Planificación de una red LTE con la herramienta ATOLL y análisis del impacto de las estrategias de Packet Scheduling

Abstract

English: with the rise of LTE fourth generation mobile communication system as well as the availability of radio planning tools on the market to model these networks, a need arose to merge a theoretical knowledge of LTE systems with the practical field in order to observe the behavior of these networks under different conditions and to establish comparisons with the expected results. In this respect, this Final Career Project aims to plan an LTE network in the ATOLL software to create situations to analyze the network performance by using different Packet Scheduling strategies. The methodology used in the project consisted of several phases. In the research phase, investigation was made into both the LTE system specifications and the algorithms used in ATOLL to perform calculations concerning radio resource management and obtainment of the throughputs per user, per cell, and for the total network. In the subsequent planning phase, Barcelona was chosen as the area for deployment. In the third phase of the project, actions were taken to optimize the network. In the last phase simulations and predictions were made to evaluate the Packet Scheduling Strategies: Round Robin, Proportional Fair, Proportional Demand, and Maximum C/I. As a result of the project, a high level of proficiency in ATOLL use was achieved regarding the planning of LTE networks as well as an understanding of the criterion for evaluating and setting program parameters in order to obtain realistic values according to theoretical documents.

Castellano: al surgir el sistema LTE de cuarta generación de telefonía móvil y además hacerse disponible en el mercado herramientas que permiten modelar estas redes, surgió la necesidad de extender los conocimientos teóricos al ámbito práctico para observar el comportamiento de estas redes bajo diferentes condiciones y establecer comparaciones con los resultados esperados. En este sentido, el presente Proyecto de Fin de Carrera tiene como objetivo la planificación de una red LTE en la herramienta ATOLL para crear situaciones que permitan analizar el rendimiento de la red al emplear distintas estrategias de Packet Scheduling. La metodología utilizada en el proyecto consistió en una primera fase de investigación teórica, no solo de las especificaciones del sistema LTE sino también de los algoritmos empleados en el programa para llevar a cabo los distintos cálculos necesarios referentes a las funciones de gestión de los recursos radios y obtención de los throughputs por usuario, por celdas y totales de la red. Posteriormente se emprendió la fase de planificación de la red LTE escogiendo la ciudad de Barcelona como zona para el despliegue, se procedió a la optimización de la red y finalmente se realizaron distintas simulaciones y predicciones para evaluar las estrategias Round Robin, Proportional Fair, Proportional Demand y Maximum C/I. Como resultado general del proyecto se logró alcanzar un alto dominio de la herramienta ATOLL en la planificación de redes LTE, así como obtener el criterio para evaluar y establecer parámetros del programa según valores realistas que permitan obtener resultados acorde a los documentos teóricos.

Català: en sorgir el sistema LTE de quarta generació de telefonia mòbil i a més fer-se disponible al mercat eines que permeten modelar aquestes xarxes, va sorgir la necessitat d'estendre els coneixements teòrics a l'àmbit pràctic per observar el comportament d'aquestes xarxes sota diferents condicions i establir comparacions amb els resultats esperats. En aquest sentit, el present Projecte de Fi de Carrera té com a objectiu la planificació d'una xarxa LTE en l'eina ATOLL per crear situacions que permetin analitzar el rendiment de la xarxa en emprar diferents estratègies de Packet Scheduling. La metodologia utilitzada en el projecte va consistir en una primera fase d'investigació teòrica, no només de les especificacions del sistema LTE sinó també dels algoritmes emprats en el programa per dur a terme els diferents càlculs necessaris referents a les funcions de gestió dels recursos ràdios i obtenció dels throughputs per usuari, per cel·les i totals de la xarxa. Posteriorment es va emprendre la fase de planificació de la xarxa LTE escollint la ciutat de Barcelona com a zona per al desplegament, es va procedir a l'optimització de la xarxa i finalment es van realitzar diferents simulacions i prediccions per avaluar les estratègies Round Robin, Proportional Fair, Proportional Demand i Maximum C/I. Com a resultat general del projecte es va aconseguir assolir un alt domini de l'eina ATOLL en la planificació de xarxes LTE, i obtenir el criteri per avaluar y establir paràmetres del programa segons valors realistes que permetin obtenir resultats d'acord amb els documents teòrics.