Femtoceldas de LTE

En este Trabajo de Fin de Máster se llevará a cabo el estudio del nivel de SINR y de tasa binaria proporcionados por una femtocelda que trabaje con el estándar de comunicaciones móviles LTE en un piso. Este estudio viene motivado por la carencia que presentan las operadoras móviles a la hora de ofrecer una buena calidad de conexión en zonas cerradas como pueden ser hogares u oficinas, así como la creciente demanda por parte de los usuarios en cuanto a velocidades altas de conexión y mejoras de calidad de servicio se refiere. Una femtocelda es una estación base de baja potencia que opera en el espectro con licencia, diseñada para dar cobertura móvil a un área pequeña. Normalmente se implementa en interiores para mejorar la cobertura móvil y aumentar la experiencia del usuario. Primero se analizarán las características técnicas tanto de LTE como de las femtoceldas para poder llevar a cabo el estudio de manera correcta. De manera más específica, se estudiarán las modulaciones, la interfaz de radio y el tipo de codificación que usa LTE, así como la arquitectura de un sistema con femtoceldas. Posteriormente se implementará un programa en la herramienta de desarrollo Matlab para poder calcular tanto el nivel de SINR como la tasa binaria en un piso de 6 habitaciones. Este cálculo se llevará a cabo con diferentes escenarios que permitan observar el efecto que tienen diferentes fuentes de interferencia sobre la señal de la femtocelda. Por último se mostrarán los resultados obtenidos para los diferentes escenarios, lo cual permitirá valorar si la implementación de femtoceldas que usen LTE es una solución válida al problema anteriormente descrito.In this essay it will be studied the SINR level and the bit rate given by a femtocell which works with the LTE communication mobile standard in a flat. This study is motivated by the lack that mobile operators present when they have to offer not only a good quality conexion in enclosed areas as houses or offices, but the increasing demand by users related to high speed conexion and quality improvements of service as well. A femtocell is a low power base station which works with license in the spectrum, designed to provide mobile coverage in a small area. It is usually placed in inner spaces to improve the mobile coverage and increase the user experience. At first, the technical characateristics both LTE and femtocell will be analized to carry out the study in the correct way. More specifically, the LTE modulations, the LTE radio interface, the LTE codification type and the architecture of a femtocell system will be studied Secondly, a code will be developed in the Matlab developing tool so as to calculate both SINR level and the binary rate in a six bedroom flat. This calculation will be applied in different enviroments which allow us appreciate the effect of the different interference sources on the femtocell signal. Finally, the results of the different enviroments will be shown, which will let us value if the implementation of femtocells that use LTE is the valid solution for the problem previously described

Learning and Reasoning Strategies for User Association in Ultra-dense Small Cell Vehicular Networks

Recent vehicular ad hoc networks research has been focusing on providing intelligent transportation services by employing information and communication technologies on road transport. It has been understood that advanced demands such as reliable connectivity, high user throughput, and ultra-low latency required by these services cannot be met using traditional communication technologies. Consequently, this thesis reports on the application of artificial intelligence to user association as a technology enabler in ultra-dense small cell vehicular networks. In particular, the work focuses on mitigating mobility-related concerns and networking issues at different mobility levels by employing diverse heuristic as well as reinforcement learning (RL) methods. Firstly, driven by rapid fluctuations in the network topology and the radio environment, a conventional, three-step sequence user association policy is designed to highlight and explore the impact of vehicle speed and different performance indicators on network quality of service (QoS) and user experience. Secondly, inspired by control-theoretic models and dynamic programming, a real-time controlled feedback user association approach is proposed. The algorithm adapts to the changing vehicular environment by employing derived network performance information as a heuristic, resulting in improved network performance. Thirdly, a sequence of novel RL based user association algorithms are developed that employ variable learning rate, variable rewards function and adaptation of the control feedback framework to improve the initial and steady-state learning performance. Furthermore, to accelerate the learning process and enhance the adaptability and robustness of the developed RL algorithms, heuristically accelerated RL and case-based transfer learning methods are employed. A comprehensive, two-tier, event-based, system level simulator which is an integration of a dynamic vehicular network, a highway, and an ultra-dense small cell network is developed. The model has enabled the analysis of user mobility effects on the network performance across different mobility levels as well as served as a firm foundation for the evaluation of the empirical properties of the investigated approaches

Desarrollo de un aplicativo móvil para el registro y medición de los parámetros de calidad de servicio móvil avanzado (SMA) en la ciudad de Ibarra

Desarrollar un aplicativo móvil que permita medir los parámetros de calidad del Servicio Móvil Avanzado (SMA) que la ARCOTEL establece en su normativa, con base en el sistema operativo ANDROID utilizando la metodología ágil de desarrollo de software MOBILE-D, con el fin de evaluar y registrar los parámetros del funcionamiento de una red móvil en la ciudad de Ibarra y así brindar información clara, entendible y legible para el abonado.El presente trabajo pretende desarrollar un aplicativo móvil que permita a una persona dueña de un dispositivo celular, evaluar la calidad del servicio móvil que recibe por parte de las operadoras celulares que han desplegado redes de comunicación móvil en el país como son GSM (2G), WCDMA (3G) y LTE (4G), ya que la operadoras celulares no brindan la información necesaria a sus usuarios; este proyecto se amparará en la ley dentro del marco legal y de las normativas que se han emitido por parte de los entes reguladores como la ARCOTEL. Todo el proyecto se lo realizará en la ciudad de Ibarra, dentro de la zona urbana, tratando de cubrir el mayor territorio posible. El proyecto comenzará por un estudio y recopilación bibliográfica que contemplaran todas las tecnologías móviles desplegadas de Ecuador, específicamente en la ciudad de Ibarra. Comenzado por la primera generación de tecnología móvil que indica los inicios del despliegue de comunicación inalámbrica, siguiendo el recorrido por las tecnologías GSM que tuvieron gran auge en los 2000 revolucionando en ese tiempo la industria móvil al proveer de un chip que mejoraría la comunicación, pasando luego por WCDMA (3G), que también tuvo un salto en la evolución del servicio móvil al proveer de internet a los abonados y por último la tecnología LTE (4G) que en el Ecuador es la tecnología más reciente implementada y que brinda al usuario una experiencia en navegación en internet mayor a la de su predecesora, WCDMA. Para la puesta en marcha del proyecto, se escogerá una metodología ágil para el desarrollo de software, que permitirá elaborar el aplicativo en tiempos más cortos; una vez puesto en marcha el proyecto se identificará las limitantes y alcances del mismo, poniéndose como meta, cinco parámetros importantes en la medición de la calidad del servicio móvil avanzado como son: Porcentaje de llamadas establecidas, Porcentaje de llamadas caídas, Nivel mínimo de señal en zona de cobertura, Porcentaje de mensajes cortos con éxito, Promedio de tiempo de ida y regreso de un paquete y Tasa de transferencia promedio de datos; estos parámetros los expone la ARCOTEL en el Proyecto de Resolución emitido en febrero del 2018, mismo que aprobado y está en vigencia hasta el momento de realización del presente proyecto. Para finalizar, el aplicativo móvil será puesto a prueba evaluando el servicio móvil en las calles de la ciudad de Ibarra, como antes se mencionó, dentro de la zona urbana ciudad de Ibarra mediante un Drive Test que permitirá recolectar todos los datos de las operadoras más utilizadas en Ecuador (Claro, CNT y Movistar), al finalizar las pruebas se compararán los resultados obtenidos con los parámetros que la ARCOTEL exige.Ingenierí

Localization and mobility management in heterogeneous wireless networks with network-assistance

The nowadays heterogeneous wireless network (HWN) is a collection of ubiquitous wireless networking elements (WNEs) that support diverse functional capabilities and networking purposes. In such a heterogeneous networking environment, localization and mobility management will play a key role for the seamless support of emerging applications, such as social networking, massive multiplayer online gaming, device-todevice (D2D) communications, smart metering, first-responder communications, and unsupervised navigation of communication-aware robotic nodes. Since most of the existing wireless networking technologies enable the WNEs to assess their current radio status and directly (or indirectly) estimate their relative distance and angle with respect to other WNEs of the same Radio Access Technology (RAT), the integration of such information from the ubiquitous WNEs arises as a natural solution for robustly handling localization between (not necessarily homogeneous) WNEs and mobility management of moving WNEs governed by resource-constrained operation. Under the viewpoint of investigating how the utilization of such spatial information can be used to enhance the performance of localization and mobility management in the nowadays HWN, in this work we focus and contribute in the following four research areas: i) localization and peer-discovery between non-homogeneous WNEs, ii) network-assisted D2D discovery in cellular networks, iii) energy-efficient handover (HO) decision in the macrocell – femtocell network, and iv) network-assisted vertical handover decision (VHO) for the integrated cellular and WLAN heterogeneous wireless network