SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 11
Baixar para ler offline
UNIVERSITY OF NAIROBI




 An Empirical Study and 
  Simulation of Wireless 
  VoIP in Areas that are 
Geographically Challenged
         Network Performance and Distributed 
                     Computing 
                                                
                             Kenneth Odhiambo ‐ P58/70655/2008
                                      Supervisor: Theuri 
                                         3/21/2010 
                    Study Programme: Masters in Computer Science (MSc. CS) 




 This Document outlines my MSc. Dissertation Project Proposal, the purpose of which is to 
propose a solution that will incorporate a people excluded from the cellular network as a 
result of geographical challenges. The study will attempt to report the viability of Wireless 
VoIP in geographically challenged areas, through an empirical study and simulation to 
address areas related to performance in a wireless environment. 
Table of Contents 


Contents 
1.  Introduction ....................................................................................................................... 2 

1.1.      Problem description ....................................................................................................... 2 

1.2.      Objective.......................................................................................................................... 3 

1.3.      Importance of Study (to the MSc. CS) ............................................................................ 3 

1.4.      Scope of Study: ................................................................................................................ 4 

2.  Literature Review ............................................................................................................... 5 

3.  Methodology ....................................................................................................................... 7 

4.  Resources Required ............................................................................................................ 8 

4.1.      Software Components..................................................................................................... 8 

4.2.      Hardware Resources ...................................................................................................... 8 

4.3.      Other Resources .............................................................................................................. 8 

5.  Time Schedule..................................................................................................................... 9 

6.  Bibliography ..................................................................................................................... 10 




1|Page                                                                        CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
1. Introduction 
The most prevalent and successful wireless technologies are all cellular. Cellular carriers are 
scrambling  to  provide  fast,  efficient  IP  transport  mechanisms  across  the  various  cellular 
networks.  But  therein  lies  a  lot  of  the  problem.  With  wireless  technology,  challenges  are 
often about finding a line of sight — a clear path from the office or transmitter beaming out 
the internet signal to the home or business receiving it.  Thus, forested areas, mountainous 
regions and remote villages will most certainly be overlooked by cellular carriers, given that 
these kinds of terrain require several towers to be setup and this is simply not cost‐effective 
for  most  cellular  carriers.  Cellular  carriers  thrive  on  high  demand  for  voice  services  which 
usually have a high cost of deployment. 
 

Fixed wireless VoIP is cheaper to deploy and has much higher data capacity but the end‐user 
device  (usually  a  computer)  is  more  expensive  than  a  cellphone.  These  not  withstanding, 
wireless  devices  are  experiencing  a  plummet  in  prices  globally;  this  is  also  reflected  in  the 
local market.  A key point to note is that once connectivity has been brought to a reasonable 
distance  then  it  can  be  spread  to  the  challenged  area  by  setting  up  a  Wi‐Fi  VoIP  mesh 
network.  Creating  a  local  community  wireless  network  can  be  done  quickly  using  off‐the‐
shelf  components.  The  real  challenge  is  to  build  enough  demand  to  make  such  a  network 
financially sustainable. The best way to do this is through telephony. A considerable latent 
demand  for  person‐to‐person  communication  already  exists,  and  phones  are  easy  to  use, 
have low maintenance and support costs, and can support a wide range of voice based and 
data services. 
Therefore,  this  study  will  assess  the  use  of  wireless  VoIP  technologies  for  promoting 
telecommunication development and applications in the geographically challenged areas. 


    1.1.          Problem description 
The  country  of  Kenya  boasts  some  39  million  people  (as  of  the  recent  census  –  not  yet 
confirmed) living in an area spanning 582,650 sq km with the rift valley as one of the major 
land marks, deserts to the north, forests and mountainous in the central and western part of 
the country and a few islands in the Coastal and Nyanza provinces. With the country’s sheer 
size,  come  the  inevitable  geographical  challenges  of  deploying  microwave  technology 
2|Page                                                    CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
successfully.  With  microwave  being  the  de  facto  connectivity  method  in  Kenya,  We  are 
forced to deal with the challenges that it brings such as susceptibility to a number of factors 
that  lead  to  signal  degradation  and  eventually  loss  of  that  signal  consequently  we  get  a 
communication breakdown. Some of these factors include signal attenuation over distance, 
lack  of  line  of  sight  (LoS),  noise  addition  to  the  signal  etc.  Thus,  Although  Kenya  has  an 
expansive  microwave  network,  in  certain  areas  communication  is  still  a  problem.    The 
microwave network is mainly used for voice communication, with data coming of age slowly. 
Only 1 in 400 Kenyans have regular Internet access despite the plunging costs of connectivity, 
yet Voice over IP (VoIP) has been touted as a significantly lower‐cost communication media.  
With  these  in  mind,  we  want  to  look  at  how  communication  can  be  delivered  to 
geographically  challenged  areas  that  cellular  providers  overlook  while  taking  into 
consideration challenges such as performance, quality of service, and resource optimization 
of VoIP.  



    1.2.        Objective  
The  main  objective  is  to  study  and  document  ways  of  delivering  wireless  VoIP  to 
geographically challenged areas at lower costs while maintaining high performance,  
Other objectives include 
    1. To  determine  the  quality  of  service  offered  by  wireless  VoIP  in  geographically 
        challenged areas 
    2. Simulate  a  Wireless  VoIP  Network  with  focus  on  Reliability  and  suggest  ways  of 
        addressing the resultant problems 
    3. To report the finding of the study and simulations  


    1.3.        Importance of Study (to the MSc. CS) 
VoIP  is  a  rapidly  evolving  technology  that  could  possibly  revolutionize  the 
telecommunication  industry.  When  implemented  on  wireless  data  networks,  VoIP  could 
prove  to  be  instrumental  in  the  convergence  of  existing  fixed  and  cellular  telephony 
networks  with  the  fast  growing  wired  and  wireless  data  networks.  Capacity  and  Quality  of 
Service  are  two  of  the  most  important  issues  that  need  to  be  resolved  before  the 
commercial deployment of wireless VoIP. 


3|Page                                                    CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
1.4.      Scope of Study: 
The study focuses on the quality of VoIP in wireless networks with mobile devices both in lab 
and live network environment setups by conducting a methodic performance analysis. 
Likewise, our study will encompass the signaling performance required for VoIP applications. 
We will evaluate VoIP quality and signaling performance in non challenged environment. The 
Session initiation protocol (SIP) will be the selected protocol for use during experimentation. 
The Study will be conducted in Nairobi area in the following selected areas;  
     Kileleshwa Estate – A highly vegetative area with new high‐rise buildings springing up.  
     Kiserean Region,  ‐ A hilly suburb with sparsely populated settlements 
     Nairobi Dam – This area will represent regions with larges quantities of water bodies 
Our study takes into consideration both the performance of the network and also the 
performance of real embedded VoIP clients. In addition, we validate the results, by 
comparing them to the actual performance in areas with clear lines of sight from the service 
providers within the Nairobi Region. Based on the results, we analyze the primary 
differences in performance between simulations found in the literature, our lab experiences 
and a live network case study. Finally, we discuss possible features that can improve the 
performance enough in current and future releases to support Wireless VoIP in 
geographically challenged areas. 
 




4|Page                                              CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
2. Literature Review 
An extensive research on the area under discussion will be reviewed, this will feature major 
literatures  on  Wireless  mesh  networks,  VoIP    and  the  surrounding  technologies  Also  best 
practices  and  guidelines  used  in  the  networking  projects  are  reviewed.  Some  of  the 
indicative literature review is given below:  
 
    1. Corinna “Elektra” Achele et al, Wireless Networking in the Developing World, first 
       Edition, Limehouse Book Sprint Team, 2006 
       This  book  looks  at  a  practical  introduction  to  radio  physics  with  details  on  how  a 
       wireless infrastructure can be built for very little cost compared to traditional wired 
       alternatives.  Light  is  shed  on  where  waves  emanating  from  device  are  going,  what 
       happens when they bounce off objects and how they can be used in the same area 
       without  interfering  with  each  other.  It  examines  the  intricacies  of  antennas  and 
       transmission lines receiving signals and passing them to the receiver with minimum 
       amount of distortion for decoding.  
        
    2. Paul J.  Fong et al,  Configuring Voice over  IP, Second edition, Syngress Publishing, 
       Inc. 800 Hingham Street Rockland, MA 02370, USA, 2002. 
       To truly add value to wireless VoIP, it is imperative that information relating to new 
       technologies is taken into account, with coverage of topics such as Session Initiation 
       Protocol  (SIP)  and  Media  Gateway  Control  Protocol  (MGCP).  VoIP  networks  are 
       required to interconnect in some manner with a traditional voice network, such as to 
       the  public  switched  telephone  network.  An  understanding  of  traditional  voice‐
       networking  technology  is  also  invaluable  because  the  historic  aspects  of  voice 
       networking  provide  an  insight  into  why  certain  VoIP  protocols  are  designed  and 
       operate the way they do. After all, there would be no VoIP without traditional voice! 
       This  book  offers  a  review  of  the  available  QoS  techniques,  it  also  provides  actual 
       configurations  of  ways  to  implement  several  techniques  to  maintain  and  improve 
       voice  quality.  Finally,  this  literature  will  provide  guidance  that  is  required  to 
       understand, design, deploy, and maintain VoIP networks. 
 
5|Page                                                 CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
3.  Dr.Ghossoon  M.Waleed  Al‐Saadoon,  “Asterisk  Open  Source  to  Implement  Voice 
     over  Internet  Protocol”,  IJCSNS  International  Journal  of  Computer  Science  and 
     Network Security, VOL.9 No.6, June 2009 
     This journal provides a procedural approach to building a VoIP network. In order to 
     be able to simulate a Wireless VoIP network, an understanding of the following will 
     be important: 
      1. Setup a server that provides VoIP using Asterisk.  
     2. Determine the advantages of using VoIP.  
     3. Check the difference of Asterisk over other type of VoIP server.  
     4. Study the differences between H.323 protocol and Session Initiation protocol (SIP). 
      
  4. The  Easy  Guide  to  Data  and  Voice  Networking,  Cisco  Systems  Ltd.    The  Square 
     Stockley Park Uxbridge Middlesex UB11 1BN 
      




6|Page                                            CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
3. Methodology 
To achieve the objectives the project will provide extensive theoretical analysis to be done 
to the wireless VoIP system such as the protocols in use, latencies that are experienced while 
in use, the capacity that can be handled by the wireless links under extraneous conditions.   
As alluded to in the scope, the “challenged” locations are defined by many factors including: 
Heavy vegetation, bad weather such as fog, mountainous regions, and areas with large 
water bodies etc. Each factor must be properly weighted for importance. Additionally, 
because there are so many variables that must be taken into account it will most likely be 
impossible to gather all of them from one data source. Thus a major challenge is data 
integration. 
The Second Stage will include the use of a simulator to study the performance of the 
wireless VoIP systems with the selected area. NS3 software will be used to accomplish this 
work. A software simulation is important since it normally considers all practical factors 
which may be too general to be considered in the theoretical development. The system 
parameters will be varied or changed in order to study their effect on the system’s 
performance. The parameters used are: 
 
Reliability                          Mean time to failure (MTTF) 
                                     Mean time to repair (MTTR) 
                                     Mean time between failures (MTBF) 
                                     Percentage of time available 
                                     Packet loss rate 
                                     Bit error rate 
 
 
Based on both the theoretical and simulative studies carried out, we shall then document 
the results and draw conclusions as to the feasibility of the W‐VoIP in geographically 
challenged areas. 




7|Page                                              CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
4. Resources Required 

   4.1.        Software Components 
Asterisk – Free Open Source Tool 
    Open source software PBX system. 
    Asterisk gives us connectivity for both PSTN and VoIP networks. 
    Provides channels for communication on different hardware’s, protocols (SIP), and 
       codec’s. 
Yate – Free Open Source Tool 
    Yate is an open source soft phone which can be used as VoIP client. 
    Yate provides many modules like ‘callgen’, and ‘message sniffer’ for measuring the 
       performance of the PBX server. 
NS3 – Free Open Source Tool 
       To ensure the validity of the results and to extend the results in areas like node 
       mobility we will simulate an access point based wireless network using the Network 
       Simulator (NS2 or NS3). NS2 is a discrete event simulator meant for networking 
       research 

   4.2.        Hardware Resources 
      Wireless IP Phones – Estimate Price: Kes 1000/= 
      Active analog Phone ‐ Estimate Price: Kes 1,000/= 
      GSM Smart Phones with Symbian OS Installed ‐ Estimate Price: Kes 15,000/= 
      Linksys SPA3102 – Gateway ‐ Estimate Price: Kes 8,000/= 
      Linksys ATA – Adapter ‐ Estimate Price: Kes 8,000/= 
      PC  ‐ Estimate Price: Kes 10,000/= 

   4.3.        Other Resources 
    Travel Expenses ‐ Estimate Price: Kes 10,000/= 
    Documentation – Estimate Price: Kes 5,000/= 
    Supervisory (72,000/=) 
      
 
Total Budget expenditure: Estimate Price: Kes: 58,000/= 
        




8|Page                                           CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
5. Time Schedule 
The final section of this proposal identifies the anticipated workflow of my project along with 
expected completion dates. Each phase will have some overlap from other phases. For 
example, writing will take place during all phases although for illustrative purposes they are 
each listed as disjoint. I have given extensive consideration to the amount of work required 
to complete this project and have determined that although difficult this project can be 
completed in the allotted time. This can be seen in the summary table directly below  
Milestone                                        Estimated Time of Completion 
     Analyze the project and do literary             ‐March 1st 

       review                                     

     Define the problem and write                    ‐March 24th  

       research proposal                          

     Gather data sources                             June 10th  

     Design schema                                   July 15th  

     Integrate sources                               July 20th  

     Design Simulation/experiment                    July 25th  

     Run Simulation/experiments                      August 15th  

     Gather results                                  September 1st  

     Complete dissertation paper                     October 1st to 15th  

 




9|Page                                               CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
6. Bibliography 
      i.   Dr.Ghossoon M.Waleed Al‐Saadoon, “Asterisk Open Source to Implement Voice over 
           Internet Protocol”, IJCSNS International Journal of Computer Science and Network 
           Security, VOL.9 No.6, June 2009 
     ii.   Paul J. Fong et al,  Configuring Voice over IP, Second edition, Syngress Publishing, Inc. 
           800 Hingham Street Rockland, MA 02370, USA, 2002. 
    iii.   Corinna “Elektra” Achele et al, Wireless Networking in the Developing World, first 
           Edition, Limehouse Book Sprint Team, 2006 
    iv.    Steven M. Ross (The University of Memphis) and  Gary R. Morrison (Wayne State 
           University), experimental research methods,  
     v.    A. Al‐Naamany, H. Bourdoucen and W. Al‐Menthari,  Modeling and Simulation of 
           Quality of Service in VoIP Wireless LAN, Journal of Computing and Information 
           Technology ‐ CIT 16, 2008, 2, Pages 131–142. 
    vi.    WIKIPEDIA, Voice over IP. Article from Wikipedia, December 2009. (Available on: 
           http://en.wikipedia.org/wiki/VoIP ). 
    vii.   R. Price, S. Manor, C. Bormann, T. Bremen, J. Christoffersson, H. Hannu, Z. Liu, and J. 
           Rosenberg, Signaling Compression (SigComp). RFC 3320, January 2003. [Online]. 
           Available: http://www.rfc‐editor.org/rfc/rfc3320.txt  
viii.      Professor Aduda’s Lecture Notes on Research Methodologies  
    ix.    T. J. Patel, V. A. Ogale and S. Baek, N. Cui, R. Park, Capacity Estimation of VOIP 
           Channels on Wireless Networks, WNCG, Dept of Electrical and Computer Engineering, 
           The University of Texas at Austin, Austin TX 78712 
            
            
 
 




10 | P a g e                                             CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Chapter 5 Network Configuration Basics.ppt
Chapter 5 Network Configuration Basics.pptChapter 5 Network Configuration Basics.ppt
Chapter 5 Network Configuration Basics.pptanwarkade1
 
Osi layer and network protocol
Osi layer and network protocolOsi layer and network protocol
Osi layer and network protocolNayan Sarma
 
Networking principles protocols and practice
Networking principles protocols and practiceNetworking principles protocols and practice
Networking principles protocols and practiceDAVID RAUDALES
 
Data storage security in cloud computing
Data storage security in cloud computingData storage security in cloud computing
Data storage security in cloud computingSonali Jain
 
Cloud computing & energy efficiency using cloud to decrease the energy use in...
Cloud computing & energy efficiency using cloud to decrease the energy use in...Cloud computing & energy efficiency using cloud to decrease the energy use in...
Cloud computing & energy efficiency using cloud to decrease the energy use in...Puru Agrawal
 
Physical and Logical Clocks
Physical and Logical ClocksPhysical and Logical Clocks
Physical and Logical ClocksDilum Bandara
 
remote procedure calls
  remote procedure calls  remote procedure calls
remote procedure callsAshish Kumar
 
Reference models in Networks: OSI & TCP/IP
Reference models in Networks: OSI & TCP/IPReference models in Networks: OSI & TCP/IP
Reference models in Networks: OSI & TCP/IPMukesh Chinta
 
Distributed operating system
Distributed operating systemDistributed operating system
Distributed operating systemudaya khanal
 
Eucalyptus, Nimbus & OpenNebula
Eucalyptus, Nimbus & OpenNebulaEucalyptus, Nimbus & OpenNebula
Eucalyptus, Nimbus & OpenNebulaAmar Myana
 
Introduction to Data Communication
Introduction to Data CommunicationIntroduction to Data Communication
Introduction to Data CommunicationKamal Acharya
 

Mais procurados (20)

Chapter 5 Network Configuration Basics.ppt
Chapter 5 Network Configuration Basics.pptChapter 5 Network Configuration Basics.ppt
Chapter 5 Network Configuration Basics.ppt
 
Osi model
Osi modelOsi model
Osi model
 
Osi layer and network protocol
Osi layer and network protocolOsi layer and network protocol
Osi layer and network protocol
 
Networking principles protocols and practice
Networking principles protocols and practiceNetworking principles protocols and practice
Networking principles protocols and practice
 
Data storage security in cloud computing
Data storage security in cloud computingData storage security in cloud computing
Data storage security in cloud computing
 
OSI MODEL - A PROJECT
OSI MODEL - A PROJECTOSI MODEL - A PROJECT
OSI MODEL - A PROJECT
 
Computer Network
Computer NetworkComputer Network
Computer Network
 
Cloud computing & energy efficiency using cloud to decrease the energy use in...
Cloud computing & energy efficiency using cloud to decrease the energy use in...Cloud computing & energy efficiency using cloud to decrease the energy use in...
Cloud computing & energy efficiency using cloud to decrease the energy use in...
 
Intruders
IntrudersIntruders
Intruders
 
Physical and Logical Clocks
Physical and Logical ClocksPhysical and Logical Clocks
Physical and Logical Clocks
 
remote procedure calls
  remote procedure calls  remote procedure calls
remote procedure calls
 
Octave
OctaveOctave
Octave
 
Reference models in Networks: OSI & TCP/IP
Reference models in Networks: OSI & TCP/IPReference models in Networks: OSI & TCP/IP
Reference models in Networks: OSI & TCP/IP
 
Distributed operating system
Distributed operating systemDistributed operating system
Distributed operating system
 
Peer to peer system
Peer to peer systemPeer to peer system
Peer to peer system
 
Eucalyptus, Nimbus & OpenNebula
Eucalyptus, Nimbus & OpenNebulaEucalyptus, Nimbus & OpenNebula
Eucalyptus, Nimbus & OpenNebula
 
Data Communication & Networking
Data Communication & Networking Data Communication & Networking
Data Communication & Networking
 
cloud security ppt
cloud security ppt cloud security ppt
cloud security ppt
 
Grid computing
Grid computingGrid computing
Grid computing
 
Introduction to Data Communication
Introduction to Data CommunicationIntroduction to Data Communication
Introduction to Data Communication
 

Destaque

Network proposal ppt
Network proposal pptNetwork proposal ppt
Network proposal pptFrankNitty II
 
Research Proposal Presentation Pitch
Research Proposal Presentation PitchResearch Proposal Presentation Pitch
Research Proposal Presentation Pitchtchoonyong
 
Wireless Network Proposal (REVISED)
Wireless Network Proposal (REVISED)Wireless Network Proposal (REVISED)
Wireless Network Proposal (REVISED)Christian Warner
 
Wireless Network
Wireless NetworkWireless Network
Wireless Networkchris20854
 
M.Sc. Research Proposal
M.Sc. Research ProposalM.Sc. Research Proposal
M.Sc. Research ProposalLighton Phiri
 
Group 3 (Revised) Network Design Proposal Presentation
Group 3   (Revised) Network Design Proposal PresentationGroup 3   (Revised) Network Design Proposal Presentation
Group 3 (Revised) Network Design Proposal PresentationJan Aldrich Dorado
 
Network Design
Network DesignNetwork Design
Network Designcornimar
 
Network Proposal Power Point
Network Proposal Power PointNetwork Proposal Power Point
Network Proposal Power Pointguest7fbe17
 
Sample thesis
Sample thesisSample thesis
Sample thesiskmmanuel
 
Project Proposal Sample: RFID on Warehouse Management System
Project Proposal Sample: RFID on Warehouse Management SystemProject Proposal Sample: RFID on Warehouse Management System
Project Proposal Sample: RFID on Warehouse Management SystemCheri Amour Calicdan
 
Introduction and objectives of the project
Introduction and objectives of the projectIntroduction and objectives of the project
Introduction and objectives of the projectrihan696
 
Distribution and Logistic Management for Local Bakery
Distribution and Logistic Management for Local Bakery Distribution and Logistic Management for Local Bakery
Distribution and Logistic Management for Local Bakery Thomas Vermaelen
 
Proposal format
Proposal formatProposal format
Proposal formatMr SMAK
 
M phil-computer-science-network-security-projects
M phil-computer-science-network-security-projectsM phil-computer-science-network-security-projects
M phil-computer-science-network-security-projectsVijay Karan
 
sample marketing plan of a bakery
sample marketing plan of a bakerysample marketing plan of a bakery
sample marketing plan of a bakerysabaAkhan47
 

Destaque (17)

Network proposal ppt
Network proposal pptNetwork proposal ppt
Network proposal ppt
 
Research Proposal Presentation Pitch
Research Proposal Presentation PitchResearch Proposal Presentation Pitch
Research Proposal Presentation Pitch
 
Wireless Network Proposal (REVISED)
Wireless Network Proposal (REVISED)Wireless Network Proposal (REVISED)
Wireless Network Proposal (REVISED)
 
Wireless Network
Wireless NetworkWireless Network
Wireless Network
 
M.Sc. Research Proposal
M.Sc. Research ProposalM.Sc. Research Proposal
M.Sc. Research Proposal
 
Group 3 (Revised) Network Design Proposal Presentation
Group 3   (Revised) Network Design Proposal PresentationGroup 3   (Revised) Network Design Proposal Presentation
Group 3 (Revised) Network Design Proposal Presentation
 
Network Design
Network DesignNetwork Design
Network Design
 
Network Proposal Power Point
Network Proposal Power PointNetwork Proposal Power Point
Network Proposal Power Point
 
Sample thesis
Sample thesisSample thesis
Sample thesis
 
Cisco project ideas
Cisco   project ideasCisco   project ideas
Cisco project ideas
 
Project Proposal Sample: RFID on Warehouse Management System
Project Proposal Sample: RFID on Warehouse Management SystemProject Proposal Sample: RFID on Warehouse Management System
Project Proposal Sample: RFID on Warehouse Management System
 
Introduction and objectives of the project
Introduction and objectives of the projectIntroduction and objectives of the project
Introduction and objectives of the project
 
Distribution and Logistic Management for Local Bakery
Distribution and Logistic Management for Local Bakery Distribution and Logistic Management for Local Bakery
Distribution and Logistic Management for Local Bakery
 
Proposal format
Proposal formatProposal format
Proposal format
 
M phil-computer-science-network-security-projects
M phil-computer-science-network-security-projectsM phil-computer-science-network-security-projects
M phil-computer-science-network-security-projects
 
Physical distribution
Physical distributionPhysical distribution
Physical distribution
 
sample marketing plan of a bakery
sample marketing plan of a bakerysample marketing plan of a bakery
sample marketing plan of a bakery
 

Semelhante a Wireless VoIP Study for Remote Areas

Renjihha.m massive mimo in 5 g
Renjihha.m massive mimo in 5 gRenjihha.m massive mimo in 5 g
Renjihha.m massive mimo in 5 gRENJUM1
 
US NORTHCOM Study: Commercial Wireless
US NORTHCOM Study: Commercial Wireless US NORTHCOM Study: Commercial Wireless
US NORTHCOM Study: Commercial Wireless Doug Hanchard
 
SON (Self Organizing Networks) An analysis of its benefits in the mobile domain
SON (Self Organizing Networks) An analysis of its benefits in the mobile domainSON (Self Organizing Networks) An analysis of its benefits in the mobile domain
SON (Self Organizing Networks) An analysis of its benefits in the mobile domainSumitKumar3094
 
Wi max basic sl_v2_sergio_cruzes
Wi max basic sl_v2_sergio_cruzesWi max basic sl_v2_sergio_cruzes
Wi max basic sl_v2_sergio_cruzesSergio Cruzes
 
Research Challenges and Characteristic Features in Wireless Sensor Networks
Research Challenges and Characteristic Features in Wireless Sensor NetworksResearch Challenges and Characteristic Features in Wireless Sensor Networks
Research Challenges and Characteristic Features in Wireless Sensor NetworksEswar Publications
 
NI_Wireless_Research_Handbook_May_2016_FINAL
NI_Wireless_Research_Handbook_May_2016_FINALNI_Wireless_Research_Handbook_May_2016_FINAL
NI_Wireless_Research_Handbook_May_2016_FINALbinjon
 
IRJET- Different Technique over 5G LTE Wireless Network: A Survey
IRJET-  	  Different Technique over 5G LTE Wireless Network: A SurveyIRJET-  	  Different Technique over 5G LTE Wireless Network: A Survey
IRJET- Different Technique over 5G LTE Wireless Network: A SurveyIRJET Journal
 
5G And Future Communications Network Architecture
5G And Future Communications Network Architecture5G And Future Communications Network Architecture
5G And Future Communications Network ArchitectureJim Jimenez
 
Optical network architecture
Optical network architectureOptical network architecture
Optical network architectureSiddharth Singh
 
CSE5 ITP High Density Wireless Design REPORT
CSE5 ITP High Density Wireless Design REPORTCSE5 ITP High Density Wireless Design REPORT
CSE5 ITP High Density Wireless Design REPORTsaieshwar chellapuram
 
AndriodMobileComputingAssignment
AndriodMobileComputingAssignmentAndriodMobileComputingAssignment
AndriodMobileComputingAssignmentRebecca Patient
 
Manuscrit de Doctorat_El Abdellaouy Hanane
Manuscrit de Doctorat_El Abdellaouy HananeManuscrit de Doctorat_El Abdellaouy Hanane
Manuscrit de Doctorat_El Abdellaouy HananeElabdellaouy Hanane
 
Seminar report on milimeter waves
Seminar report on milimeter waves Seminar report on milimeter waves
Seminar report on milimeter waves AashishGupta108
 
EFFECTIVE BANDWIDTH ANALYSIS OF MIMO BASED MOBILE CLOUD COMPUTING
EFFECTIVE BANDWIDTH ANALYSIS OF MIMO BASED MOBILE CLOUD COMPUTINGEFFECTIVE BANDWIDTH ANALYSIS OF MIMO BASED MOBILE CLOUD COMPUTING
EFFECTIVE BANDWIDTH ANALYSIS OF MIMO BASED MOBILE CLOUD COMPUTINGIJCI JOURNAL
 
TopologicalPlanningandDesignofHeterogeneousMobileNetworksinDenseAreas.pdf
TopologicalPlanningandDesignofHeterogeneousMobileNetworksinDenseAreas.pdfTopologicalPlanningandDesignofHeterogeneousMobileNetworksinDenseAreas.pdf
TopologicalPlanningandDesignofHeterogeneousMobileNetworksinDenseAreas.pdfBrianJanAdela3
 
The Ace of Smart City Construction. White Paper. WoMaster
The Ace of Smart City Construction. White Paper. WoMasterThe Ace of Smart City Construction. White Paper. WoMaster
The Ace of Smart City Construction. White Paper. WoMasterWoMaster
 

Semelhante a Wireless VoIP Study for Remote Areas (20)

Renjihha.m massive mimo in 5 g
Renjihha.m massive mimo in 5 gRenjihha.m massive mimo in 5 g
Renjihha.m massive mimo in 5 g
 
5G Technology
5G Technology5G Technology
5G Technology
 
US NORTHCOM Study: Commercial Wireless
US NORTHCOM Study: Commercial Wireless US NORTHCOM Study: Commercial Wireless
US NORTHCOM Study: Commercial Wireless
 
SON (Self Organizing Networks) An analysis of its benefits in the mobile domain
SON (Self Organizing Networks) An analysis of its benefits in the mobile domainSON (Self Organizing Networks) An analysis of its benefits in the mobile domain
SON (Self Organizing Networks) An analysis of its benefits in the mobile domain
 
Cc
CcCc
Cc
 
Wi max basic sl_v2_sergio_cruzes
Wi max basic sl_v2_sergio_cruzesWi max basic sl_v2_sergio_cruzes
Wi max basic sl_v2_sergio_cruzes
 
Research Challenges and Characteristic Features in Wireless Sensor Networks
Research Challenges and Characteristic Features in Wireless Sensor NetworksResearch Challenges and Characteristic Features in Wireless Sensor Networks
Research Challenges and Characteristic Features in Wireless Sensor Networks
 
NI_Wireless_Research_Handbook_May_2016_FINAL
NI_Wireless_Research_Handbook_May_2016_FINALNI_Wireless_Research_Handbook_May_2016_FINAL
NI_Wireless_Research_Handbook_May_2016_FINAL
 
IRJET- Different Technique over 5G LTE Wireless Network: A Survey
IRJET-  	  Different Technique over 5G LTE Wireless Network: A SurveyIRJET-  	  Different Technique over 5G LTE Wireless Network: A Survey
IRJET- Different Technique over 5G LTE Wireless Network: A Survey
 
5G And Future Communications Network Architecture
5G And Future Communications Network Architecture5G And Future Communications Network Architecture
5G And Future Communications Network Architecture
 
Optical network architecture
Optical network architectureOptical network architecture
Optical network architecture
 
CSE5 ITP High Density Wireless Design REPORT
CSE5 ITP High Density Wireless Design REPORTCSE5 ITP High Density Wireless Design REPORT
CSE5 ITP High Density Wireless Design REPORT
 
AndriodMobileComputingAssignment
AndriodMobileComputingAssignmentAndriodMobileComputingAssignment
AndriodMobileComputingAssignment
 
Manuscrit de Doctorat_El Abdellaouy Hanane
Manuscrit de Doctorat_El Abdellaouy HananeManuscrit de Doctorat_El Abdellaouy Hanane
Manuscrit de Doctorat_El Abdellaouy Hanane
 
Seminar report on milimeter waves
Seminar report on milimeter waves Seminar report on milimeter waves
Seminar report on milimeter waves
 
EFFECTIVE BANDWIDTH ANALYSIS OF MIMO BASED MOBILE CLOUD COMPUTING
EFFECTIVE BANDWIDTH ANALYSIS OF MIMO BASED MOBILE CLOUD COMPUTINGEFFECTIVE BANDWIDTH ANALYSIS OF MIMO BASED MOBILE CLOUD COMPUTING
EFFECTIVE BANDWIDTH ANALYSIS OF MIMO BASED MOBILE CLOUD COMPUTING
 
etd7288_MHamidirad
etd7288_MHamidiradetd7288_MHamidirad
etd7288_MHamidirad
 
D4461045416
D4461045416D4461045416
D4461045416
 
TopologicalPlanningandDesignofHeterogeneousMobileNetworksinDenseAreas.pdf
TopologicalPlanningandDesignofHeterogeneousMobileNetworksinDenseAreas.pdfTopologicalPlanningandDesignofHeterogeneousMobileNetworksinDenseAreas.pdf
TopologicalPlanningandDesignofHeterogeneousMobileNetworksinDenseAreas.pdf
 
The Ace of Smart City Construction. White Paper. WoMaster
The Ace of Smart City Construction. White Paper. WoMasterThe Ace of Smart City Construction. White Paper. WoMaster
The Ace of Smart City Construction. White Paper. WoMaster
 

Wireless VoIP Study for Remote Areas

  • 1. UNIVERSITY OF NAIROBI An Empirical Study and  Simulation of Wireless  VoIP in Areas that are  Geographically Challenged Network Performance and Distributed  Computing    Kenneth Odhiambo ‐ P58/70655/2008 Supervisor: Theuri  3/21/2010  Study Programme: Masters in Computer Science (MSc. CS)   This Document outlines my MSc. Dissertation Project Proposal, the purpose of which is to  propose a solution that will incorporate a people excluded from the cellular network as a  result of geographical challenges. The study will attempt to report the viability of Wireless  VoIP in geographically challenged areas, through an empirical study and simulation to  address areas related to performance in a wireless environment. 
  • 2. Table of Contents  Contents  1.  Introduction ....................................................................................................................... 2  1.1.  Problem description ....................................................................................................... 2  1.2.  Objective.......................................................................................................................... 3  1.3.  Importance of Study (to the MSc. CS) ............................................................................ 3  1.4.  Scope of Study: ................................................................................................................ 4  2.  Literature Review ............................................................................................................... 5  3.  Methodology ....................................................................................................................... 7  4.  Resources Required ............................................................................................................ 8  4.1.  Software Components..................................................................................................... 8  4.2.  Hardware Resources ...................................................................................................... 8  4.3.  Other Resources .............................................................................................................. 8  5.  Time Schedule..................................................................................................................... 9  6.  Bibliography ..................................................................................................................... 10  1|Page CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
  • 3. 1. Introduction  The most prevalent and successful wireless technologies are all cellular. Cellular carriers are  scrambling  to  provide  fast,  efficient  IP  transport  mechanisms  across  the  various  cellular  networks.  But  therein  lies  a  lot  of  the  problem.  With  wireless  technology,  challenges  are  often about finding a line of sight — a clear path from the office or transmitter beaming out  the internet signal to the home or business receiving it.  Thus, forested areas, mountainous  regions and remote villages will most certainly be overlooked by cellular carriers, given that  these kinds of terrain require several towers to be setup and this is simply not cost‐effective  for  most  cellular  carriers.  Cellular  carriers  thrive  on  high  demand  for  voice  services  which  usually have a high cost of deployment.    Fixed wireless VoIP is cheaper to deploy and has much higher data capacity but the end‐user  device  (usually  a  computer)  is  more  expensive  than  a  cellphone.  These  not  withstanding,  wireless  devices  are  experiencing  a  plummet  in  prices  globally;  this  is  also  reflected  in  the  local market.  A key point to note is that once connectivity has been brought to a reasonable  distance  then  it  can  be  spread  to  the  challenged  area  by  setting  up  a  Wi‐Fi  VoIP  mesh  network.  Creating  a  local  community  wireless  network  can  be  done  quickly  using  off‐the‐ shelf  components.  The  real  challenge  is  to  build  enough  demand  to  make  such  a  network  financially sustainable. The best way to do this is through telephony. A considerable latent  demand  for  person‐to‐person  communication  already  exists,  and  phones  are  easy  to  use,  have low maintenance and support costs, and can support a wide range of voice based and  data services.  Therefore,  this  study  will  assess  the  use  of  wireless  VoIP  technologies  for  promoting  telecommunication development and applications in the geographically challenged areas.  1.1. Problem description  The  country  of  Kenya  boasts  some  39  million  people  (as  of  the  recent  census  –  not  yet  confirmed) living in an area spanning 582,650 sq km with the rift valley as one of the major  land marks, deserts to the north, forests and mountainous in the central and western part of  the country and a few islands in the Coastal and Nyanza provinces. With the country’s sheer  size,  come  the  inevitable  geographical  challenges  of  deploying  microwave  technology  2|Page CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
  • 4. successfully.  With  microwave  being  the  de  facto  connectivity  method  in  Kenya,  We  are  forced to deal with the challenges that it brings such as susceptibility to a number of factors  that  lead  to  signal  degradation  and  eventually  loss  of  that  signal  consequently  we  get  a  communication breakdown. Some of these factors include signal attenuation over distance,  lack  of  line  of  sight  (LoS),  noise  addition  to  the  signal  etc.  Thus,  Although  Kenya  has  an  expansive  microwave  network,  in  certain  areas  communication  is  still  a  problem.    The  microwave network is mainly used for voice communication, with data coming of age slowly.  Only 1 in 400 Kenyans have regular Internet access despite the plunging costs of connectivity,  yet Voice over IP (VoIP) has been touted as a significantly lower‐cost communication media.   With  these  in  mind,  we  want  to  look  at  how  communication  can  be  delivered  to  geographically  challenged  areas  that  cellular  providers  overlook  while  taking  into  consideration challenges such as performance, quality of service, and resource optimization  of VoIP.   1.2. Objective   The  main  objective  is  to  study  and  document  ways  of  delivering  wireless  VoIP  to  geographically challenged areas at lower costs while maintaining high performance,   Other objectives include  1. To  determine  the  quality  of  service  offered  by  wireless  VoIP  in  geographically  challenged areas  2. Simulate  a  Wireless  VoIP  Network  with  focus  on  Reliability  and  suggest  ways  of  addressing the resultant problems  3. To report the finding of the study and simulations   1.3. Importance of Study (to the MSc. CS)  VoIP  is  a  rapidly  evolving  technology  that  could  possibly  revolutionize  the  telecommunication  industry.  When  implemented  on  wireless  data  networks,  VoIP  could  prove  to  be  instrumental  in  the  convergence  of  existing  fixed  and  cellular  telephony  networks  with  the  fast  growing  wired  and  wireless  data  networks.  Capacity  and  Quality  of  Service  are  two  of  the  most  important  issues  that  need  to  be  resolved  before  the  commercial deployment of wireless VoIP.  3|Page CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
  • 5. 1.4. Scope of Study:  The study focuses on the quality of VoIP in wireless networks with mobile devices both in lab  and live network environment setups by conducting a methodic performance analysis.  Likewise, our study will encompass the signaling performance required for VoIP applications.  We will evaluate VoIP quality and signaling performance in non challenged environment. The  Session initiation protocol (SIP) will be the selected protocol for use during experimentation.  The Study will be conducted in Nairobi area in the following selected areas;    Kileleshwa Estate – A highly vegetative area with new high‐rise buildings springing up.    Kiserean Region,  ‐ A hilly suburb with sparsely populated settlements   Nairobi Dam – This area will represent regions with larges quantities of water bodies  Our study takes into consideration both the performance of the network and also the  performance of real embedded VoIP clients. In addition, we validate the results, by  comparing them to the actual performance in areas with clear lines of sight from the service  providers within the Nairobi Region. Based on the results, we analyze the primary  differences in performance between simulations found in the literature, our lab experiences  and a live network case study. Finally, we discuss possible features that can improve the  performance enough in current and future releases to support Wireless VoIP in  geographically challenged areas.    4|Page CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
  • 6. 2. Literature Review  An extensive research on the area under discussion will be reviewed, this will feature major  literatures  on  Wireless  mesh  networks,  VoIP    and  the  surrounding  technologies  Also  best  practices  and  guidelines  used  in  the  networking  projects  are  reviewed.  Some  of  the  indicative literature review is given below:     1. Corinna “Elektra” Achele et al, Wireless Networking in the Developing World, first  Edition, Limehouse Book Sprint Team, 2006  This  book  looks  at  a  practical  introduction  to  radio  physics  with  details  on  how  a  wireless infrastructure can be built for very little cost compared to traditional wired  alternatives.  Light  is  shed  on  where  waves  emanating  from  device  are  going,  what  happens when they bounce off objects and how they can be used in the same area  without  interfering  with  each  other.  It  examines  the  intricacies  of  antennas  and  transmission lines receiving signals and passing them to the receiver with minimum  amount of distortion for decoding.     2. Paul J.  Fong et al,  Configuring Voice over  IP, Second edition, Syngress Publishing,  Inc. 800 Hingham Street Rockland, MA 02370, USA, 2002.  To truly add value to wireless VoIP, it is imperative that information relating to new  technologies is taken into account, with coverage of topics such as Session Initiation  Protocol  (SIP)  and  Media  Gateway  Control  Protocol  (MGCP).  VoIP  networks  are  required to interconnect in some manner with a traditional voice network, such as to  the  public  switched  telephone  network.  An  understanding  of  traditional  voice‐ networking  technology  is  also  invaluable  because  the  historic  aspects  of  voice  networking  provide  an  insight  into  why  certain  VoIP  protocols  are  designed  and  operate the way they do. After all, there would be no VoIP without traditional voice!  This  book  offers  a  review  of  the  available  QoS  techniques,  it  also  provides  actual  configurations  of  ways  to  implement  several  techniques  to  maintain  and  improve  voice  quality.  Finally,  this  literature  will  provide  guidance  that  is  required  to  understand, design, deploy, and maintain VoIP networks.    5|Page CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
  • 7. 3.  Dr.Ghossoon  M.Waleed  Al‐Saadoon,  “Asterisk  Open  Source  to  Implement  Voice  over  Internet  Protocol”,  IJCSNS  International  Journal  of  Computer  Science  and  Network Security, VOL.9 No.6, June 2009  This journal provides a procedural approach to building a VoIP network. In order to  be able to simulate a Wireless VoIP network, an understanding of the following will  be important:   1. Setup a server that provides VoIP using Asterisk.   2. Determine the advantages of using VoIP.   3. Check the difference of Asterisk over other type of VoIP server.   4. Study the differences between H.323 protocol and Session Initiation protocol (SIP).    4. The  Easy  Guide  to  Data  and  Voice  Networking,  Cisco  Systems  Ltd.    The  Square  Stockley Park Uxbridge Middlesex UB11 1BN    6|Page CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
  • 8. 3. Methodology  To achieve the objectives the project will provide extensive theoretical analysis to be done  to the wireless VoIP system such as the protocols in use, latencies that are experienced while  in use, the capacity that can be handled by the wireless links under extraneous conditions.    As alluded to in the scope, the “challenged” locations are defined by many factors including:  Heavy vegetation, bad weather such as fog, mountainous regions, and areas with large  water bodies etc. Each factor must be properly weighted for importance. Additionally,  because there are so many variables that must be taken into account it will most likely be  impossible to gather all of them from one data source. Thus a major challenge is data  integration.  The Second Stage will include the use of a simulator to study the performance of the  wireless VoIP systems with the selected area. NS3 software will be used to accomplish this  work. A software simulation is important since it normally considers all practical factors  which may be too general to be considered in the theoretical development. The system  parameters will be varied or changed in order to study their effect on the system’s  performance. The parameters used are:    Reliability   Mean time to failure (MTTF)   Mean time to repair (MTTR)   Mean time between failures (MTBF)   Percentage of time available   Packet loss rate   Bit error rate      Based on both the theoretical and simulative studies carried out, we shall then document  the results and draw conclusions as to the feasibility of the W‐VoIP in geographically  challenged areas.  7|Page CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
  • 9. 4. Resources Required  4.1.  Software Components  Asterisk – Free Open Source Tool   Open source software PBX system.   Asterisk gives us connectivity for both PSTN and VoIP networks.   Provides channels for communication on different hardware’s, protocols (SIP), and  codec’s.  Yate – Free Open Source Tool   Yate is an open source soft phone which can be used as VoIP client.   Yate provides many modules like ‘callgen’, and ‘message sniffer’ for measuring the  performance of the PBX server.  NS3 – Free Open Source Tool  To ensure the validity of the results and to extend the results in areas like node  mobility we will simulate an access point based wireless network using the Network  Simulator (NS2 or NS3). NS2 is a discrete event simulator meant for networking  research  4.2.  Hardware Resources   Wireless IP Phones – Estimate Price: Kes 1000/=   Active analog Phone ‐ Estimate Price: Kes 1,000/=   GSM Smart Phones with Symbian OS Installed ‐ Estimate Price: Kes 15,000/=   Linksys SPA3102 – Gateway ‐ Estimate Price: Kes 8,000/=   Linksys ATA – Adapter ‐ Estimate Price: Kes 8,000/=   PC  ‐ Estimate Price: Kes 10,000/=  4.3.  Other Resources   Travel Expenses ‐ Estimate Price: Kes 10,000/=   Documentation – Estimate Price: Kes 5,000/=   Supervisory (72,000/=)      Total Budget expenditure: Estimate Price: Kes: 58,000/=    8|Page CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
  • 10. 5. Time Schedule  The final section of this proposal identifies the anticipated workflow of my project along with  expected completion dates. Each phase will have some overlap from other phases. For  example, writing will take place during all phases although for illustrative purposes they are  each listed as disjoint. I have given extensive consideration to the amount of work required  to complete this project and have determined that although difficult this project can be  completed in the allotted time. This can be seen in the summary table directly below   Milestone  Estimated Time of Completion   Analyze the project and do literary   ‐March 1st  review     Define the problem and write   ‐March 24th   research proposal     Gather data sources   June 10th    Design schema   July 15th    Integrate sources   July 20th    Design Simulation/experiment   July 25th    Run Simulation/experiments   August 15th    Gather results   September 1st    Complete dissertation paper   October 1st to 15th     9|Page CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com
  • 11. 6. Bibliography  i. Dr.Ghossoon M.Waleed Al‐Saadoon, “Asterisk Open Source to Implement Voice over  Internet Protocol”, IJCSNS International Journal of Computer Science and Network  Security, VOL.9 No.6, June 2009  ii. Paul J. Fong et al,  Configuring Voice over IP, Second edition, Syngress Publishing, Inc.  800 Hingham Street Rockland, MA 02370, USA, 2002.  iii. Corinna “Elektra” Achele et al, Wireless Networking in the Developing World, first  Edition, Limehouse Book Sprint Team, 2006  iv. Steven M. Ross (The University of Memphis) and  Gary R. Morrison (Wayne State  University), experimental research methods,   v. A. Al‐Naamany, H. Bourdoucen and W. Al‐Menthari,  Modeling and Simulation of  Quality of Service in VoIP Wireless LAN, Journal of Computing and Information  Technology ‐ CIT 16, 2008, 2, Pages 131–142.  vi. WIKIPEDIA, Voice over IP. Article from Wikipedia, December 2009. (Available on:  http://en.wikipedia.org/wiki/VoIP ).  vii. R. Price, S. Manor, C. Bormann, T. Bremen, J. Christoffersson, H. Hannu, Z. Liu, and J.  Rosenberg, Signaling Compression (SigComp). RFC 3320, January 2003. [Online].  Available: http://www.rfc‐editor.org/rfc/rfc3320.txt   viii. Professor Aduda’s Lecture Notes on Research Methodologies   ix. T. J. Patel, V. A. Ogale and S. Baek, N. Cui, R. Park, Capacity Estimation of VOIP  Channels on Wireless Networks, WNCG, Dept of Electrical and Computer Engineering,  The University of Texas at Austin, Austin TX 78712          10 | P a g e CONTACT : 0733-999235;; kenodhiambo@zoho.com