Αυτοματοποιημένη εφαρμογή εκτίμησης αναγκών χωρητικότητας δικτύου WCDMA

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη μιας αυτοματοποιημένης εφαρμογής για την εκτίμηση των αναγκών χωρητικότητας δικτύου WCDMA. Η ανάπτυξη της εφαρμογής έγινε σε συνεργασία με μεγάλη εταιρεία παροχής υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας που δραστηριοποιείται στην Ελλάδα. Στόχος, λοιπόν, της εφαρμογής ήταν η αυτοματοποίηση των μεθόδων σχεδιασμού της χωρητικότητας του δικτύου, καθώς και η πρόβλεψη των απαιτούμενων διορθωτικών ενεργειών σε περιπτώσεις προβλημάτων συμφόρησης αυτού. Στα πλαίσια λοιπόν, της παρούσας εργασίας θα μελετήσουμε, αρχικά, τις εισαγωγικές θεωρητικές έννοιες που σχετίζονται με τα δίκτυα WCDMA και με την θεωρητική εκτίμηση της χωρητικότητας για τα δίκτυα αυτά. Στη συνέχεια, θα σταθούμε στο σχεδιασμό και τη διαχείριση της χωρητικότητας που πραγματοποιείται για το δίκτυο UMTS της ίδιας της εταιρείας, δίνοντας βάση στους σημαντικότερους παράγοντες που επηρεάζουν τη χωρητικότητα, όπως είναι εκπεμπόμενη ισχύς του συστήματος στην κατερχόμενη ζεύξη, οι χρησιμοποιούμενοι κώδικες διαυλοποίησης, τα στοιχεία καναλιών του συστήματος καθώς και η συνολική ισχύς και οι συνθήκες του ραδιοδικτύου στην ανερχόμενη ζεύξη. Επίσης, αναλύονται οι μέθοδοι και οι διαδικασίες που χρησιμοποιούνται για τη συνεχή παρακολούθηση και διαχείριση των πόρων του συστήματος, την ανίχνευση πιθανής συμφόρησης και τους τρόπους αντιμετώπισής της. Τέλος, περιγράφεται αναλυτικά η διαδικασία ανάπτυξης της εφαρμογής, με την παράθεση τμημάτων του κώδικα που χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία της, αλλά και με την εκτέλεση παραδειγμάτων για την καλύτερη κατανόηση της λειτουργίας της, καθώς και με συνοπτική παρουσίαση και σχολιασμό των αποτελεσμάτων της.

The purpose of this report is the development of a software application for estimating the capacity needs of a WCDMA network. The development of the application took place in the premises of one of the biggest telecommunications providers currently operating in Greece. The goal of this application was the automation of the capacity planning procedures of the company's network, as well as the forecasting of the necessary actions required to solve any potential problems regarding traffic load. In order to familiarize with the necessary terms, we begin by providing theoretical information on the main concepts related with WCDMA and, especially, capacity planning. Next, we will try to explain the capacity management techniques that the company implements for the UMTS network, focusing on factors that affect capacity, such as downlink transmitted carrier power, channelization codes, channel elements, uplink received total power and network conditions. In addition, we will analyze the specific procedures used for monitoring and allocating the available radio resources, emphasizing on Admission Control and Congestion Control. Finally, we will describe the methods and algorithms used for developing the application, attaching parts of the application's coding, as well as running a simulation in order to better understand the idea and results of the capacity planning procedure.