Tesis doctoral 

Desde sus orígenes, las redes de comunicaciones móviles han experimentado grandes cambios impuestos por la necesidad de las redes a adaptarse a la demanda de los usuarios. Para ello, las redes han tenido que aumentar en complejidad. A su vez, el aumento en la complejidad ha provocado que las redes sean cada vez más difíciles de diseñar y mantener. Para mitigar el impacto de la complejidad de las redes, surgió el concepto de redes auto-organizadas (Self-Organizing Networks (SON) en inglés). Las redes auto-organizadas pretenden disminuir la complejidad en el diseño y mantenimiento de las redes de comunicaciones móviles mediante la automatización de procesos. Así, se identifican tres grandes bloques en la automatización de las redes: la auto-configuración, la auto-optimización y la auto-curación.

Esta tesis contribuye al estado del arte de las redes auto-organizadas a través de la identificación y posterior resolución de un problema en cada uno de los tres bloques en que éstas están divididas.

Con la llegada de las redes 5G y las velocidades que éstas prometen entregar a los usuarios, han surgido nuevos casos de uso. Uno de estos casos de uso se conoce como redes de acceso inalámbrico fijo (Fixed Wireless Access en inglés). En este tipo de red, se sustituye el último tramo de fibra óptica hasta el domicilio del abonado por el acceso radio de banda ancha de tecnologías móviles. Hasta ahora, en lo referente a la auto-configuración, las metodologías de diseño de redes inalámbricas basadas en tecnologías de comunicaciones móviles partían de la premisa de que los usuarios presentan características de movilidad. Sin embargo, en las redes de acceso inalámbrico fijo, las antenas de los usuarios se encuentran en emplazamientos fijos. Por tanto, esta tesis propone un método novedoso para el diseño óptimo de los emplazamientos de los equipos en este tipo de redes y de la configuración de sus parámetros radio.

Respecto a la auto-optimización de redes, los algoritmos actuales hacen uso de mapas de señal de las celdas que componen la red de modo que puedan estimar los cambios que experimentarían estos mapas tras la modificación de cualquier parámetro de red. Con el objetivo de obtener estos mapas, los operadores utilizan modelos predictivos calibrados a través de medidas reales de la red. Estas medidas se pueden obtener a través de distintas fuentes, pero estas fuentes son o bien costosas o no aplicables a cualquier red. Para solucionar este problema, esta tesis propone un método que utiliza información disponible en cualquier red de forma que la calibración de mapas predictivos sea de carácter universal sin perder precisión con respecto a los métodos actuales.

Por otra parte, la complejidad de las redes actuales hace que éstas sean propensas a fallos. Para ahorrar costes, los operadores emplean técnicas de auto-curación de redes de forma que éstas sean capaces de auto-diagnosticarse e incluso sanarse cuando es posible. Entre los diversos fallos que se pueden producir en las redes de comunicaciones móviles, un caso común es el de la existencia de sectores cuya señal radiada ha sido intercambiada por la de otros. Esto se debe a fallos en la instalación por parte de los ingenieros que, accidentalmente, cruzan los cables con los que se alimentan las antenas. La metodología actual para la identificación de este problema es de carácter manual, de modo que esta tesis propone un sistema automático que permita detectar estos casos.

Por último, se ha prestado especial atención a la eficiencia computacional de los algoritmos desarrollados en esta tesis ya que éstos han sido finalmente integrados en herramientas comerciales.