Discente: Caio Matheus Pereira Braga
Orientadora: Prof. Dr. Eliana Pantaleão
Título: Desenvolvimento de Software para análise qualitativa do sinal de redes móveis 4G de Padrão LTE
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O TCC da graduado Caio Matheus Pereira Braga, do curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações, pela UFU no campus Patos de Minas, propõe o desenvolvimento de um software inovador para smartphones, que permite aos usuários medir e analisar variáveis críticas relacionadas à qualidade e desempenho do sinal 4G LTE. O crescimento acelerado no número de usuários de redes móveis apresenta desafios significativos para os profissionais do setor, que buscam continuamente aprimorar seus serviços para satisfazer e expandir sua base de clientes.
INTRODUÇÃO
É notável que nas últimas décadas o uso de telefones celulares tem crescido exponencialmente no Brasil e no mundo e, com isso, aumentou-se o tráfego de dados e a necessidade de transmissão cada vez mais velozes.
O padrão Long Term Evolution (LTE) tem sido o mais utilizado dentre os disponíveis na quarta geração, pois apresenta uma maior qualidade de serviços, maior eficiência espectral, infraestruturas mais baratas, entre outras muitas características favoráveis ao LTE.
Com o intuito de monitorar suas redes e garantir uma melhor qualidade e experiência para seu usuário, as operadoras realizam diversos testes de campo para medir a qualidade do sinal em suas redes.
Dois métodos muito utilizados pelas operadoras são o drive-test e o walk-test. Nesse tipo de teste de campo, medições sobre a conexão das redes celulares de várias tecnologias são realizadas nas áreas de cobertura utilizando aparelhos de medição e softwares capazes de capturar e armazenar informações sobre essas redes, e que têm um custo de aquisição muito elevado. Estes testes permitem que as operadoras identifiquem os níveis de sinal em cada setor, interferências, alterações na rede e diversos outros parâmetros.
Devido a isso, esse trabalho visa o desenvolvimento de um software para avaliação da medição do desempenho e qualidade do sinal de redes móveis 4G, com ênfase em medições de redes do padrão LTE. O software foi desenvolvido para plataformas móveis e instalado em smartphones para realização de medições. O software desenvolvido tem funcionalidades auxiliares para a análise das informações medidas, como gráficos, cálculos estatísticos e mapas de cobertura.
Introdução à telefonia celular
Sistemas de telefonia celulares são sistemas capazes de fornecer uma ligação de telefones às PSTN (Public switched telephone network - rede telefônica mundial comutada por circuitos) através de uma conexão sem fio, desde que esses telefones estejam no alcance de rádio do sistema em uso.
Quarta geração – 4G
Através das redes 4G, o acesso à internet se tornou ainda mais presente no meio das comunicações móveis. Nesse tipo de tecnologia, os usuários podem ter milhares de possibilidades, podendo escolher entre diversas aplicações e ambientes. As premissas dessa tecnologia ditam que os usuários poderão acessar as informações em qualquer lugar e a qualquer hora, enviando e recebendo um volume grande de informações, dados, fotos, vídeos, entre outros.
LTE (Long Term Evolution) ou E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Access Network) é parte do EPS (Evolved Packet System), que é a arquitetura resultante. O EPC (Evolved Packet Core) que é a parte de acesso ao núcleo das redes IP, também faz parte do EPS. Houve também a introdução do método de acesso OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) como interface de acesso de rede aérea.
Parâmetros de desempenho e qualidade:
Reference Signal Reference Power
Resolução da Anatel quanto ao limiar mínimo de RSRP
Reference Signal Reference Quality
Reference Signal Strength Indicator
Signal to Interference And Noise Ratio
Técnicas de múltiplas antenas
Channel Quality Indicator (CQI)
Throughput
Aparelhos e softwares de medição comerciais
Scanner: é um aparelho capaz de capturar informações sobre parâmetros de qualidade da rede, e é um grande aliado na análise de QoS
Modem Huawei® E392: é utilizado para fazer conexão com a rede 4G nos testes de redes LTE.
Software Rohde & Schwarz® Rohmes 4: Esta ferramenta é um software que trabalha em conjunto com aparelhos de medição, e que gera resultados a cerca das medições realizadas por scanners ou aparelhos móveis de forma instantânea. Fornece resultados e soluções para problemas como falta de cobertura, identificação de interferências, além de realizar teste de QoS completos.
O software desse trabalho foi desenvolvido com base no Sistema Android.
Criação dos Layouts
Medições
As medições foram feitas tomando como base testes realizados no modelo de drivetest e walk-test, que são formas comuns de se realizar avaliações em redes de telecomunicações. O equipamento utilizado para medições foi um smartphone ASUS ZENFONE ZE554KL, que tem as seguintes configurações:
Sistema operacional: Android Oreo 8.0.
Memória RAM: 4GB.
Processador: Octa-core com clock de 2GHz.
Memória interna: 64GB.
RESULTADO E DISCUSSÕES
Os dados capturados pelo software foram organizados na tabela de seu banco de dados interno, que é uma tabela, que contém dados reais obtidos nas medições.
CONCLUSÃO
O software desenvolvido permitiu a captura de informações utilizadas na análise de qualidade e detecção de problemas de redes móveis. Também foram desenvolvidas as funcionalidades extras propostas para o software, como a plotagem de gráficos, a construção de mapas e algumas análises estatísticas utilizando os dados medidos, que foram de suma importância na análise dos resultados finais, tornando-os mais práticos e fáceis de serem analisados.
Depois de feitos os testes e as análises dos resultados, percebeu-se que todas as variáveis como relevo, construções civis e vegetação podem produzir variações no sinal, e podem causar atenuações severas. E utilizando os resultados e discussões como base, afirma-se que através do uso de um smartphone é possível sim realizar análises satisfatórias no sinal das redes móveis, porém, o uso do software desenvolvido atualmente permite somente análises mais sucintas, mas que podem ser muito úteis na identificação de problemas.
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