Survivable mobile telecommunication systems

Abstract

Survivable systems are systems that have the ability to maintain their critical services and to make them available in a timely manner even in cases of accidents, failures or attacks. The main objectives of a survivable system are robustness, fault tolerance, security and recovery of its critical services. An open issue in the field of survivable systems is the determination of standard processes which ensure that a service is indeed survivable. During the current research, general approaches on providing and evaluating system’s survivability are firstly examined. Secondly, the applicability of these approaches on telecommunication systems is investigated, with final target the provision of a framework in form of Software Development Lifecycle (SDLC), for design and implementation of a survivable mobile telecommunication system. The research has been based on investigation of survivability approaches already defined by 3GPP organization’s standardization, which should be followed by any organization, which constructs nodes of a mobile telecommunication system. After presenting the already defined survivability controls, the current thesis extends 3GPP standardization survivability mechanisms to provide a SDLC for a survivable mobile telecommunication system. Then, application of framework proposed has been applied to 4G Voice Bearer Connection establishment as a case study. Finally, quantitative and qualitative results of the proposed process capability are presented, and conclusions are extracted.

Επιβιώσιμα συστήματα είναι αυτά που έχουν την ικανότητα να διατηρούν τις υπηρεσίες τους λειτουργικές κατά την διάρκεια καταστροφών, αστοχιών, επιθέσεων κλπ. Ο βασικός στόχος αυτών των συστημάτων είναι η αντίσταση στην αποτυχία του συστήματος να παρέχει τις κρίσιμες υπηρεσίες του. Η παρούσα διατριβή περιγράφει αρχικά την έρευνα γύρω από τον ορισμό της επιβιωσιμότητας και των βασικών χαρακτηριστικών ενός επιβιώσιμου συστήματος. Στη συνέχεια, η έρευνα συνεχίζεται με τον καθορισμό των ιδιοτήτων που κάνουν ένα δίκτυο κινητής τηλεφωνίας επιβιώσιμο, έτσι όπως αυτές ορίζονται από το 3GPP Standard, και τη βιβλιογραφία. Δύο σημαντικές ελλείψεις σχετικά με τα χαρακτηριστικά ενός επιβιώσιμου συστήματος εντοπίζονται, και αναπτύσσονται δύο μεθοδολογίες που καλύπτουν αυτές τις ελλείψεις και ορίζονται ως απαραίτητες προϋποθέσεις που θα πρέπει να ληφθούν υπόψιν κατά την ανάπτυξη τέτοιων συστημάτων. Στη συνέχεια, η έρευνα ολοκληρώνεται με την ανάπτυξη της ζητούμενης μεθοδολογίας (SDLC) για την κατασκευή επιβιώσιμων δικτύων κινητής τηλεφωνίας. Η εφαρμογή της μεθοδολογίας γίνεται στη μελέτη περίπτωσης δικτύων 4ης γενιάς (4G LTE Networks) ώστε να διερευνηθεί η αποτελεσματικότητα της σε σχέση με την προϋπάρχουσα μεθοδολογία που ακολουθείται από τις εταιρίες ανάπτυξης συσκευών δικτύων κινητής τηλεφωνίας. Τέλος μία ποσοτική και ποιοτική ανάλυση των αποτελεσμάτων παρουσιάζεται ώστε να φανούν τα αποτελέσματα της απόδοσης της προτεινόμενης μεθοδολογίας.