Dissertação

{en_GB=Exploring the Use of mmWaves for Backhauling and Fronthauling in 5G and beyond Wireless Networks} {} EVALUATED

{pt=Nos próximos anos, está previsto um aumento exponencial na quantidade de tráfego móvel e no número de dispositivos conectados. As redes 5G foram concebidas para enfrentar esses desafios e as ondas milimétricas são consideradas um fator essencial para a nova geração de redes móveis. Os detalhes da implementaçao de ondas milimétricas ainda são incertos, no entanto, estão a ser consideradas várias frequências (p. ex. 28 GHz, 60 GHz) em combinação com o uso de tecnologias como beamforming e mMIMO. Esta dissertação tem como objetivo identificar o melhor método para implementação de ondas milimétricas nas redes 5G, através da criação de uma ferramenta de planeamento de rede capaz de produzir soluções realistas que cumprem os requisitos dos serviços 5G, tanto para acesso rádio como backhaul. A ferramenta dá enfâse a soluções small cell no exterior de áreas urbanas densas. Foram desenvolvidos algoritmos para validação de Linha de Vista, seleção de estações base, e configuração de rede de acordo com as topologias propostas (estrela, árvore e malha), entre outros. A ferramenta foi aplicada a vários cenários de teste num mapa Manhattan-like. Os resultados demonstram que a instalação de small cells em postes de iluminação é a mais benéfica. Relativamente á rede backhaul, a topologia em estrela tem o pior desempenho entre as três enquanto a topologia em malha é a opção menos dispendiosa em termos de infraestrutura. A topologia em árvore também apresenta resultados promissores. , en=The amount of wireless traffic and number of connected devices are expected to explode in the coming future. The 5G of mobile networks has been envisioned to address these challenges and mmWave technology has often been identified as a key enabler for the newest generation of mobile networks. The specifics of mmWave deployment are still uncertain, but several frequency bands are being considered (e.g. 28 GHz, 60 GHz) along with the usage of complementary techniques such as beamforming, and mMIMO. This dissertation aims to determine the optimal deployment options for mmWaves in 5G networks, by creating a radio network planning tool able to provide realistic solutions that meet 5G service requirements, for both access and backhaul. The tool focuses on outdoor small cell deployments, mainly on dense urban environments. The network planner required the development of a LoS validation algorithm, a BS selection algorithm, and a network planning algorithm according to three proposed backhaul topologies (Star, Tree, and Mesh), among others. The network planner was applied to several testing scenarios on a Manhattan-like map. The results show that the installation of small cells on lamp-posts is the optimal solution. Nevertheless, other options such as building façades and traffic lights are also feasible. Regarding the backhaul network, the star topology is the worst-performing of the three topologies while the mesh topology is the less expensive in terms of backhauling infrastructure. The tree topology also shows promising results. }
{pt=5G, Ondas Milimétricas, Planeamento de Rede, Backhaul, Topologias de Rede, Small Cells, en=5G, Millimeter Waves, Network Planning, Mobile Backhaul, Small Cells, Backhaul Topologies}

Outubro 28, 2020, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

Pedro Manuel de Almeida Carvalho Vieira

ISEL-IPL

Professor Adjunto

ORIENTADOR

António José Castelo Branco Rodrigues

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar