Tesis doctoral - Ficha 

Título Context-aware Self-Optimization in Small-Cell Networks
Estado Finalizado
Autor Alejandro Aguilar García  
Director/es Raquel Barco Moreno
Línea de investigación Optimización, gestión y automatización de redes de comunicaciones móviles  
Universidad Universidad de Málaga
Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación
Departamento Ingeniería de Comunicaciones
Fecha lectura 15-07-2016
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La inminente evolución de la red de telefonía móvil se ha visto condicionada a la gran expansión de teléfonos inteligentes y otros dispositivos electrónicos conectados a la misma. Como consecuencia, nuevas tecnologías(LTE – Long Term Evolution) son desplegadas sobre las actuales redes móviles, y una gran diversidad de estaciones base (desde macroceldas hasta femtoceldas) se están integrando. Esta nueva situación genera redes móviles heterogéneas (HCN – Heterogeneous Cellular Networks) que son muy complejas y difíciles de gestionar por los operadores. Para facilitar esta gestión, es necesario el desarrollo de nuevas técnicas inteligentes de auto-gestión y auto-mantenimiento (SON – Self-Organizing Networks) que ayuden a los operadores a afrontar la gestión de la red móvil de forma automática y menos costosa. En este sentido, diversos organismos se han encargado de definir una serie de casos de uso de SON para afrontar estos retos.

En la actualidad, el tráfico de la red móvil se concentra básicamente en escenarios de interior (casas, oficinas, centros comerciales), donde es habitual la ausencia de cobertura o una baja calidad de servicio (QoS – Quality of Service). Para solventar estos problemas, el auge de las estaciones de baja potencia y corto alcance es la solución para los operadores. A estos dispositivos se les conoce con el nombre de femtoceldas y ofrecen una serie de particularidades frente a las estaciones base convencionales.

Entre sus características, cabe destacar la facilidad y simplicidad para su integración en la red móvil, únicamente es necesario su conexión a Internet (plug and play) para su funcionamiento. Además, debido a la baja complejidad del hardware, presentan una limitación en el número de usuarios a procesar simultáneamente. Esta restricción está entre 1 y 64 usuarios. El despliegue de femtoceldas permite aumentar la cobertura en entornos de interior, mejorar la calidad de la señal, además de aumentar la vida de la batería de los terminales debido a la proximidad entre el terminal y la femtocelda.

La concentración de usuarios en este tipo de entornos es muy dinámica,

creando agrupaciones de usuarios en diversos puntos a lo largo del día

(reunión en una oficina, evento en un centro comercial, etc.). Ante estas situaciones, el tráfico de la red sufre variaciones temporales y espaciales, lo cual puede ocasionar congestiones en dichas zonas. Por ello, los operadores se ven obligados a diseñar algoritmos de balance de carga que sean capaces de gestionar y evitar estos problemas, más allá de utilizar técnicas ineficientes como sobredimensionar la red.

Por otro lado, los mecanismos SON hacen uso de parámetros e indicadores proporcionados por la red para, en función de dichos valores, aplicar una nueva configuración de parámetros que mejore el servicio final. Sin embargo, existe información muy valiosa externa a la red del operador y que pueden permitir la mejora de estos mecanismos. La información de contexto o context-awareness, es un concepto emergente que cada vez tiene más influencia en las diferentes disciplinas debido a la gran expansión de dispositivos electrónicos en todo el mundo y su permanente conectividad a Internet. Los datos obtenidos por las diversas fuentes proporcionan información de contexto, es decir, parámetros sobre el estado actual de personas, lugares, objetos o dispositivos en un determinado entorno que, procesados de la manera adecuada pueden ofrecer grandes ventajas a los mecanismos SON.

Finalmente, para la integración de todos estos conceptos, se precisa del diseño de una arquitectura de red que sea capaz de gestionar y obtener toda la información necesaria desde las distintas fuentes de contexto y proporcionársela a los mecanismos SON. Esto permite una adaptación de los parámetros de configuración en los elementos de red en entornos de interior más rápida y eficiente. De este modo, se obtiene una red robusta y dinámica frente a cambios bruscos manteniendo unos valores soportados por las políticas del operador y ofreciendo al usuario final una buena calidad de servicio.


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