Self-tuning algorithms for the assignment of packet control units and handover parameters in GERAN

Esta tesis aborda el problema de la optimización automática de parámetros en redes de acceso radio basadas en GSM-EDGE Radio Access Network (GERAN). Dada la extensión del conjunto de parámetros que se puede optimizar, este trabajo se centra en dos de los procesos encargados de la gestión de la movilidad: el proceso de (re)selección de celda para servicios por conmutación de paquetes y el proceso de traspaso para servicios de voz por conmutación de circuitos

3G migration in Pakistan

The telecommunication industry in Pakistan has come a long way since the country\u27s independence in 1947. The initial era could be fairly termed as the PTCL (Pakistan Telecommunication Company Limited) monopoly, for it was the sole provider of all telecommunication services across the country. It was not until four decades later that the region embarked into the new world of wireless communication, hence ending the decades old PTCL monopoly. By the end of the late 1990\u27s, government support and international investment in the region opened new doors to innovation and better quality, low cost, healthy competition. Wireless licenses for the private sector in the telecommunication industry triggered a promising chain of events that resulted in a drastic change in the telecommunication infrastructure and service profile. The newly introduced wireless (GSM) technology received enormous support from all stakeholders (consumers, regulatory body, and market) and caused a vital boost in Pakistan\u27s economy. Numerous tangential elements had triggered this vital move in the history of telecommunications in Pakistan. Entrepreneurs intended to test the idea of global joint ventures in the East and hence the idea of international business became a reality. The technology had proven to be a great success in the West, while Pakistan\u27s telecom consumer had lived under the shadow of PTCL dominance for decades and needed more flexibility. At last the world was moving from wired to wireless! Analysts termed this move as the beginning of a new era. The investors, telecommunication businesses, and Pakistani treasury prospered. It was a win-win situation for all involved. The learning curve was steep for both operators and consumers but certainly improved over time. In essence, the principle of deploying the right technology in the right market at the right time led to this remarkable success. The industry today stands on the brink of a similar crossroads via transition from second generation to something beyond. With the partial success of 3G in Europe and the USA, the government has announced the release of three 3G licenses by mid 2009. This decision is not yet fully supported by all but still initiated parallel efforts by the operators and the vendors to integrate this next move into their existing infrastructure

Analysis of Bandwidth and Latency Constraints on a Packetized Cloud Radio Access Network Fronthaul

Cloud radio access network (C-RAN) is a promising architecture for the next-generation RAN to meet the diverse and stringent requirements envisioned by fifth generation mobile communication systems (5G) and future generation mobile networks. C-RAN offers several advantages, such as reduced capital expenditure (CAPEX) and operational expenditure (OPEX), increased spectral efficiency (SE), higher capacity and improved cell-edge performance, and efficient hardware utilization through resource sharing and network function virtualization (NFV). However, these centralization gains come with the need for a fronthaul, which is the transport link connecting remote radio units (RRUs) to the base band unit (BBU) pool. In conventional C-RAN, legacy common public radio interface (CPRI) protocol is used on the fronthaul network to transport the raw, unprocessed baseband in-phase/quadrature-phase (I/Q) samples between the BBU and the RRUs, and it demands a huge fronthaul bandwidth, a strict low-latency, in the order of a few hundred microseconds, and a very high reliability. Hence, in order to relax the excessive fronthaul bandwidth and stringent low-latency requirements, as well as to enhance the flexibility of the fronthaul, it is utmost important to redesign the fronthaul, while still profiting from the acclaimed centralization benefits. Therefore, a flexibly centralized C-RAN with different functional splits has been introduced. In addition, 5G mobile fronthaul (often also termed as an evolved fronthaul ) is envisioned to be packet-based, utilizing the Ethernet as a transport technology. In this thesis, to circumvent the fronthaul bandwidth constraint, a packetized fronthaul considering an appropriate functional split such that the fronthaul data rate is coupled with actual user data rate, unlike the classical C-RAN where fronthaul data rate is always static and independent of the traffic load, is justifiably chosen. We adapt queuing and spatial traffic models to derive the mathematical expressions for statistical multiplexing gains that can be obtained from the randomness in the user traffic. Through this, we show that the required fronthaul bandwidth can be reduced significantly, depending on the overall traffic demand, correlation distance and outage probability. Furthermore, an iterative optimization algorithm is developed, showing the impacts of number of pilots on a bandwidth-constrained fronthaul. This algorithm achieves additional reduction in the required fronthaul bandwidth. Next, knowing the multiplexing gains and possible fronthaul bandwidth reduction, it is beneficial for the mobile network operators (MNOs) to deploy the optical transceiver (TRX) modules in C-RAN cost efficiently. For this, using the same framework, a cost model for fronthaul TRX cost optimization is presented. This is essential in C-RAN, because in a wavelength division multiplexing-passive optical network (WDM-PON) system, TRXs are generally deployed to serve at a peak load. But, because of variations in the traffic demands, owing to tidal effect, the fronthaul can be dimensioned requiring a lower capacity allowing a reasonable outage, thus giving rise to cost saving by deploying fewer TRXs, and energy saving by putting the unused TRXs in sleep mode. The second focus of the thesis is the fronthaul latency analysis, which is a critical performance metric, especially for ultra-reliable and low latency communication (URLLC). An analytical framework to calculate the latency in the uplink (UL) of C-RAN massive multiple-input multiple-output (MIMO) system is presented. For this, a continuous-time queuing model for the Ethernet switch in the fronthaul network, which aggregates the UL traffic from several massive MIMO-aided RRUs, is considered. The closed-form solutions for the moment generating function (MGF) of sojourn time, waiting time and queue length distributions are derived using Pollaczek–Khinchine formula for our M/HE/1 queuing model, and evaluated via numerical solutions. In addition, the packet loss rate – due to the inability of the packets to reach the destination in a certain time – is derived. Due to the slotted nature of the UL transmissions, the model is extended to a discrete-time queuing model. The impact of the packet arrival rate, average packet size, SE of users, and fronthaul capacity on the sojourn time, waiting time and queue length distributions are analyzed. While offloading more signal processing functionalities to the RRU reduces the required fronthaul bandwidth considerably, this increases the complexity at the RRU. Hence, considering the 5G New Radio (NR) flexible numerology and XRAN functional split with a detailed radio frequency (RF) chain at the RRU, the total RRU complexity is computed first, and later, a tradeoff between the required fronthaul bandwidth and RRU complexity is analyzed. We conclude that despite the numerous C-RAN benefits, the stringent fronthaul bandwidth and latency constraints must be carefully evaluated, and an optimal functional split is essential to meet diverse set of requirements imposed by new radio access technologies (RATs).Ein cloud-basiertes Mobilfunkzugangsnetz (cloud radio access network, C-RAN) stellt eine vielversprechende Architektur für das RAN der nächsten Generation dar, um die vielfältigen und strengen Anforderungen der fünften (5G) und zukünftigen Generationen von Mobilfunknetzen zu erfüllen. C-RAN bietet mehrere Vorteile, wie z.B. reduzierte Investitions- (CAPEX) und Betriebskosten (OPEX), erhöhte spektrale Effizienz (SE), höhere Kapazität und verbesserte Leistung am Zellrand sowie effiziente Hardwareauslastung durch Ressourcenteilung und Virtualisierung von Netzwerkfunktionen (network function virtualization, NFV). Diese Zentralisierungsvorteile erfordern jedoch eine Transportverbindung (Fronthaul), die die Antenneneinheiten (remote radio units, RRUs) mit dem Pool an Basisbandeinheiten (basisband unit, BBU) verbindet. Im konventionellen C-RAN wird das bestehende CPRI-Protokoll (common public radio interface) für das Fronthaul-Netzwerk verwendet, um die rohen, unverarbeitet n Abtastwerte der In-Phaseund Quadraturkomponente (I/Q) des Basisbands zwischen der BBU und den RRUs zu transportieren. Dies erfordert eine enorme Fronthaul-Bandbreite, eine strenge niedrige Latenz in der Größenordnung von einigen hundert Mikrosekunden und eine sehr hohe Zuverlässigkeit. Um die extrem große Fronthaul-Bandbreite und die strengen Anforderungen an die geringe Latenz zu lockern und die Flexibilität des Fronthauls zu erhöhen, ist es daher äußerst wichtig, das Fronthaul neu zu gestalten und dabei trotzdem von den erwarteten Vorteilen der Zentralisierung zu profitieren. Daher wurde ein flexibel zentralisiertes CRAN mit unterschiedlichen Funktionsaufteilungen eingeführt. Außerdem ist das mobile 5G-Fronthaul (oft auch als evolved Fronthaul bezeichnet) als paketbasiert konzipiert und nutzt Ethernet als Transporttechnologie. Um die Bandbreitenbeschränkung zu erfüllen, wird in dieser Arbeit ein paketbasiertes Fronthaul unter Berücksichtigung einer geeigneten funktionalen Aufteilung so gewählt, dass die Fronthaul-Datenrate mit der tatsächlichen Nutzdatenrate gekoppelt wird, im Gegensatz zum klassischen C-RAN, bei dem die Fronthaul-Datenrate immer statisch und unabhängig von der Verkehrsbelastung ist. Wir passen Warteschlangen- und räumliche Verkehrsmodelle an, um mathematische Ausdrücke für statistische Multiplexing- Gewinne herzuleiten, die aus der Zufälligkeit im Benutzerverkehr gewonnen werden können. Hierdurch zeigen wir, dass die erforderliche Fronthaul-Bandbreite abhängig von der Gesamtverkehrsnachfrage, der Korrelationsdistanz und der Ausfallwahrscheinlichkeit deutlich reduziert werden kann. Darüber hinaus wird ein iterativer Optimierungsalgorithmus entwickelt, der die Auswirkungen der Anzahl der Piloten auf das bandbreitenbeschränkte Fronthaul zeigt. Dieser Algorithmus erreicht eine zusätzliche Reduktion der benötigte Fronthaul-Bandbreite. Mit dem Wissen über die Multiplexing-Gewinne und die mögliche Reduktion der Fronthaul-Bandbreite ist es für die Mobilfunkbetreiber (mobile network operators, MNOs) von Vorteil, die Module des optischen Sendeempfängers (transceiver, TRX) kostengünstig im C-RAN einzusetzen. Dazu wird unter Verwendung des gleichen Rahmenwerks ein Kostenmodell zur Fronthaul-TRX-Kostenoptimierung vorgestellt. Dies ist im C-RAN unerlässlich, da in einem WDM-PON-System (wavelength division multiplexing-passive optical network) die TRX im Allgemeinen bei Spitzenlast eingesetzt werden. Aufgrund der Schwankungen in den Verkehrsanforderungen (Gezeiteneffekt) kann das Fronthaul jedoch mit einer geringeren Kapazität dimensioniert werden, die einen vertretbaren Ausfall in Kauf nimmt, was zu Kosteneinsparungen durch den Einsatz von weniger TRXn und Energieeinsparungen durch den Einsatz der ungenutzten TRX im Schlafmodus führt. Der zweite Schwerpunkt der Arbeit ist die Fronthaul-Latenzanalyse, die eine kritische Leistungskennzahl liefert, insbesondere für die hochzuverlässige und niedriglatente Kommunikation (ultra-reliable low latency communications, URLLC). Ein analytisches Modell zur Berechnung der Latenz im Uplink (UL) des C-RAN mit massivem MIMO (multiple input multiple output) wird vorgestellt. Dazu wird ein Warteschlangen-Modell mit kontinuierlicher Zeit für den Ethernet-Switch im Fronthaul-Netzwerk betrachtet, das den UL-Verkehr von mehreren RRUs mit massivem MIMO aggregiert. Die geschlossenen Lösungen für die momenterzeugende Funktion (moment generating function, MGF) von Verweildauer-, Wartezeit- und Warteschlangenlängenverteilungen werden mit Hilfe der Pollaczek-Khinchin-Formel für unser M/HE/1-Warteschlangenmodell hergeleitet und mittels numerischer Verfahren ausgewertet. Darüber hinaus wird die Paketverlustrate derjenigen Pakete, die das Ziel nicht in einer bestimmten Zeit erreichen, hergeleitet. Aufgrund der Organisation der UL-Übertragungen in Zeitschlitzen wird das Modell zu einem Warteschlangenmodell mit diskreter Zeit erweitert. Der Einfluss der Paketankunftsrate, der durchschnittlichen Paketgröße, der SE der Benutzer und der Fronthaul-Kapazität auf die Verweildauer-, dieWartezeit- und dieWarteschlangenlängenverteilung wird analysiert. Während das Verlagern weiterer Signalverarbeitungsfunktionalitäten an die RRU die erforderliche Fronthaul-Bandbreite erheblich reduziert, erhöht sich dadurch im Gegenzug die Komplexität der RRU. Daher wird unter Berücksichtigung der flexiblen Numerologie von 5G New Radio (NR) und der XRAN-Funktionenaufteilung mit einer detaillierten RF-Kette (radio frequency) am RRU zunächst die gesamte RRU-Komplexität berechnet und später ein Kompromiss zwischen der erforderlichen Fronthaul-Bandbreite und der RRU-Komplexität untersucht. Wir kommen zu dem Schluss, dass trotz der zahlreichen Vorteile von C-RAN die strengen Bandbreiten- und Latenzbedingungen an das Fronthaul sorgfältig geprüft werden müssen und eine optimale funktionale Aufteilung unerlässlich ist, um die vielfältigen Anforderungen der neuen Funkzugangstechnologien (radio access technologies, RATs) zu erfüllen

Partilha de infraestruturas de telecomunicações

Mestrado em Engenharia Eletrónica e TelecomunicaçõesAs telecomunicações móveis têm enfrentado enormes desafios em todo o mundo, com especial ênfase nos países emergentes. A sua crescente importância para o crescimento das economias dos países tornam a sua presença essencial num mundo cada vez mais global e tecnológico. A partilha de infraestruturas de telecomunicações torna a implementação de comunicações móveis numa dada região ou país mais facilitada. No caso de Moçambique, que é dos países mais pobres do mundo, a partilha seria uma estratégia interessante de forma a permitir um rápido crescimento dos serviços de telecomunicações. Neste projeto, foi desenvolvida uma ferramenta que auxilia o estudo tecno-económico de cenários de partilha de infraestruturas de telecomunicações. Esta ferramenta permitiu assim criar cenários para a realidade Moçambicana. Esta dissertação pretende contribuir para o desenvolvimento da área das telecomunicações em mercados emergentes.Mobile telecommunications have been facing a vast number of challenges across the globe, with special emphasis on emerging countries. Their increasing importance for economic growth of countries make the presence of infrastructure essential in a progressively more global and technological world. Sharing telecommunication infrastructures can facilitate the implementation of mobile communications in a giving region or country. In the case of Mozambique, one of the poorest country of the world, a sharing strategy could potentially allow for a rapid expansion of telecommunication services. In this work project, a tool that supports the techno-economic study of scenarios of telecommunication infrastructure sharing was developed. Through this mechanism, scenarios that consider the Mozambican’s reality have been set up. This dissertation aims then to contribute to the development of the telecommunications sector in emerging markets

Optimization of the methodology of configuration of mobile communication networks

The mobile communication network has been growing quickly, and the mobile network maintenance is becoming more complex, in performance, network coverage, energy, time consuming and expensive. The telecommunication service provider and mobile network telecommunication operator worries to what is the better methodology to optimizing a mobile network configuration and to improve the most efficient operation and functionality, to increase a superior performance in technical aspect (Create, and integrate new network planning in hardware and software level), economic aspect (cost reduction in maintenance) and environmental aspect (use of renewable energy through solar panels or wind power system). The work developed in this dissertation aims to propose an optimization of methodology of configuration of mobile communication network and build an automated configuration system in different technology (GSM, UMTS and LTE) to provide a good quality and improvement in its architecture to meet the requirement for a large number of services or application through distinct means transmission and using technology appropriate with a new generation of hardware to reach certain area in a Base Station Transmition (BTS) and a Radio Network Controller (RNC) that permit configure and integrated hardware and software issues in distinct networks technology (GSM, UMTS and LTE).A rede de comunicação móvel tem crescido rapidamente e ficando cada vez mais complexa, sendo cada vez mais complicado melhorar o desempenho, a cobertura, a eficiência energética e ao mesmo tempo aumentar o numero de utilizadores e serviços. O provedor de serviços de telecomunicações e a operadora de rede móvel têm de se preocupar em optimizar de forma a garantir a melhor configuração de rede móvel tendo em vista melhorar a operação e funcionalidade, a fim de esta ser mais eficiente, no seu desempenho. Relativamente aos aspectos técnicos (Criar novo planeamento e integrar a uma rede ao nível hardware e de software), aspecto econômico (redução de custo na manutenção) e aspecto ambiental (uso de energia renovável, quer através de painéis solares como de sistemas eólicos). O trabalho desenvolvido nesta dissertação visa propor uma otimização da metodologia de configuração das redes de comunicação móveis e construir um sistema de configuração automatizado em diferentes tecnologias (GSM, UMTS e LTE), para garantir os mais altos padrões de qualidade e atender a exigência de um grande número de serviços ou aplicações através de diferentes meios de transmissão e uso de tecnologia apropriada com uma nova geração de hardware para atingir determinada área em uma Estação de Transmissão de Base (BTS) e numa Rede de Controlador de Rádio (RNC) que permitem configurar e integrar diversos tipos de hardware e software em tecnologia de diferentes redes (GSM, UMTS e LTE)

Laajennetun solukoon vaatimukset kolmannen sukupolven WCDMA tukiasemalle

Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia ja ohjeistaa mahdollisuudesta toteuttaa laajennettu solukoko olemassa olevissa WCDMA matkapuhelinverkoissa. Työn alussa pyritään luomaan yleiskäsitys WCDMA teknologiaan ja sen tarjoamiin mahdollisuuksiin sekä rajoituksiin. Tämän jälkeen tutkitaan ja luonnostellaan laajennetun solukoon toteuttamisen mahdollisuuksia käyttäen lähtökohtina radioaaltojen etenemismalleja ja erilaisia radioverkon suunnitteluun vaikuttavia tekijöitä. Erityistä huomiota kiinnitetään myös 3GPP:n WCDMA määrityksiin ja niiden synnyttämiin ongelmakohtiin. Lähdeaineistona diplomityön tutkimusosuudessa käytettiin kirjoitushetkellä julkisesti saatavilla olevaa materiaalia, joka koski WCDMA verkkosuunnittelua yleisesti. Tämän lisäksi käytössä oli myös 3GPP organisaation julkaisemat kolmannen sukupolven matkaviestinverkkoja koskevat määritykset. Tutkimus osoitti, että mikäli laajennettu solukoko halutaan ottaa käyttöön WCDMA ympäristössä, on tämänhetkisiin 3GPP määrityksiin tehtävä joitain muutoksia. Nämä muutokset koskevat ensisijaisesti kahta parametria: kierrosaikaa (RTT) sekä etenemisviivettä. Tällä hetkellä nämä kaksi parametria rajoittavat solun suurimman mahdollisen säteen noin 60 kilometriin. Näiden parametrien maksimiarvoa on kasvatettava, jotta se olisi riittävä suurille solusäteille. Näin meneteltäessä 3GPP määritykset eivät aiheuta rajoitusta solusäteelle, vaan rajoitus tulee radioaaltojen vaimenemisesta pitkillä etäisyyksillä. Optimaalisissa olosuhteissa voidaan suoritettujen laskelmien perusteella saavuttaa noin 100 kilometrin solusäde. Tällöin on kuitenkin myös varmistuttava, että paikallinen lainsäädäntö ei rajoita korkeiden antennimastojen käyttöönottoa. 3GPP- määrityksiin tehtävien muutosten voidaan katsoa olevan pakollisia, koska näin meneteltäessä voidaan varmistaa eri valmistajien laitteiden keskinäinen yhteensopivuus myös tulevaisuudessa. Tässä diplomityössä esiteltyjä ratkaisuluonnoksia voidaan käyttää apuna, kun suunnitellaan suuria solusäteitä sisältävää WCDMA radioverkkoa. Loppukäyttäjälle verkko-operaattorin päätös ottaa laajennettu solukoko käyttöön tietää ennen kaikkea peittoalueen parantumista tietyillä alueilla, joilla kuuluvuus on ollut heikko tai sitä ei ole ollut lainkaan

Soluções partilhadas para redes de telecomunicações

Mestrado em Engenharia Eletrónica e de TelecomunicaçõesDespite the substantial increase in the percentage of the globe surface covered by mobile communications, there are issues that have hampered the implementation and development of cellular networks in regions where the market and economic power are still under development. Many of these issues are of economic and financial nature. It is curiously a contradictory fact, since mobile communications on several occasions proved to be a great ally for the growth and economic development of this type of regions. Therefore, in situations such as these, where the development or installation of cellular networks is blocked or conditioned by economic and financial factors, the adoption of infrastructure or service sharing methods can facilitate the implementation and expansion of cellular networks in these regions. The work developed in this dissertation seeks to identify and study the most common methods of cellular network sharing. Through the use of a numerical tool, the effects and techno-economic benefits that each sharing method will bring to the operators interested in entering markets with these characteristics will be analyzed.Apesar do crescente aumento da superfície terrestre coberta pelas comunicações móveis, há questões que têm dificultado à implementação e desenvolvimento das redes celulares nas regiões onde o mercado e o poder económico ainda estão em desenvolvimento. Muitas dessas questões são de carácter económico e financeiro. O que se torna, curiosamente, um facto contraditório, uma vez que as comunicações móveis em diversas ocasiões provaram ser um grande aliado para o crescimento e desenvolvimento económico deste tipo de regiões. Portanto para situações como estas, onde o desenvolvimento ou instalação de redes celulares é travado ou condicionado por factores de carácter económico e financeiro, a adopção de métodos de partilha de infraestruturas ou serviços consegue facilitar a implementação e expansão de redes celulares nestas regiões. O trabalho desenvolvido nesta dissertação procura identificar e estudar os métodos mais comum de partilha. Através do uso de uma ferramenta de cálculo, analisam-se também os efeitos e benefícios económicos que cada método de partilha trará para os operadores interessados em entrar em mercados com características aqui consideradas

Mobile network design : Orange UK 2G to 3G mobile backhaul evolution

The research presented in this thesis is focused on the evolution of a GSM/GPRS (2G) cellular mobile network to UMTS (3G) and then subsequently, HSDPA. The particular technical area of research relates to the mobile backhaul network which provides the connectivity between radio cell sites which support the wide area radio coverage, and the mobile network operator’s core network. Due to the evolution of UMTS with HSDPA, the research covers the initial UMTS network rollout and then addresses the evolution of this infrastructure to support mobile broadband communications, through the introduction of HSDPA as a network upgrade. The two research questions being addressed are therefore: •How is it possible to evolve a GSM/GPRS mobile backhaul network to support a converged GSM/GPRS and UMTS cellular mobile service? •How is it possible to ensure scalability of the converged backhaul network given the introduction of HSDPA and associated mobile broadband data growth? The starting point of the research is an established GSM and GPRS commercial network in the UK and the study is based on the design of the Orange network and focused on the period 2000 to 2010. During this period the author was working as Principal Network Designer within Orange and had overall responsibility for the strategy, architecture and design of the UK mobile backhaul network. The thesis provides a detailed explanation of the novel network design that was adopted and how it was evolved throughout the ten year period covered by the research. The research proves that the original static TDM approach was not suitable for UMTS and therefore the outcome was the introduction of an ATM network with optimisation based on traffic class rt-VBR over protected STM-1 transmission links. HSDPA drove further traffic growth and resulted in an evolution of the solution to ensure massive scalability was supported through the migration to Carrier Ethernet and implementation of pseudo-wires. In addition, to providing a technical description of the network design, the thesis also aims to provide a historical record of the technologies and equipment used during this period of rapid change within the UKs mobile networks

Self-Organized Coverage and Capacity Optimization for Cellular Mobile Networks

Die zur Erfüllung der zu erwartenden Steigerungen übertragener Datenmengen notwendige größere Heterogenität und steigende Anzahl von Zellen werden in der Zukunft zu einer deutlich höheren Komplexität bei Planung und Optimierung von Funknetzen führen. Zusätzlich erfordern räumliche und zeitliche Änderungen der Lastverteilung eine dynamische Anpassung von Funkabdeckung und -kapazität (Coverage-Capacity-Optimization, CCO). Aktuelle Planungs- und Optimierungsverfahren sind hochgradig von menschlichem Einfluss abhängig, was sie zeitaufwändig und teuer macht. Aus diesen Grnden treffen Ansätze zur besseren Automatisierung des Netzwerkmanagements sowohl in der Industrie, als auch der Forschung auf groes Interesse.Selbstorganisationstechniken (SO) haben das Potential, viele der aktuell durch Menschen gesteuerten Abläufe zu automatisieren. Ihnen wird daher eine zentrale Rolle bei der Realisierung eines einfachen und effizienten Netzwerkmanagements zugeschrieben. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit selbstorganisierter Optimierung von Abdeckung und Übertragungskapazität in Funkzellennetzwerken. Der Parameter der Wahl hierfür ist die Antennenneigung. Die zahlreichen vorhandenen Ansätze hierfür befassen sich mit dem Einsatz heuristischer Algorithmen in der Netzwerkplanung. Im Gegensatz dazu betrachtet diese Arbeit den verteilten Einsatz entsprechender Optimierungsverfahren in den betreffenden Netzwerkknoten. Durch diesen Ansatz können zentrale Fehlerquellen (Single Point of Failure) und Skalierbarkeitsprobleme in den kommenden heterogenen Netzwerken mit hoher Knotendichte vermieden werden.Diese Arbeit stellt einen "Fuzzy Q-Learning (FQL)"-basierten Ansatz vor, ein einfaches Maschinenlernverfahren mit einer effektiven Abstraktion kontinuierlicher Eingabeparameter. Das CCO-Problem wird als Multi-Agenten-Lernproblem modelliert, in dem jede Zelle versucht, ihre optimale Handlungsstrategie (d.h. die optimale Anpassung der Antennenneigung) zu lernen. Die entstehende Dynamik der Interaktion mehrerer Agenten macht die Fragestellung interessant. Die Arbeit betrachtet verschiedene Aspekte des Problems, wie beispielsweise den Unterschied zwischen egoistischen und kooperativen Lernverfahren, verteiltem und zentralisiertem Lernen, sowie die Auswirkungen einer gleichzeitigen Modifikation der Antennenneigung auf verschiedenen Knoten und deren Effekt auf die Lerneffizienz.Die Leistungsfähigkeit der betrachteten Verfahren wird mittels eine LTE-Systemsimulators evaluiert. Dabei werden sowohl gleichmäßig verteilte Zellen, als auch Zellen ungleicher Größe betrachtet. Die entwickelten Ansätze werden mit bekannten Lösungen aus der Literatur verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagenen Lösungen effektiv auf Änderungen im Netzwerk und der Umgebung reagieren können. Zellen stellen sich selbsttätig schnell auf Ausfälle und Inbetriebnahmen benachbarter Systeme ein und passen ihre Antennenneigung geeignet an um die Gesamtleistung des Netzes zu verbessern. Die vorgestellten Lernverfahren erreichen eine bis zu 30 Prozent verbesserte Leistung als bereits bekannte Ansätze. Die Verbesserungen steigen mit der Netzwerkgröße.The challenging task of cellular network planning and optimization will become more and more complex because of the expected heterogeneity and enormous number of cells required to meet the traffic demands of coming years. Moreover, the spatio-temporal variations in the traffic patterns of cellular networks require their coverage and capacity to be adapted dynamically. The current network planning and optimization procedures are highly manual, which makes them very time consuming and resource inefficient. For these reasons, there is a strong interest in industry and academics alike to enhance the degree of automation in network management. Especially, the idea of Self-Organization (SO) is seen as the key to simplified and efficient cellular network management by automating most of the current manual procedures. In this thesis, we study the self-organized coverage and capacity optimization of cellular mobile networks using antenna tilt adaptations. Although, this problem is widely studied in literature but most of the present work focuses on heuristic algorithms for network planning tool automation. In our study we want to minimize this reliance on these centralized tools and empower the network elements for their own optimization. This way we can avoid the single point of failure and scalability issues in the emerging heterogeneous and densely deployed networks.In this thesis, we focus on Fuzzy Q-Learning (FQL), a machine learning technique that provides a simple learning mechanism and an effective abstraction level for continuous domain variables. We model the coverage-capacity optimization as a multi-agent learning problem where each cell is trying to learn its optimal action policy i.e. the antenna tilt adjustments. The network dynamics and the behavior of multiple learning agents makes it a highly interesting problem. We look into different aspects of this problem like the effect of selfish learning vs. cooperative learning, distributed vs. centralized learning as well as the effect of simultaneous parallel antenna tilt adaptations by multiple agents and its effect on the learning efficiency.We evaluate the performance of the proposed learning schemes using a system level LTE simulator. We test our schemes in regular hexagonal cell deployment as well as in irregular cell deployment. We also compare our results to a relevant learning scheme from literature. The results show that the proposed learning schemes can effectively respond to the network and environmental dynamics in an autonomous way. The cells can quickly respond to the cell outages and deployments and can re-adjust their antenna tilts to improve the overall network performance. Additionally the proposed learning schemes can achieve up to 30 percent better performance than the available scheme from literature and these gains increases with the increasing network size