Desarrollo de una herramienta de monitoreo y análisis predictivo mediante una técnica de machine learning para redes móviles 4G LTE

Este proyecto describe un sistema automatizado de monitorización y alertas para gestionar el porcentaje de uso de Bloques de Recursos Físicos (PRBs) en el enlace descendente y el tráfico de usuarios sobre un número determinado de celdas de red de acceso radio de estaciones base. Con la utilización d...

Full description

Autores:
Hernández Martínez, Jean Carlos
Lizarazo Prieto, Santiago Enrique
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Repositorio:
RIUD: repositorio U. Distrital
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.udistrital.edu.co:11349/94252
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/11349/94252
Palabra clave:
Comunicación móvil 4G
Monitoreo computarizado
Análisis de datos
Aprendizaje de máquina
Red de radio acceso
Desarrollo de software
Ingeniería en Telecomunicaciones -- Tesis y disertaciones académicas
4G mobile communication
Computerized monitoring
Data analysis
Machine Learning
Radio Access network
Software development
Rights
License
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La solución genera alertas visuales mediante un gráfico de barras en un dashboard web cuando exista un alto uso de Bloques de Recursos Físicos (PRBs), y, cuando se detecte un bajo uso de Bloques de Recursos Físicos (PRBs). Estas alertas permitirán a los operadores de telecomunicaciones tomar decisiones de manera proactiva sin tener que esperar hasta semanas a que un equipo se dedique a identificar manualmente celda por celda. Además, el proyecto incorpora técnicas de aprendizaje computacional (ML, del inglés) y modelos estadísticos, utilizando la librería Prophet de Meta para realizar predicciones sobre el porcentaje de uso de Bloques de Recursos Físicos (PRBs) en el enlace descendente de las celdas. Estas predicciones permiten anticipar el comportamiento de la red a 30 días o más, facilitando una planificación proactiva y mejorando la capacidad de respuesta ante posibles congestiones o subutilización de los recursos.This project describes an automated monitoring and alerting system to manage the percentage of downlink Physical Resource Blocks (PRBs) usage and user traffic over a given number of base station radio access network cells. Using Python and different APIs as data analysis tools, the system analyzes real network conditions, extracting logs from a database, while continuously and uninterruptedly monitoring the status of PRBs and traffic in each cell, in order to efficiently determine the status of a large number of cells in a very short time. The solution generates visual alerts via a bar graph on a web dashboard when there is a high usage of Physical Resource Blocks (PRBs), and when a low usage of Physical Resource Blocks (PRBs) is detected. These alerts will allow telecom operators to make proactive decisions without having to wait up to weeks for a team to manually identify cell by cell. In addition, the project incorporates machine learning (ML) techniques and statistical models, using Meta's Prophet library to make predictions about the percentage of Physical Resource Blocks (PRBs) usage in the downlink of cells. These predictions allow anticipating the behavior of the network 30 days or more ahead, facilitating proactive planning and improving the response capacity to possible congestion or underutilization of resources.pdfspaComunicación móvil 4GMonitoreo computarizadoAnálisis de datosAprendizaje de máquinaRed de radio accesoDesarrollo de softwareIngeniería en Telecomunicaciones -- Tesis y disertaciones académicas4G mobile communicationComputerized monitoringData analysisMachine LearningRadio Access networkSoftware developmentDesarrollo de una herramienta de monitoreo y análisis predictivo mediante una técnica de machine learning para redes móviles 4G LTEDevelopment of a monitoring and predictive analysis tool using a machine learning technique for 4G LTE mobile networksbachelorThesisMonografíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fAbierto (Texto Completo)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2E. Linares Martinez, E. Mejia Saavedra, and B. E. Mejia, "Diseño de un sistema de optimización de una red celular 4G LTE utilizando Machine Learning para la ciudad de Iquitos," Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Repositorio académico de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, 2023.J. M. Calderon Chauchi and B. J. Lipa Oscco, "Diseño de una herramienta y metodología para la detección, geolocalización y clasificación de sectores interferentes para la tecnología 4G basado en Machine Learning y Redes neuronales convolucionales," Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Repositorio académico de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, 2023.C. J. Benavides Rivera, "Predicción de comportamiento en tráfico de red LTE y ajuste de parametrización para maximizar performance de red," Universidad de Chile, Repositorio académico de la Universidad de Chile, 2021.J. J. Gutiérrez Terraza, "Aplicación de técnicas de aprendizaje automático y analítica predictiva para mejorar desempeño de redes 4G LTE," Universidad de Chile, Repositorio académico de la Universidad de Chile, 2021.J. M. Gran Josa, "Predicción de tráfico en redes móviles mediante Deep Learning," Universitat Oberta de Catalunya, Repositorio institucional, Universitat Oberta de Catalunya, 2019.M. C. Díaz Vega, "Diseño de una aplicación android para monitorear los indicadores de calidad de la señal de una red 4G-LTE," Repositorio institucional, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, 2021.C. E. Zambrano Caicedo and J. J. Sanabria Rodríguez, "Análisis de Interferencias en la Interfaz de Radio en las Redes de Telecomunicaciones Móviles de 3ra y 4ta Generación," Repositorio institucional, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, 2020.H. Gao, J. S. Bawa, and R. Paranjape, "Una evaluación del planificador de equidad proporcional en una red LTE-A implementada físicamente", in *Conferencia Internacional IEEE 2019 sobre Redes Avanzadas y Sistemas de Telecomunicaciones (ANTS)*, 2020.A. Kukushkin, "4G‐Long Term Evolution (LTE) System, and LTE‐A, are parts of: Introduction to Mobile Network Engineering: GSM, 3G-WCDMA, LTE and the Road to 5G," Wiley, 2018.T. Rincy and G. Roopam, “A Survey on Machine Learning Approaches and Its Techniques,” in *IEEE International Students' Conference on Electrical, Electronics and Computer Science (SCEECS)*, 2020.JetBrains s.r.o., “DataGrip: The Cross-Platform Database and SQL IDE,” JetBrains, 2024. [Online]. Available: https://www.jetbrains.com/es-es/datagrip/.Plotly, “Dash Python User Guide,” 2024. [Online]. Disponible: https://dash.plotly.com/. [Accedido: Ago. 7, 2024].Maif, “Monitor de Shapash - Predicción de precios,” Plotly, 2024. [Online]. Disponible: https://shapash-demo.ossbymaif.fr/. 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