Pós-Graduação em Ciência da Computação – UFPE
Defesa de Dissertação de Mestrado Nº 2.013


Aluno: Hygor Jardim da Silva
Orientador: Prof. Kelvin Lopes Dias
Título: Plataforma Integrada 4G, IMS e 5G baseada em software e hardware 
abertos e de baixo custo
Data: 14/03/2022
Hora/Local: 14h30 – Virtual – Interessados em assistir entrar em contato com o aluno
Banca Examinadora:
Prof. Renato Mariz de Moraes (UFPE / Centro de Informática)
Prof. Tássio Costa de Carvalho (UFPA / Faculdade de Computação)
Prof. Kelvin Lopes Dias (UFPE / Centro de Informática)


RESUMO:

A difusão dos paradigmas de softwarização e virtualização de redes, bem 
como de tecnologias de rádio definido por software (SDR – Software-Defined 
Radio), estão fomentando o desenvolvimento protótipos para sistemas móveis 
de quinta geração (5G), tanto pela academia quanto pela indústria. Este 
novo cenário influenciou a transição dos clássicos sistemas monolíticos 
baseado em hardware proprietário, das gerações anteriores (2G/3G/4G), para 
uma nova filosofia com inúmeros projetos de código aberto relacionados às 
redes de acesso por rádio (RAN) e  de núcleo constituintes de sistemas 4G e 
5G. Entretanto, a interoperabilidade entre soluções RAN e de núcleo 
distintas, e avaliações de desempenho fim-a-fim, bem como o suporte a 
sistemas tradicionais, como o amplamente difundido IMS (IP Multimedia 
Subsystem) para chamadas VoLTE (Voice over LTE) 4G, são aspectos pouco 
entendidos, implementados parcialmente, ou mesmo ainda não avaliados. Esta 
dissertação tem como objetivo analisar a compatibilidade das implementações 
de código aberto para sistemas celulares com os padrões preconizados pelo 
3GPP (Third Generation Partnership Project); realizar a implementação de 
protótipos utilizando software e hardware abertos; conceber uma abordagem 
de virtualização e implantação utilizando contêineres para os serviços do 
núcleo da rede, da RAN e integração com sistema IMS. O estudo considerou 
plataformas de computação de propósito geral, juntamente com placas SDR 
para implantar a rede. Smartphones e cartões SIM com suporte 4G, VoLTE e 5G 
foram utilizados para realizar os experimentos e a coleta dos resultados. 
Como parte dos resultados da avaliação, a infraestrutura composta pelo 
núcleo Open5Gs, RAN srsLTE e IMS OpenIMSCore em conjunto com Kamailio 
(P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF) se mostrou capaz de estabelecer chamadas VoLTE com 
duração até 1h.  Os resultados do estudo também mostraram que a plataforma 
OAI (OpenAirInterface) alcançou um desempenho 15% superior ao da plataforma 
srsRAN. Com isto, este trabalho concebeu e descreveu uma infraestrutura de 
baixo custo capaz de executar todo um ambiente de redes móveis 4G/5G e 
prover funcionalidades do sistema IMS, como ligações VoLTE.

Palavras-chave: Redes 5G, Redes 4G, IMS, Software de código aberto, SDR.

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