Estudi sobre handovers i selecció de cel·les LTE: simulació d'escenaris crítics utilitzant Ray Tracing

Abstract

[ANGLÈS] In LTE, the handover is a hard handover; the UE is first connected to the source eNodeB, then it gets unattached to the network to connect again to the target eNodeB. This procedure is not fail safe and may cause a call drop. In this project the influence of some handover related parameters such as hysteresis margin, Time-to-Trigger, antenna configuration, route trajectory and UE parameters, is studied to show their impact in the handover performance. Simple synthetic scenarios are simulated to evaluate the effect of each parameter on the handover procedure. With this analysis we obtain the worst handover conditions for simple scenarios. A method to study handovers in a 3D city model is developed using a deterministic prediction tool, Ray Tracing. With this method we identify problematic areas for handovers inside a real city. Finally, with the technique developed here, some routes in this city with possible call drops due to bad handovers are selected and examined in more detail. This study can help operators optimizing their network deployments and also, help chip vendors to know in which handover problematic areas their devices can be tested.

[CASTELLÀ] En LTE los handovers son hard handovers. Primero el UE está conectado a un eNodeB, luego se desconecta completamente de la red móvil, y finalmente se vuelve a conectar al eNodeB de destino. Este proceso puede tener algún problema y la llamada se puede perder. Varios parámetros relacionados con el proceso de handover tal como el margen de histéresis, el temporizador Time-to-Trigger, la configuración de las antenas, la trayectoria de la ruta y otros parámetros relacionados con el UE son analizados en este proyecto para saber que influencia tienen en el proceso de handover. Para empezar, se han diseñado una serie de escenarios simples donde se evalúa el efecto de cada uno de los parámetros anteriormente mencionados. Este análisis no permite encontrar las peores condiciones para el procedimiento de handover. Posteriormente, se desarrolla un método para estudiar el impacto de los handovers en una ciudad real modelada en 3D utilizando una herramienta determinista, Ray Tracing. Este método nos permitirá encontrar áreas problemáticas para los handovers dentro de una ciudad real. Finalmente, algunas rutas son analizadas con más detalle dentro de las áreas problemáticas seleccionadas con el método anterior. La metodología y análisis desarrollados en este proyecto ayudará tanto a las compañías de telefonía móvil como a los desarrolladores de chips de comunicaciones. Los primeros podrán optimizar sus redes en zonas con problemas de handover, y los segundos podrán saber en qué áreas pueden testear sus prototipos bajo condiciones extremas de handover.

[CATALÀ] Els handovers en LTE són hard handovers. Primerament l'UE està connectat a un eNodeB, a continuació queda completament desconnectat de la xarxa per, finalment, connectar-se a l'eNodeB de destinació. Aquest procediment pot tenir nombrosos problemes i la trucada pot perdre's. Diversos paràmetres relacionats amb aquest procediment com, per exemple, el marge d'histèresis, el temporitzador Time-to-Trigger, la configuració de les antenes, la trajectòria de la ruta i també paràmetres relacionats amb l'UE són analitzats en aquest projecte per identificar i qualificar la seva influència en el procés de handover. En una primera fase, es dissenyen escenaris simples per poder avaluar l'efecte de cadascun dels paràmetres anteriorment mencionats. Aquesta anàlisi ens permet trobar les pitjors condicions per a un procediment de handover. Posteriorment, es desenvolupa un mètode per estudiar l'impacte dels handovers en un model 3D d'una ciutat real utilitzant una eina determinística, Ray Tracing. Aquest mètode permet identificar àrees problemàtiques per els handovers dins d'una ciutat real. Finalment, rutes específiques són analitzades amb més detall dins de les àrees problemàtiques selecionades amb el mètode anterior. La metodologia i anàlisi proposats durant aquest projecte poden ajudar tant a operadors mòbils com a desenvolupadors de xips de comunicacions. Els primers podran optimitzar les seves xarxes a les zones on hi ha problemes de handover, i els segons podran saber a quines àrees anar a testejar els seus prototips sota condicions de handover extremes.