Planeamento e optimização em redes celulares móveis auto-geridas assentes em LTE

O objectivo deste trabalho consiste em avaliar os benefícios das Self Organizing Networks (SON), no que concerne ao planeamento e optimização de redes Long Term Evolution (LTE), não só através do seu estudo, como também através do desenvolvimento e teste de algoritmos, que permitem avaliar o funcionamento de algumas das suas principais funções. O estudo efectuado sobre as SON permitiu identificar um conjunto de funções, tais como a atribuição automática de Physical Cell Id (PCI), o Automatic Neighbour Relation (ANR) e a optimização automática de parâmetros de handover, que permitem facilitar ou mesmo substituir algumas das tarefas mais comuns em planeamento e optimização de redes móveis celulares, em particular, redes LTE. Recorrendo a um simulador LTE destinado à investigação académica, em código aberto e desenvolvido em Matlab®, foi desenvolvido um conjunto de algoritmos que permitiram a implementação das funções em questão. Para além das funções implementadas, foram também introduzidas alterações que conferem a este simulador a capacidade de representar e simular redes reais, permitindo uma análise mais coerente dos algoritmos desenvolvidos. Os resultados obtidos, para além de evidenciarem claramente o benefício dos algoritmos desenvolvidos, foram ainda comparados com os obtidos pela ferramenta profissional de planeamento e optimização Atoll®, tendo-se verificado a franca proximidade de desempenho em algumas das funções. Finalmente, foi desenvolvida uma interface gráfica que permite o desenho, configuração e simulação de cenários, bem como a análise de resultados.

The aim of this work is to evaluate the benefits of the Self-Organizing Networks (SON), with regard to planning and optimization in Long Term Evolution (LTE) networks, not only through its study but also through the development and testing ofalgorithms that assess the functioning of some ofits main functions. The accomplished study on SON allowed the identification of a set of functions, such as automatic Physical Cell Id (PCI) assignment, Automatic NeighbourRelation (ANR) and automatic handover parameter optimization that can ease or even replace some of the most common tasks in mobile network planning and optimization, in particular, LTE networks. Using an open source, Matlab® based, LTE simulator, available for academic research, a set of algorithms, which allow the implementation of the functions in question, were developed. In addition to the implemented functions, a set of changes, which give this simulator the ability to represent and simulate real networks were also introduced, allowing a more coherent analysis of the developed algorithms. The obtained results, beyond clearly showing the benefit ofthe developed algorithms, were also compared with those obtained by the professional planning and optimization tool, Atoll®, verifying a close performance level in some functions. Finally, a graphical interface was developed that allows the design, configuration, simulation and data analysis of the considered scenarios.