Coexisting scheduling policies boosting I/O Virtual Machines

Abstract. Deploying multiple Virtual Machines (VMs) running various types of workloads on current many-core cloud computing infrastructures raises an important issue: The Virtual Machine Monitor (VMM) has to efficiently multiplex VM accesses to the hardware. We argue that altering the scheduling concept can optimize the system’s overall performance. Currently, the Xen VMM achieves near native performance multiplexing VMs with homogeneous workloads. Yet having a mixture of VMs with different types of workloads running concurrently, it leads to poor I/O performance. Taking into account the complexity of the design and implementation of a universal scheduler, let alone the probability of being fruitless, we focus on a system with multiple scheduling policies that coexist and service VMs according to their workload characteristics. Thus, VMs can benefit from various schedulers, either existing or new, that are optimal for each specific case. In this paper, we design a framework that provides three basic coexisting scheduling policies and implement it in the Xen paravirtualized environment. Evaluating our prototype we experience 2.3 times faster I/O service and link saturation, while the CPU-intensive VMs achieve more than 80 % of current performance.

Using hierarchical scheduling to support soft real-time applications in general-purpose operating systems

Journal ArticleThe CPU schedulers in general-purpose operating systems are designed to provide fast response time for interactive applications and high throughput for batch applications. The heuristics used to achieve these goals do not lend themselves to scheduling real-time applications, nor do they meet other scheduling requirements such as coordinating scheduling across several processors or machines, or enforcing isolation between applications, users, and administrative domains. Extending the scheduling subsystems of general-purpose operating systems in an ad hoc manner is time consuming and requires considerable expertise as well as source code to the operating system. Furthermore, once extended, the new scheduler may be as inflexible as the original. The thesis of this dissertation is that extending a general-purpose operating system with a general, heterogeneous scheduling hierarchy is feasible and useful. A hierarchy of schedulers generalizes the role of CPU schedulers by allowing them to schedule other schedulers in addition to scheduling threads. A general, heterogeneous scheduling hierarchy is one that allows arbitrary (or nearly arbitrary) scheduling algorithms throughout the hierarchy. In contrast, most of the previous work on hierarchical scheduling has imposed restrictions on the schedulers used in part or all of the hierarchy. This dissertation describes the Hierarchical Loadable Scheduler (HLS) architecture, which permits schedulers to be dynamically composed in the kernel of a general-purpose operating system. The most important characteristics of HLS, and the ones that distinguish it from previous work, are that it has demonstrated that a hierarchy of nearly arbitrary schedulers can be efficiently implemented in a general-purpose operating system, and that the behavior of a hierarchy of soft real-time schedulers can be reasoned about in order to provide guaranteed scheduling behavior to application threads. The flexibility afforded by HLS permits scheduling behavior to be tailored to meet complex requirements without encumbering users who have modest requirements with the performance and administrative costs of a complex scheduler. Contributions of this dissertation include the following. (1) The design, prototype implementation, and performance evaluation of HLS in Windows 2000. (2) A system of guarantees for scheduler composition that permits reasoning about the scheduling behavior of a hierarchy of soft real-time schedulers. Guarantees assure users that application requirements can be met throughout the lifetime of the application, and also provide application developers with a model of CPU allocation to which they can program. (3) The design, implementation, and evaluation of two augmented CPU reservation schedulers, which provide increase scheduling predictability when low-level operating system activity steals time from applications

Operational research IO 2021—analytics for a better world. XXI Congress of APDIO, Figueira da Foz, Portugal, November 7–8, 2021

This book provides the current status of research on the application of OR methods to solve emerging and relevant operations management problems. Each chapter is a selected contribution of the IO2021 - XXI Congress of APDIO, the Portuguese Association of Operational Research, held in Figueira da Foz from 7 to 8 November 2021. Under the theme of analytics for a better world, the book presents interesting results and applications of OR cutting-edge methods and techniques to various real-world problems. Of particular importance are works applying nonlinear, multi-objective optimization, hybrid heuristics, multicriteria decision analysis, data envelopment analysis, simulation, clustering techniques and decision support systems, in different areas such as supply chain management, production planning and scheduling, logistics, energy, telecommunications, finance and health. All chapters were carefully reviewed by the members of the scientific program committee.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Cellular and Wi-Fi technologies evolution: from complementarity to competition

This PhD thesis has the characteristic to span over a long time because while working on it, I was working as a research engineer at CTTC with highly demanding development duties. This has delayed the deposit more than I would have liked. On the other hand, this has given me the privilege of witnessing and studying how wireless technologies have been evolving over a decade from 4G to 5G and beyond. When I started my PhD thesis, IEEE and 3GPP were defining the two main wireless technologies at the time, Wi-Fi and LTE, for covering two substantially complementary market targets. Wi-Fi was designed to operate mostly indoor, in unlicensed spectrum, and was aimed to be a simple and cheap technology. Its primary technology for coexistence was based on the assumption that the spectrum on which it was operating was for free, and so it was designed with interference avoidance through the famous CSMA/CA protocol. On the other hand, 3GPP was designing technologies for licensed spectrum, a costly kind of spectrum. As a result, LTE was designed to take the best advantage of it while providing the best QoE in mainly outdoor scenarios. The PhD thesis starts in this context and evolves with these two technologies. In the first chapters, the thesis studies radio resource management solutions for standalone operation of Wi-Fi in unlicensed and LTE in licensed spectrum. We anticipated the now fundamental machine learning trend by working on machine learning-based radio resource management solutions to improve LTE and Wi-Fi operation in their respective spectrum. We pay particular attention to small cell deployments aimed at improving the spectrum efficiency in licensed spectrum, reproducing small range scenarios typical of Wi-Fi settings. IEEE and 3GPP followed evolving the technologies over the years: Wi-Fi has grown into a much more complex and sophisticated technology, incorporating the key features of cellular technologies, like HARQ, OFDMA, MU-MIMO, MAC scheduling and spatial reuse. On the other hand, since Release 13, cellular networks have also been designed for unlicensed spectrum. As a result, the two last chapters of this thesis focus on coexistence scenarios, in which LTE needs to be designed to coexist with Wi-Fi fairly, and NR, the radio access for 5G, with Wi-Fi in 5 GHz and WiGig in 60 GHz. Unlike LTE, which was adapted to operate in unlicensed spectrum, NR-U is natively designed with this feature, including its capability to operate in unlicensed in a complete standalone fashion, a fundamental new milestone for cellular. In this context, our focus of analysis changes. We consider that these two technological families are no longer targeting complementarity but are now competing, and we claim that this will be the trend for the years to come. To enable the research in these multi-RAT scenarios, another fundamental result of this PhD thesis, besides the scientific contributions, is the release of high fidelity models for LTE and NR and their coexistence with Wi-Fi and WiGig to the ns-3 open-source community. ns-3 is a popular open-source network simulator, with the characteristic to be multi-RAT and so naturally allows the evaluation of coexistence scenarios between different technologies. These models, for which I led the development, are by academic citations, the most used open-source simulation models for LTE and NR and havereceived fundings from industry (Ubiquisys, WFA, SpiderCloud, Interdigital, Facebook) and federal agencies (NIST, LLNL) over the years.Aquesta tesi doctoral té la característica d’allargar-se durant un llarg període de temps ja que mentre treballava en ella, treballava com a enginyera investigadora a CTTC amb tasques de desenvolupament molt exigents. Això ha endarrerit el dipositar-la més del que m’hagués agradat. D’altra banda, això m’ha donat el privilegi de ser testimoni i estudiar com han evolucionat les tecnologies sense fils durant més d’una dècada des del 4G fins al 5G i més enllà. Quan vaig començar la tesi doctoral, IEEE i 3GPP estaven definint les dues tecnologies sense fils principals en aquell moment, Wi-Fi i LTE, que cobreixen dos objectius de mercat substancialment complementaris. Wi-Fi va ser dissenyat per funcionar principalment en interiors, en espectre sense llicència, i pretenia ser una tecnologia senzilla i barata. La seva tecnologia primària per a la convivència es basava en el supòsit que l’espectre en el que estava operant era de franc, i, per tant, es va dissenyar simplement evitant interferències a través del famós protocol CSMA/CA. D’altra banda, 3GPP estava dissenyant tecnologies per a espectres amb llicència, un tipus d’espectre costós. Com a resultat, LTE està dissenyat per treure’n el màxim profit alhora que proporciona el millor QoE en escenaris principalment a l’aire lliure. La tesi doctoral comença amb aquest context i evoluciona amb aquestes dues tecnologies. En els primers capítols, estudiem solucions de gestió de recursos de radio per a operacions en espectre de Wi-Fi sense llicència i LTE amb llicència. Hem anticipat l’actual tendència fonamental d’aprenentatge automàtic treballant solucions de gestió de recursos de radio basades en l’aprenentatge automàtic per millorar l’LTE i Wi-Fi en el seu espectre respectiu. Prestem especial atenció als desplegaments de cèl·lules petites destinades a millorar la eficiència d’espectre llicenciat, reproduint escenaris de petit abast típics de la configuració Wi-Fi. IEEE i 3GPP van seguir evolucionant les tecnologies al llarg dels anys: El Wi-Fi s’ha convertit en una tecnologia molt més complexa i sofisticada, incorporant les característiques clau de les tecnologies cel·lulars, com ara HARQ i la reutilització espacial. D’altra banda, des de la versió 13, també s’han dissenyat xarxes cel·lulars per a espectre sense llicència. Com a resultat, els dos darrers capítols d’aquesta tesi es centren en aquests escenaris de convivència, on s’ha de dissenyar LTE per conviure amb la Wi-Fi de manera justa, i NR, l’accés a la radio per a 5G amb Wi-Fi a 5 GHz i WiGig a 60 GHz. A diferència de LTE, que es va adaptar per funcionar en espectre sense llicència, NR-U està dissenyat de forma nativa amb aquesta característica, inclosa la seva capacitat per operar sense llicència de forma autònoma completa, una nova fita fonamental per al mòbil. En aquest context, el nostre focus d’anàlisi canvia. Considerem que aquestes dues famílies de tecnologia ja no estan orientades cap a la complementarietat, sinó que ara competeixen, i afirmem que aquesta serà el tendència per als propers anys. Per permetre la investigació en aquests escenaris multi-RAT, un altre resultat fonamental d’aquesta tesi doctoral, a més de les aportacions científiques, és l’alliberament de models d’alta fidelitat per a LTE i NR i la seva coexistència amb Wi-Fi a la comunitat de codi obert ns-3. ns-3 és un popular simulador de xarxa de codi obert, amb la característica de ser multi-RAT i, per tant, permet l’avaluació de manera natural d’escenaris de convivència entre diferents tecnologies. Aquests models, pels quals he liderat el desenvolupament, són per cites acadèmiques, els models de simulació de codi obert més utilitzats per a LTE i NR i que han rebut finançament de la indústria (Ubiquisys, WFA, SpiderCloud, Interdigital, Facebook) i agències federals (NIST, LLNL) al llarg dels anys.Esta tesis doctoral tiene la característica de extenderse durante mucho tiempo porque mientras trabajaba en ella, trabajaba como ingeniera de investigación en CTTC con tareas de desarrollo muy exigentes. Esto ha retrasado el depósito más de lo que me hubiera gustado. Por otro lado, gracias a ello, he tenido el privilegio de presenciar y estudiar como las tecnologías inalámbricas han evolucionado durante una década, de 4G a 5G y más allá. Cuando comencé mi tesis doctoral, IEEE y 3GPP estaban definiendo las dos principales tecnologías inalámbricas en ese momento, Wi-Fi y LTE, cumpliendo dos objetivos de mercado sustancialmente complementarios. Wi-Fi fue diseñado para funcionar principalmente en interiores, en un espectro sin licencia, y estaba destinado a ser una tecnología simple y barata. Su tecnología primaria para la convivencia se basaba en el supuesto en que el espectro en el que estaba operando era gratis, y así fue diseñado simplemente evitando interferencias a través del famoso protocolo CSMA/CA. Por otro lado, 3GPP estaba diseñando tecnologías para espectro con licencia, un tipo de espectro costoso. Como resultado, LTE está diseñado para aprovechar el espectro al máximo proporcionando al mismo tiempo el mejor QoE en escenarios principalmente al aire libre. La tesis doctoral parte de este contexto y evoluciona con estas dos tecnologías. En los primeros capítulos, estudiamos las soluciones de gestión de recursos de radio para operación en espectro Wi-Fi sin licencia y LTE con licencia. Anticipamos la tendencia ahora fundamental de aprendizaje automático trabajando en soluciones de gestión de recursos de radio para mejorar LTE y funcionamiento deWi-Fi en su respectivo espectro. Prestamos especial atención a las implementaciones de células pequeñas destinadas a mejorar la eficiencia de espectro licenciado, reproduciendo los típicos escenarios de rango pequeño de la configuración Wi-Fi. IEEE y 3GPP siguieron evolucionando las tecnologías a lo largo de los años: Wi-Fi se ha convertido en una tecnología mucho más compleja y sofisticada, incorporando las características clave de las tecnologías celulares, como HARQ, OFDMA, MU-MIMO, MAC scheduling y la reutilización espacial. Por otro lado, desde la Release 13, también se han diseñado redes celulares para espectro sin licencia. Como resultado, los dos últimos capítulos de esta tesis se centran en estos escenarios de convivencia, donde LTE debe diseñarse para coexistir con Wi-Fi de manera justa, y NR, el acceso por radio para 5G con Wi-Fi en 5 GHz y WiGig en 60 GHz. A diferencia de LTE, que se adaptó para operar en espectro sin licencia, NR-U está diseñado de forma nativa con esta función, incluyendo su capacidad para operar sin licencia de forma completamente independiente, un nuevo hito fundamental para los celulares. En este contexto, cambia nuestro enfoque de análisis. Consideramos que estas dos familias tecnológicas ya no tienen como objetivo la complementariedad, sino que ahora están compitiendo, y afirmamos que esta será la tendencia para los próximos años. Para permitir la investigación en estos escenarios de múltiples RAT, otro resultado fundamental de esta tesis doctoral, además de los aportes científicos, es el lanzamiento de modelos de alta fidelidad para LTE y NR y su coexistencia con Wi-Fi y WiGig a la comunidad de código abierto de ns-3. ns-3 es un simulador popular de red de código abierto, con la característica de ser multi-RAT y así, naturalmente, permite la evaluación de escenarios de convivencia entre diferentes tecnologías. Estos modelos, para los cuales lideré el desarrollo, son por citas académicas, los modelos de simulación de código abierto más utilizados para LTE y NR y han recibido fondos de la industria (Ubiquisys, WFA, SpiderCloud, Interdigital, Facebook) y agencias federales (NIST, LLNL) a lo largo de los años.Postprint (published version

Systematic review of energy theft practices and autonomous detection through artificial intelligence methods

Energy theft poses a significant challenge for all parties involved in energy distribution, and its detection is crucial for maintaining stable and financially sustainable energy grids. One potential solution for detecting energy theft is through the use of artificial intelligence (AI) methods. This systematic review article provides an overview of the various methods used by malicious users to steal energy, along with a discussion of the challenges associated with implementing a generalized AI solution for energy theft detection. In this work, we analyze the benefits and limitations of AI methods, including machine learning, deep learning, and neural networks, and relate them to the specific thefts also analyzing problems arising with data collection. The article proposes key aspects of generalized AI solutions for energy theft detection, such as the use of smart meters and the integration of AI algorithms with existing utility systems. Overall, we highlight the potential of AI methods to detect various types of energy theft and emphasize the need for further research to develop more effective and generalized detection systems, providing key aspects of possible generalized solutions

Second Annual Conference on Astronomical Data Analysis Software and Systems. Abstracts

Abstracts from the conference are presented. The topics covered include the following: next generation software systems and languages; databases, catalogs, and archives; user interfaces/visualization; real-time data acquisition/scheduling; and IRAF/STSDAS/PROS status reports

Real-Time Wireless Sensor-Actuator Networks for Cyber-Physical Systems

A cyber-physical system (CPS) employs tight integration of, and coordination between computational, networking, and physical elements. Wireless sensor-actuator networks provide a new communication technology for a broad range of CPS applications such as process control, smart manufacturing, and data center management. Sensing and control in these systems need to meet stringent real-time performance requirements on communication latency in challenging environments. There have been limited results on real-time scheduling theory for wireless sensor-actuator networks. Real-time transmission scheduling and analysis for wireless sensor-actuator networks requires new methodologies to deal with unique characteristics of wireless communication. Furthermore, the performance of a wireless control involves intricate interactions between real-time communication and control. This thesis research tackles these challenges and make a series of contributions to the theory and system for wireless CPS. (1) We establish a new real-time scheduling theory for wireless sensor-actuator networks. (2) We develop a scheduling-control co-design approach for holistic optimization of control performance in a wireless control system. (3) We design and implement a wireless sensor-actuator network for CPS in data center power management. (4) We expand our research to develop scheduling algorithms and analyses for real-time parallel computing to support computation-intensive CPS

Self organisation for 4G/5G networks

Nowadays, the rapid growth of mobile communications is changing the world towards a fully connected society. Current 4G networks account for almost half of total mobile traffic, and in the forthcoming years, the overall mobile data traffic is expected to dramatically increase. To manage this increase in data traffic, operators adopt network topologies such as Heterogeneous Networks. Thus, operators can de­ ploy hundreds of small cells for each macro cell, allowing them to reduce coverage hales and/or lack of capacity. The advent of this technology is expected to tremendously increase the number of nodes in this new ecosystem, so that traditional network management activities based on, e.g., classic manual and field trial design approaches are just not be viable anymore. As a consequence, the academic J literature has dedicated a significant amount of effort to Self-Organising Network (SON) algorithms. These solutions aim to bring intelligence and autonomous adaptability into cellular networks, thereby reducing capital and operation expenditures (CAPEX/OPEX). Another aspect to take into account is that, these type of networks generate a large amount of data during their normal operation in the form of control, management and data measurements. This data is expected to increase in SG due to different aspects, such as densification, heterogeneity in layers and technologies, additional control and management complexity in Network Functions Virtualisation (NFV) and Software Defined Network (SDN), and the advent of the Internet of Things (loT), among others. In this context, operators face the challenge of de ­ signing efficient technologies, while introducing new services, reaching challenges in terms networks, which are self-aware, self-adaptive, and intelligent. This dissertation provides a contribution to the design, analysis, and evaluation of SON solutions to improve network opera tor performance, expenses, and users' experience, by making the network more self-adaptive and intelligent. It also provides a contribution to the design of a self-aware network planning tool, which allows to predict the Quality of Service (QoS) offered to end-users, based on data al ­ ready available in the network . The main thesis contributions are divided into two parts. The first part presents a novel functional architecture based on an automatic and self-organised Reinforcement Learning (RL) based approach to model SON functionalities, in which the main task is the self-coordination of different actions taken by different SON functions to be automatically executed in a self-organised realistic Long Term Evolution (LTE) network. The proposed approach introduces a new paradigm to deal with the conflicts genera ted by the concurrent execution of multiple SON functions, revealing that the proposed approach is general enough to modelali the SON functions and their derived conflicts. The second part of the thesis is dedicated to the problem of QoS prediction. In particular, we aim at finding patterns of knowledge from physical layer data acquired from heterogeneous LTE networks. We propose an approach that not only is able to verify the QoS level experienced by the users, through physical layer measurements of the UEs, but it is a lso able to predict it based on measurements collected at different time, and from different regions of the heterogeneous network. We propose then to make predictions independently of the physical location, in order to exploit the experience gained in other sectors of the network, to properly dimension and deploy heterogeneous nodes. In this context, we use Machine Learning (ML) as a tool to allow the network to learn from experience, improving performances, and big data analytics to drive the network from reactive to predictive.Hoy en día, el rápido crecimiento de las comunicaciones móviles está cambiando el mundo hacia una sociedad completamente conectada. Las redes 4G actuales representan casi la mitad del tráfico móvil total, y en los próximos años se espera que el tráfico total de los dispositivos móviles aumente drásticamente. Para gestionar este incremento de tráfico de datos, los operadores adoptan tecnologías de redes como las redes heterogéneas. De esta manera, los operadores pueden desplegar centena res de pequeñas celdas por cada macro celda, permitiendo reducir zonas sin cobertura y/o falta de capacidad. Con la introducción de esta tecnología, se espera que incremente de manera sustancia l el número de nodos en el nuevo ecosistema, de manera que las actividades de gestión de las redes tradicionales, basadas en, por ejemplo, el diseño manual, sean inviables. Como consecuencia, la literatura académica ha dedicado un esfuerzo significativo al diseño de algoritmos de redes auto-organizadas (SON). Estas soluciones tienen como objetivo introducir inteligencia y capacidad autónoma a las redes móviles, reduciendo la capacidad y costes operativos. Otro aspecto a tener en cuenta es que este tipo de redes generan una gran cantidad de datos durante su funcionamiento habitual, en forma de medidas de control y gestión de datos. Se espera que estos datos incrementen con la tecnología SG, debido a diferentes aspectos como los son la densificación de redes heterogéneas, la complejidad adicional en el control y la gestión de la virtualización de las funciones de redes (NFV) y las redes definidas por software (SON), así como la llegada del internet de las cosas (loT), entre otros. En este contexto, los operadores se enfrentan al reto de diseñar tecnologías eficientes, mientras introducen nuevos servicios, consiguiendo objetivos en términos de satisfacción del cliente, en donde el objetivo global del operador es la construcción de redes auto-conscientes, auto-adaptables e inteligentes. Esta tesis ofrece una contribución al diseño y evaluación de soluciones SON para mejorar el rendimiento de las redes, los costes y la experiencia de los usuarios, consiguiendo que la red sea auto-adaptable e inteligente. Así mismo, proporciona una contribución al diseño de una herramienta de planificación de red auto-consciente, que permita predecir la calidad de servicio brindada a los usuarios finales, basada en la explotación de datos disponibles en la red.Avui en dia, el ràpid creixement de les comunicacions mòbils està canviant el món cap a una societat completament connectada. Les xarxes 4G actuals representen casi la m trànsit mòbil total, i en els propers anys s’espera que el trànsit total de dades mòbils augmenti dràsticament. Per gestionar aquest increment de trànsit de dades, els operadors adopten topologies de xarxa com ara les xarxes heterogènies (HetNets). D’aquesta manera, els operadors poden desplegar centenars de cel·les petites per a cada cella macro, permetent reduir forats en la cobertura i/o la manca de capacitat. Amb l’arribada d’aquesta tecnologia, s’espera que incrementi enormement el nombre de nodes en el nou ecosistema, de manera que les activitats de gestió de xarxa tradicionals, basades en, per exemple, el disseny manual i els assaigs de camp esdevenen simplement inviables. Com a conseqüència, la literatura acadèmica ha dedicat una quantitat significativa d’esforç als algorismes de xarxa auto organitzada (SON). Aquestes solucions tenen com a objectiu portar la intel·ligència i capacitat d’adaptació autònoma a les xarxes mòbils, reduint el capital i les despeses operatives (CAPES/OPEX). Un altre aspecte a tenir en compte és que aquest tipus de xarxes generen una gran quantitat de dades durant el seu funcionament habitual, en forma de mesuraments de control, gestió i dades. S’espera que aquestes dades incrementin amb la tecnologia 5G, degut a diferents aspectes com ara la densificació, l’heterogeneïtat en capes i tecnologies, la complexitat addicional en el control i la gestió de la virtualització de les funcions de xarxa (NFV) i xarxes definides per software (SDN), i l’adveniment de la internet de les coses (IoT), entre d’altres. En aquest context, els operadors s’enfronten al repte de dissenyar tecnologies eficients, mentre introdueixen nous serveis, aconseguint objectius en termes de satisfacció del client, i on l’objectiu global d’un operador és la construcció de xarxes que són autoconscients, auto-adaptables i intel·ligents. Aquesta tesis ofereix una contribució al disseny, l’anàlisi i l’avaluació de les solucions SON per millorar el rendiment de l’operador de xarxa, les xi despeses i l’experiència dels usuaris, fent que la xarxa sigui més auto-adaptable i intel·ligent. També proporciona una contribució al disseny d’una eina de planificació de xarxa autoconscient, el que permet predir la qualitat de servei (QoS) oferta als usuaris finals, basada en dades ja disponibles a la xarxa. Les contribucions principals d’aquesta tesis es divideixen en dues parts. La primera part presenta una nova arquitectura funcional basada en un aprenentatge per reforç (RL) automàtic i auto-organitzat, enfocat en modelar funcionalitats SON, on la tasca principal és l’auto-coordinació de les diferents accions dutes a terme perles diferents funcions SON a ser executades de forma automàtica en una xarxa Long Term Evolution (LTE) auto-organitzada. L’enfocament proposat introdueix un nou paradigma perfer front als conflictes generats per l’execució simultània de múltiples funcions SON, revelant que l’enfocament proposat és prou general per modelar totes les funcions SON i els seus conflictes derivats. La segona part de la tesis està dedicada al problema de la predicció de la qualitat de servei. En particular, el nostre objectiu és trobar patrons de coneixement a partir de dades de la capa física adquirides de xarxes LTE heterogènies. Proposem un enfocament que no només és capaç de verificar el nivell de QoS experimentat pels usuaris, a través de mesuraments de la capa física dels UEs, sinó que també és capaç de predir-ho basant-se en mesuraments adquirits en diferents instants, i de diferents regions de la xarxa heterogènia. Proposem per tant fer prediccions amb independència de la ubicació física, aprofitant l’experiència adquirida en altres sectors de la xarxa, per dimensionar i desplegar nodes heterogenis correctament. En aquest context, utilitzem l’aprenentatge automàtic (ML) com a eina per permetre que la xarxa aprengui de l’experiència, millorant el rendiment, i l’anàlisi de grans volums de dades per a conduir la xarxa de reactiva a predictiva. Durant l’elaboració d’aquesta tesis, s’han extret dues conclusions principals clau. En primer lloc, destaquem la importància de dissenyar algorismes SON eficients per fer front eficaçment a diversos reptes, com ara la ubicació més adequada de funcions SON i algorismes per resoldre adequadament el problema d’implementació distribuïda o centralitzada, o la solució de conflictes entre funcions SON executades a diferents nodes o xarxes. En segon lloc, en termes d’eines de planificació de xarxes, es poden trobar diferents eines cobrint una àmplia gamma de sistemes i aplicacions orientades a la indústria, així com per a fins d’investigació. En aquest context, les solucions investigades són sotmeses contínuament a canvis importants, on un del principals impulsors és presentar solucions més rentable