prédios, casas, árvores, morros, etc)

entre os UEs (dispositivos móveis) e as eNodeBs (torres de rádio e suas antenas).

A vantagem de usar Free Space para este tutorial é a redução do tempo de

simulação, eliminando o considerável tempo gasto com os processos que envolvem a

simulação dos demais modelos de perda de propagação (pathloss).

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5.6 Seleção do número de células do cenário

Para este exemplo, usaremos 4 células com raio de cobertura de 1 Km cada,

com padrão geográfico de sobreposição hexagonal, com os nós dos dispositivos

móveis (UEs) sendo posicionados aleatoriamente no raio de cobertura das células.

5.7 Seleção dos modelos de eNodeB e UE

No exemplo, manteremos o modelo default para a eNodeB:

lte_enodeb_atm4_ethernet4_slip4_adv, que significa eNodeB com 4 portas com

suporte ao protocolo ATM, 4 portas Ethernet e 4 portas SLIP.

Para o UE, o modelo escolhido será o lte_android_mobile.

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5.8 Seleção do número de UEs por célula e do prefixo dos nomes para os UEs

Cada célula terá inicialmente 2 UEs em seu raio de cobertura e cada

dispositivo móvel android terá o prefixo “UE” em seu nome.

5.9 Criação do núcleo da rede e dos links de dados

Na figura anterior, observe que, por default, o núcleo da rede (EPC – Evolved

Packet Core), bem como as interconexões entre o EPC e as eNodeBs são feitas

através de um backbone de rede, usando interfaces seriais.

Portanto, usando este wizard, não precisamos nos preocupar em criar links no

backhaul que interliguem suas portas e protocolos. Este processo é simplificado e

automatizado.

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5.10 Seleção do modelo de mobilidade para os UEs

O modelo de mobilidade para os dispositivos móveis será o Random Waypoint

(Auto Created), onde cada UE fará uma trajetória aleatória dentro da rede (dentro dos

limites das células), a uma velocidade de 5 m/s (pedestre praticamente correndo), ao

nível do solo (altitude 0.00).

5.11 Resumo e conclusão das configurações

Neste ponto, temos o resumo das configurações para o nosso cenário LTE

Básico:

Tecnologia LTE Sobreposição Células hexagonais Disposição dos nós Aleatória Número de eNodeBs 4 Número de UEs 8 Nós com mobilidade configurada 8

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Clicar em Finish para concluir a criação do nosso cenário LTE básico.

5.12 Cenário criado

A tela abaixo mostra o cenário LTE criado. No entanto, por uma questão

estética, podemos reposicionar os modelos do cenário.

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5.13 Melhorando a estética do cenário

Um layout menos confuso para os componentes do cenário criado pode ser

alcançado clicando e arrastando os componentes, até conseguirmos uma disposição

geográfica que nos pareça mais apropriada, como exemplificado abaixo.

5.14 Redimensionamento dos tamanhos dos nós

Podemos, ainda, redimensionar grupos de nós similares, clicando em um dos

nós e selecionando a opção Select Similar Nodes, conforme abaixo:

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A figura abaixo mostra todos os UEs selecionados.

Então, através da opção View / Layout / Scale Nodes Icons Interactively,

podemos ajustar o tamanho de cada componente do cenário, como mostrado abaixo.

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Neste caso, iremos reduzir o tamanho de todos os UEs em 50%.

O mesmo processo de redimensionamento de tamanho será aplicado para as

eNodeBs.

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Como resultado final, temos um cenário mais limpo, menos poluído

visualmente.

5.15 Salvando o projeto

O projeto pode ser saldo usando-se a opção File / Save ou apenas pelo uso do

atalho Ctrl-S.

Então, basta clicar em Save.

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Observe que o projeto é salvo no diretório (pasta do Windows) localizado em

C:\Users\opnet\op_models\Rede LTE Basica.project, no arquivo “Rede LTE

Basica.prj”.

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6. COLETA DE ESTATÍSTICAS E COMPILAÇÃO DO CENÁRIO 6.1 Selecionando os resultados da simulação para análise

Clicando com o botão direito do mouse em uma área livre do cenário, na opção

DES, selecione Choose Individual Statistics.

O mesmo pode ser obtido através da opção do menu DES / Choose Individual

Statistics.

Para este exemplo, iremos selecionar apenas estatísticas de nó de rede (Node

Statistics).

Na árvore de opções de estatísticas de nó, selecionaremos algumas opções de

estatísticas LTE, como:

• eNodeB Associada; • Delay de Handover (em segundos); • Carga (em bits/segundo); • Falhas de Link de Rádio e Throughput (em bits/segundo).

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Dentre as estatística da camada física do LTE (LTE PHY), selecionaremos:

• Potência do Sinal de Referência da eNodeB Associada (em dBm); • Qualidade do Sinal de Referência da EnodeB Associada (em dB); • Melhor Índice MCS (Modulation and Coding Scheme) Operacional no

Modo Wideband; • Frequência da Portadora de Downlink (em GHz); • Taxa de Erro de Bloco (BLER) no Downlink; • Pacotes Descartados no Downlink (pacotes/segundo); • Relação Sinal/Ruído (SNR) no Downlink (em dB); • Taxa de Erro de Bloco (BLER) no UpLink; • Pacotes Descartados no UpLink (pacotes/segundo); • Relação Sinal/Ruído (SNR) no Uplink (em dB).

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Salvar o projeto.

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6.2 Configurando e compilando o cenário no modo de depuração

Através da opção DES / Configure / Run Discrete Event Simulation (Ctrl-R),

faremos a configuração e compilação do cenário LTE.

Como os UEs estão configurados com mobilidade aleatória a 5 m/s, com cada

eNodeB cobrindo um raio de 1 Km, 10 minutos de simulação provavelmente será

tempo suficiente para que observemos alguns handovers de UEs entre células.

Observe que o uso de um mesmo seed para o pseudo gerador de números

aleatórios (128 como default do OPNET Modeler, por exemplo), nos garante obter os

mesmos resultados toda vez que re-executarmos a simulação.

No entanto, se utilizarmos múltiplos seeds, o OPNET Modeler irá excutar

múltiplas simulações em conformidade com o número desses seeds, o que pode ser

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utilizado para melhorarmos a confiabilidade das estimativas, através de intervalos de

confiança.

Para uma análise estatística mais confiável com relação ao comportamento médio de um sistema, pelos menos 30 simulações (30 seeds diferentes) são recomendadas.

A opção Use OPNET Simulation Debugger (ODB) será marcada para que possamos configurar, por exemplo, a visualização de traces relativos ao processo de handover.

Atenção: Para que o depurador possa ser utilizado, é necessário selecionar um kernel

de desenvolvimento (32 ou 64 bits). A opção Based on kernel-type preference já faz

isso por padrão.

Ao clicar em Run, o processo de compilação do cenário é iniciado.

Na aba Console podemos acompanhar o processo de compilação de cada

modelo utilizado em nosso cenário LTE. Para este caso, 374 modelos serão

compilados, conforme se pode observar na tela abaixo.

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7. CAPTURA DE TRACES E ANIMAÇÃO

7.1 Configurando a captura de traces

Após a compilação do cenário, o pronto de comandos do OPNET Simulation

Debugger (ODB) é apresentado, juntamente com as abas Model Viewer (que permite

a visualização dinâmica da animação do cenário), a aba Visualizations e a aba

Progress (que permite visualizar o andamento do processo de simulação).

Além disso, é mostrada a janela de inspeção da árvore de objetos no canto

superior esquerdo, a janela com as abas de visualização de atributos, eventos,

pacotes e transmissões wireless no canto inferior esquerdo.

Já no canto inferior direito, podemos visualizar o conteúdo dos pacotes, os

breakpoints e traces ODB criados por nós.

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7.2 Help de comandos

O comando help pode ser digitado no pronto do ODB para visualizar as

categorias de comandos do OPNET Debugger.

Pode-se obter ajuda para comandos específicos, digitando-se help

<comando_desejado>, conforme exemplificado abaixo.

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7.3 Mapeando pontos de trace

O comando lmap pode ser usado para obter uma lista de labels (rótulos)

usados para capturar traces de nossa preferência, dependendo do objeto de estudo.

Por exemplo, abaixo o comando lmap lte foi utilizado para mostrar todas as

capturas de trace possíveis para LTE.

7.4 Capturando traces relativos ao processo de handover

O comando lmap handover lista todos os labels que podem ser utilizados para

capturar traces relativos a processos de handover LTE.

O comando ltrace lte_handover foi utilizado para configurar a captura de traces

relativos aos processos de handover tanto do ponto de vista do UE quanto do ponto de

vista das eNodeBs.

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7.5 Executando a simulação

Após a configuração da captura dos traces desejados, o comando continue ou

um clique no botão Continue iniciará a simulação do cenário configurado. Observe que

os procedimentos relativos a handover serão rastreados e mostrados na aba Console.

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7.6 Visualizando a animação em tempo de execução

Para podermos visualizar a animação em tempo de execução, a partir da aba

Model Viewer, podemos fazer o seguinte:

• Clicar em qualquer nó do cenário; • Ajustar o zoom do cenário com a roda do mouse; • Clicar em Clicar em Show Animations; • Clicar no botão Continue.

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A animação dos fluxos de pacotes entre os nós de rede, bem como a

mobilidade dos UEs será mostrada. No entanto, observe que isso torna a simulação

extremamente lenta. Os botões Faster e Slower podem ser usados para tornar mais

rápida ou mais lenta a visualização da animação.

Além disso, é possível clicar em um fluxo de pacote e inspecionar

dinamicamente seu conteúdo.

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7.7 Visualizando a animação dos estados de transição dos modelos de processos

Em tempo de execução, a partir da árvore de objetos em simulação, podemos

selecionar um processo e visualizar dinamicamente as transições entre os estados do

processo selecionado.

No exemplo abaixo, o processo selecionado foi o de número 331 (wrls_phy),

pertencente à camada física (PHY) do UE_0_4_1 (processo-pai número 13).

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A figura abaixo mostra a animação do processo selecionado.

7.8 Progresso da simulação

A partir da aba Progress, podemos acompanhar o andamento do processo de

simulação. Por exemplo, conforme a figura abaixo, podemos verificar itens como:

• Tempo real transcorrido: 7m07s; • Tempo real estimado para o término da simulação: 13s; • Tempo simulado: 9m 46s; • Número de eventos gerados: 19.409.782 (aprox. 20 milhões de

eventos); • Gráfico com a velocidade da simulação ao longo do tempo.

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Observações:

• O OPNET Modeler levou em torno de 7,5 minutos para simular um cenário

simples, com simulação de 10 minutos do sistema, sem modelo complexo de

perda de propagação (Free Space) e sem aplicações sendo servidas e

acessadas pelos UEs.

• Para cenários mais complexos, envolvendo modelos complexos de perda de

propagação, como Hata Extension Urban (COST-231), com aplicações VoIP,

Videconferência e serviços Internet, com muitas eNodeBs e muitos UEs, o

tempo de simulação pode levar dias ou semanas.

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8. VISUALIZAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS 8.1 Visualizando os resultados

Após o término da simulação, que levou 7 minutos e 21 segundos para ser

concluído (de um tempo simulado de 10 minutos), podemos clicar no botão Results

Browser para visualizar as estatísticas selecionadas previamente durante a

configuração da simulação.

A partir da aba DES Graphs, foram selecionadas as seguintes estatísticas:

• LTE � Associated eNodeB

• LTE PHY � Associated eNodeB RSRP (dBm) � Associated eNodeB RSRQ (dB)

Modo de apresentação:

• Stacked Statistics (gráficos epilhados) • As Is (do jeito que se apresenta, sem aplicar nenhuma distribuição)

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A partir das informações acima, podemos afirmar que o UE da subrede 0

(zero), da célula 1, dispositivo número 1 (ou seja, UE_0_1_1), após o início da

simulação, que ocorreu logo após 1m30s, fez handover da eNodeB_1 para a

eNodeB_2 no instante 7m10s aproximadamente.

Os gráficos indicam que o handover ocorreu quando o RSRP caiu até próximo

de -100 dBm, ao mesmo tempo em que o RSRQ caiu até próximo de -5 dB.

Fica mais fácil perceber o ponto exato em que a queda da qualidade de sinal

(RSRQ) coincide com o handover do UE_0_1_1 da eNodeB_1 para a eNodeB_2, em

comparação com a queda do RSRP.

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8.2 Aplicando um processo matemático aos dados coletados

Este outro gráfico mostra o efeito da degradação da relação sinal/ruído (SNR)

na perda de pacotes do UE_0_2_2.

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No entanto, para alguns casos pode ser conveniente aplicar um processo

matemático que facilite a interpretação do gráfico, como por exemplo plotar a média

dos sinais ao longo do tempo, conforme mostrado abaixo:

Então, passamos a ter a seguinte representação dos sinais:

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9. GERENCIAMENTO DE CENÁRIOS

A opção Scenarios do menu principal, permite fazer várias operações com

cenários, como por exemplo criar, duplicar, gerenciar, comutar entre cenários, etc,

conforme mostrado abaixo:

A opção Menage Scenarios, por exemplo, mostra que para o prjeto Rede LTE

Basica, existe apenas um cenário criado, cujo nome é baseline (cenário inicial), que

está salvo (saved), atualizado (up to date), com duração de simulação de 10 minutos

(Sim Duration).

O fato do cenário estar atualizado significa que podemos revisitar os resultados

coletados a qualquer momento, sem precisar compilar o cenário novamente.

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10. EDITANDO O CÓDIGO-FONTE DE PROCESSOS

A partir da tela do cenário LTE, podemos clicar duas vezes sobre um UE, por

exemplo, e assim termos acesso ao modelo do nó desse UE, conforme mostra a figura

abaixo:

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Então, com duplo clique sobre o processo lte_as, por exemplo, teremos acesso

ao diagrama de transição de estado desse modelo de processo específico.

Observe que na barra de ferramentas há seis ícones: SV, TV, HB, FB, DB e

TB. Esses ícones dão acesso aos códigos-fonte das variáveis de estado (SV),

variáveis temporárias (TV), bloco de cabeçalho C/C++ (HB), bloco de funções (FB),

bloco de diagnóstico (DB) e bloco de terminação (TB).

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Observe que esses blocos de código-fonte também podem ser acessados

através do menu suspenso Code Blocks ou de teclas de atalho, conforme mostrado

abaixo:

Além desses recursos, há ainda a opção de clicar com o botão direito sobre um

dos estados do diagrama de transição, que nos dará acesso a um menu pop-up com

mais duas opções de edição de código-fonte de um determinado estado (o estado

HANDOVER no exemplo): Edit Enter Execs e Edit Exit Execs.

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Ao clicar em Edit Exit Execs, do estado HANDOVER, do processo lte_ue_as,

teremos acesso à edição do seguinte código-fonte em linguagem C/C++:

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CONCLUSÃO

Este tutorial mostrou um passo-a-passo da inicialização da ferramenta de

simulação OPNET Modeler, versão 17.5 (Educational Version), a criação de um

cenário básico de rede wireless usando tecnologia LTE, incluindo a coleta de

estatísticas, compilação do cenário, execução da simulação, visualização e

interpretação de alguns gráficos de resultados básicos e edição de código-fonte.

O principal objetivo deste documento é reduzir a curva de aprendizado para

iniciantes em simulação discreta, usando como ferramenta o software simulador

OPNET Modeler.

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REFERÊNCIAS

[1] Introduction of Simulation and OPNET. Disponível em http://networks2atksu.files.wordpress.com/2011/09/introduction-of-simulation-and-opnet.pptx. Visitado em em 29/10/2014.

[2] Network Simulation (OPNET Modeler Suite). Disponível em

http://www.riverbed.com/products-solutions/products/network-performance-management/network-planning-simulation/Network-Simulation.html. Visitado em 01/02/2014.

[3] Redes LTE I: Implantações e Características Básicas. Disponível em

http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialredeslte/pagina_2.asp. Acessado em 09/11/2013.

[4] Long-Term Evolution Network Architecture. ftp://mtt-tpms.org/comcas/276-

JGLGe6RbLxJs-2.pdf. Acessado em 09/11/2013. [5] System Architecture Evolution.

http://en.wikipedia.org/wiki/System_Architecture_Evolution. Acessado em 29/10/2014.

[6] Cisco ASR 5000 PDSN: Packet Core Connectivity for CDMA Networks.

http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/wireless/ps11035/ps11047/ps11072/data_sheet_c78-607122.html. Acessado em 29/10/2014.