Cost based optimization for strategic mobile radio access network planning using metaheuristics

La evolución experimentada por las comunicaciones móviles a lo largo de las últimas décadas ha sido motivada por dos factores principales: el surgimiento de nuevas aplicaciones y necesidades por parte del usuario, así como los avances tecnológicos. Los servicios ofrecidos para términales móviles han evolucionado desde el clásico servicio de voz y mensajes cortos (SMS), a servicios más atractivos y por lo tanto con una rápida aceptación por parte de usuario final como, video telephony, video streaming, online gaming, and the internet broadband access (MBAS). Todos estos nuevos servicios se han convertido en una realidad gracias a los avances técnologicos, avances tales como nuevas técnicas de acceso al medio compartido, nuevos esquemas de codificiación y modulación de la información intercambiada, sistemas de transmisión y recepción basados en múltiples antenas (MIMO), etc. Un aspecto importante en esta evolución fue la liberación del sector a principios de los años 90, donde la función reguladora llevado a cabo por las autoridades regulatorias nacionales (NRA) se ha antojado fundamental. Uno de los principales problemas tratados por la NRA espcífica de cada nación es la determinación de los costes por servicios mayoristas, esto es los servicios entre operadores de servicios móvilles, entre los que cabe destacar el coste por terminación de llamada o de inteconexión. El servicio de interconexión hace posible la comunicación de usuarios de diferente operadores, así como el acceso a la totalidad de servicios, incluso a aquellos no prestados por un operador en concreto gracias al uso de una red perteneciente a otro operador, por parte de todos los usuarios. El objetivo principal de esta tesis es la minimización de los costes de inversión en equipamiento de red, lo cual repercute en el establecimiento de las tarifas de interconexión como se verá a lo largo de este trabajo. La consecución de dicho objetivo se divide en dos partes: en primer lugar, el desarrollo de un conjunto de algoritmos para el dimesionado óptimo de una red de acceso radio (RAN) para un sistema de comunicaciones móvilles. En segundo lugar, el diseño y aplicación de algoritmos de optimización para la distribución óptima de los servicios sobre el conjunto de tecnologías móviles existentes (OSDP). El modulo de diseño de red proporciona cuatro algoritmos diferenciados encargados del dimensionado y planificación de la red de acceso móvil. Estos algoritmos se aplican en un entorno multi-tecnología, considerando sistemas de segunda (2G), tercera (3G) y cuarta (4G) generación, multi-usuario, teniendo en cuenta diferentes perfiles de usuarios con su respectiva carga de tráfico, y multo-servicio, incluyendo voz, servicios de datos de baja velocidad (64-144 Kbps), y acceso a internet de banda ancha móvil. La segunda parte de la tesis se encarga de distribuir de una manera óptima el conjunto de servicios sobre las tecnologías a desplegar. El objetivo de esta parte es hacer un uso eficiente de las tecnologías existentes reduciendo los costes de inversión en equipamiento de red. Esto es posible gracias a las diferencias tecnológicas existente entre los diferentes sistemas móviles, que hacen que los sistemas de segunda generación sean adecuados para proporcionar el servicio de voz y mensajería corta, mientras que redes de tercera generación muestran un mejor rendimiento en la transmisión de servicios de datos. Por último, el servicio de banda ancha móvil es nativo de redes de última generadón, como High Speed Data Acces (HSPA) y 4G. Ambos módulos han sido aplicados a un extenso conjunto de experimentos para el desarrollo de análisis tecno-económicos tales como el estudio del rendimiento de las tecnologías de HSPA y 4G para la prestación del servicio de banda ancha móvil, así como el análisis de escenarios reales de despliegue para redes 4G que tendrán lugar a partir del próximo año coinicidiendo con la licitación de las frecuencias en la banda de 800 MHz. Así mismo, se ha llevado a cabo un estudio sobre el despliegue de redes de 4G en las bandas de 800 MHz, 1800 MHz y 2600 MHz, comparando los costes de inversión obtenidos tras la optimización. En todos los casos se ha demostrado la mejora, en términos de costes de inversión, obtenida tras la aplicación de ambos módulos, posibilitando una reducción en la determinación de los costes de provisión de servicios. Los estudios realizados en esta tesis se centran en la nación de España, sin embargo todos los algoritmos implementados son aplicables a cualquier otro país europeo, prueba de ello es que los algoritmos de diseño de red han sido utilizados en diversos proyectos de regulación

Cost based optimization for strategic mobile radio access network planning using metaheuristics

La evolución experimentada por las comunicaciones móviles a lo largo de las últimas décadas ha sido motivada por dos factores principales: el surgimiento de nuevas aplicaciones y necesidades por parte del usuario, así como los avances tecnológicos. Los servicios ofrecidos para términales móviles han evolucionado desde el clásico servicio de voz y mensajes cortos (SMS), a servicios más atractivos y por lo tanto con una rápida aceptación por parte de usuario final como, video telephony, video streaming, online gaming, and the internet broadband access (MBAS). Todos estos nuevos servicios se han convertido en una realidad gracias a los avances técnologicos, avances tales como nuevas técnicas de acceso al medio compartido, nuevos esquemas de codificiación y modulación de la información intercambiada, sistemas de transmisión y recepción basados en múltiples antenas (MIMO), etc. Un aspecto importante en esta evolución fue la liberación del sector a principios de los años 90, donde la función reguladora llevado a cabo por las autoridades regulatorias nacionales (NRA) se ha antojado fundamental. Uno de los principales problemas tratados por la NRA espcífica de cada nación es la determinación de los costes por servicios mayoristas, esto es los servicios entre operadores de servicios móvilles, entre los que cabe destacar el coste por terminación de llamada o de inteconexión. El servicio de interconexión hace posible la comunicación de usuarios de diferente operadores, así como el acceso a la totalidad de servicios, incluso a aquellos no prestados por un operador en concreto gracias al uso de una red perteneciente a otro operador, por parte de todos los usuarios. El objetivo principal de esta tesis es la minimización de los costes de inversión en equipamiento de red, lo cual repercute en el establecimiento de las tarifas de interconexión como se verá a lo largo de este trabajo. La consecución de dicho objetivo se divide en dos partes: en primer lugar, el desarrollo de un conjunto de algoritmos para el dimesionado óptimo de una red de acceso radio (RAN) para un sistema de comunicaciones móvilles. En segundo lugar, el diseño y aplicación de algoritmos de optimización para la distribución óptima de los servicios sobre el conjunto de tecnologías móviles existentes (OSDP). El modulo de diseño de red proporciona cuatro algoritmos diferenciados encargados del dimensionado y planificación de la red de acceso móvil. Estos algoritmos se aplican en un entorno multi-tecnología, considerando sistemas de segunda (2G), tercera (3G) y cuarta (4G) generación, multi-usuario, teniendo en cuenta diferentes perfiles de usuarios con su respectiva carga de tráfico, y multo-servicio, incluyendo voz, servicios de datos de baja velocidad (64-144 Kbps), y acceso a internet de banda ancha móvil. La segunda parte de la tesis se encarga de distribuir de una manera óptima el conjunto de servicios sobre las tecnologías a desplegar. El objetivo de esta parte es hacer un uso eficiente de las tecnologías existentes reduciendo los costes de inversión en equipamiento de red. Esto es posible gracias a las diferencias tecnológicas existente entre los diferentes sistemas móviles, que hacen que los sistemas de segunda generación sean adecuados para proporcionar el servicio de voz y mensajería corta, mientras que redes de tercera generación muestran un mejor rendimiento en la transmisión de servicios de datos. Por último, el servicio de banda ancha móvil es nativo de redes de última generadón, como High Speed Data Acces (HSPA) y 4G. Ambos módulos han sido aplicados a un extenso conjunto de experimentos para el desarrollo de análisis tecno-económicos tales como el estudio del rendimiento de las tecnologías de HSPA y 4G para la prestación del servicio de banda ancha móvil, así como el análisis de escenarios reales de despliegue para redes 4G que tendrán lugar a partir del próximo año coinicidiendo con la licitación de las frecuencias en la banda de 800 MHz. Así mismo, se ha llevado a cabo un estudio sobre el despliegue de redes de 4G en las bandas de 800 MHz, 1800 MHz y 2600 MHz, comparando los costes de inversión obtenidos tras la optimización. En todos los casos se ha demostrado la mejora, en términos de costes de inversión, obtenida tras la aplicación de ambos módulos, posibilitando una reducción en la determinación de los costes de provisión de servicios. Los estudios realizados en esta tesis se centran en la nación de España, sin embargo todos los algoritmos implementados son aplicables a cualquier otro país europeo, prueba de ello es que los algoritmos de diseño de red han sido utilizados en diversos proyectos de regulación

Novel heuristics for cell radius determination in WCDMA systems and their application to strategic planning studies

We propose and compare three novel heuristics for the calculation of the optimal cell radius in mobile networks based on Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) technology. The proposed heuristics solve the problem of the load assignment and cellular radius calculation. We have tested our approaches with experiments in multiservices scenarios showing that the proposed heuristics maximize the cell radius, providing the optimum load factor assignment. The main application of these algorithms is strategic planning studies, where an estimation of the number of Nodes B of the mobile operator, at a national level, is required for economic analysis. In this case due to the large number of different scenarios considered (cities, towns, and open areas) other methods than simulation need to be considered. As far as we know, there is no other similar method in the literature and therefore these heuristics may represent a novelty in strategic network planning studies. The proposed heuristics are implemented in a strategic planning software tool and an example of their application for a case in Spain is presented. The proposed heuristics are used for telecommunications regulatory studies in several countries

A Theoretical Overview of Mobile Networks Environment in Ecuador Prior To 5G

Many countries in the Latin American region experience the technology gap when new technologies are either developing or in testing scenarios. Telecommunications services provider must be encouraged, allowing universal access to broadband networks. According to telecommunication analysts, a Gross Domestic Product (GDP) growth results when broadband penetration increases. With this background, there should not be considerations in delays regarding the technology expansion for improving data and mobile communications or for the deployment of coming technologies. This paper presents an analysis of regulatory aspects of mobile networks in the Republic of Ecuador for visualizing the current situation regarding Information and Communication Technologies (ICT) and the advent of 5G, especially in aspects such as infrastructure, penetration and economic development. The purpose is that the reader has an understanding of how government policies in accordance with international recommendations and the participation of those involved in the telecommunications sector encourage technological advances in an emerging country

Formulating a Proactive Entry Strategy for Ericsson in India New Site Leasing Industry

Ericsson India is looking into the possibility to enter a new business in the country. The business is a “telecom site leasing” service which would be included in Ericsson’s service portfolio. Services are an increasingly important part of the company’s total revenues. Demand for so called turn-key services, meaning full implementation and control over a customer’s network, is an example of a service which is increasing in developing countries like India. Ericsson finds it therefore natural to grow within the service segment in these markets. The idea to expand the service offerings with an entrance to the so called tower industry emerged from identified new opportunities and a noted market demand. This thesis has investigated how Ericsson should enter this “site leasing” business in India. The business is expected to take off with or without Ericsson, as regulators and the Indian government see many benefits to the economy with the concept. Since the aim of the concept is to achieve as many tenants as possible per tower, infrastructure costs are expected to decrease per operator. The cost reductions is the main reason for the belief that the service is expected to improve coverage in rural areas, which at the present have a network penetration of less than 2%. The service is also supported by the government and the regulators because it is estimated to improve countryside and city esthetics and network capacity in urban areas, which are facing problems with insufficient space. It was found through various analyses that Ericsson should invest in a pilot project initially to minimize risks. After an evaluation of the pilot project it is recommended to start an aggressive investment strategy. In this way it is believed that Ericsson will raise barriers for entering competitors and thus create a more profitable business. The strategy is also believed to overcome the weakness of the Ericsson non-associated tower brand easier through faster implementation of the business on a wider scale than competitors. Moreover, it was also found that Ericsson should differentiate the service compared to competitors. Ericsson has the capability to supply customers with a service with perceived benefits, thereof the strategy. It is estimated that Ericsson will alone be able to hold such a position in the industry and thus the incentive to price their service slightly higher than competitors. It is furthermore recommended that Ericsson should monitor the new business closely to correct dissatisfying performance in time

Mobile (wireless) Telecommunication Sector: An Indian Perspective and PESTLE Analysis

Revolutionary changes in how people interact while travelling at a distance have given rise to several mobile communication tactics. Numerous generations of Mobile telecommunications/telephony have progressed as 1G, 2G, 3G, 4G, 5G, and 6G (now under research). However, in the context of India, mobile telephony can be realized from 2G. The sector has directly or indirectly been impacted by political, social, economic, technological, legal, and environmental (PESTLE) aspects. Therefore, the study objectives are first to discuss the (mobile) telecom sector evolution outline and, second, the factors that contributed to sectoral development by the PESTLE framework. The conceptual foundation of the work is secondary source

Flexible Investment Decisions in the Telecommunications Industry: Case Applications using Real Options

The telecommunications sector is one of the most innovative, high-growth, capitalintensive yet volatile sector of the economy. This research addresses critical concerns of how, when, and why an enterprise or a service provider should undertake new investments. The study investigates the power of flexibility in investment decision making process, by applying the real options methodology. Five case applications are studied: a) investment decisions in next generation wireless networks; b) investing in integrated wireless networks; c) migration to wireless broadband internet services; d) valuing deployment of Wi-Fi networks in enterprise markets; and e) valuing Hosted VOIP services for enterprise markets. The case studies are analyzed both qualitatively and quantitatively

WiMax - a critical view of the technology and its economics

University of the Witwatersrand Faculty of Engineering and the Built Environment School of Information and Electrical EngineeringMobile Broadband is now more of a necessity than a luxury, especially amongst the younger generation, irrespective of where they live. Mobile WiMax and LTE, the latest and fastest Mobile Broadband technologies, mark significant improvements over 3G networks because they use IP (Internet Protocol) end-to-end. To end-users, this means faster network speeds, better quality services, and increased coverage area. To the Network Operators, this means simplified network architectures, efficient use of resources, and improved security. In this report, the different issues and challenges related to deploying Mobile WiMax (802.16e or 802.16m) in rural South Africa, were identifed and explored. In this project, Atoll, SONAR, and Touch Point analysis tools were used to determine which Mobile Broadband technology is economically and technically suited for rural South Africa. It was found that LTE yields superior performance results than WiMax, which in turn yields superior performance results to all other existing 3G technologies. However it will take time for LTE to reach rural areas therefore WiMax can be considered as a solution to extend Broadband services to rural South Africa and thus assist in bridging the digital divide. Recommendations on how best to deploy Mobile WiMax are made based on observations made from the experimental work.MT201

Managing the radio spectrum : framework for reform in developing countries

Bringing management of the radio spectrum closer to markets is long overdue. The radio spectrum is a major component of the infrastructure that underpins the information society. Spectrum management, however, has not kept up with major changes in technology, business practice, and economic policy that have taken place worldwide during the last two decades. For many years traditional government administration of the spectrum worked reasonably well, but more recently it has led to growing technical and economic inefficiencies as well as obstacles to technological innovation. Two alternative approaches to spectrum management are being tried in several countries, one driven by the market (tradable spectrum rights) and another driven by technology innovation (spectrum commons). This paper discusses the basic features, advantages and limitations, scope of application, and requirements for implementation of these three approaches. The paper then discusses how these approaches can be made to work under conditions that typically prevail in developing countries, including weak rule of law, limited markets, and constrained fiscal space. Although spectrum reform strategies for individual countries must be developed case by case, several broadly applicable strategic options are outlined. The paper proposes a phased approach to addressing spectrum reform in a country. It ends by discussing aspects of institutional design, managing the transition, and addressing high-level changes such as the transition to digital television, the path to third-generation mobile services, launching of wireless fixed broadband services, and releasing military spectrum. The paper is extensively annotated and referenced.E-Business,Roads&Highways,Telecommunications Infrastructure,Climate Change,ICT Policy and Strategies