Gestión avanzada de redes móviles mediante análisis de datos masivos

Abstract

El crecimiento, en tamaño y complejidad, experimentado en las redes de comunicaciones móviles durante los últimos años ha evidenciado la incapacidad de los procesos actuales para una apropiada gestión de dichas redes. Además, el aumento de las expectativas de los usuarios en los actuales servicios de movilidad, ha forzado a los operadores a modernizar sus procesos de gestión, actualmente enfocados en el rendimiento de la red, para considerar la calidad de experiencia (Quality of Experience, QoE) y la satisfacción del usuario. Este nuevo paradigma ha popularizado el uso de técnicas de automatización para la gestión de redes, resultando en las conocidas como redes autoorganizadas (Self Organizing Networks, SON). Por otro lado, los últimos avances en la tecnología de la información han propiciado el desarrollo de nuevas técnicas de análisis de datos masivos (Big Data Analytics, BDA) permitiendo mejorar los procesos de gestión mencionados anteriormente. Esta tesis aborda el uso de técnicas de BDA para desarrollar nuevos procesos para la gestión de la red, centrados en la satisfacción del usuario, haciendo uso de la información generada por los diferentes elementos de la red. En primer lugar, se propone un método para ajustar los umbrales de calidad de servicio definidos en las funciones de utilidad, usadas para caracterizar la QoE de algunos de los servicios más demandados actualmente en las redes móviles. El objetivo es permitir la actualización automática de los principales modelos de QoE con funciones de utilidad. Como novedad, este modelo hace uso de técnicas de BDA para el cálculo de los nuevos umbrales mediante el uso de trazas de conexión generadas en la red, eliminando la necesidad de procesos costosos (p. ej., encuestas) o el uso de dispositivos externos a la red (p. ej., aplicaciones instaladas en terminales móviles) para evaluar la QoE. En segundo lugar, se presenta el potencial que las aplicaciones de monitorización y análisis del tráfico de la red troncal ofrecen para la gestión de la QoE en redes celulares comerciales. El objetivo es describir el esquema básico de este tipo de aplicaciones para la monitorización de la QoE, proponiendo una metodología genérica para validar su configuración con el fin de asegurar un correcto funcionamiento. Además, se exponen diferentes casos de uso en los que se refleja la utilidad que las técnicas de BDA pueden ofrecer en este tipo de aplicaciones en el contexto de la QoE tras su despliegue en redes móviles reales. Por último, se propone un método automático para la identificación y priorización de alarmas, utilizadas en la gestión de fallos, en base a la necesidad de acciones adicionales para la resolución del problema subyacente en la red. El objetivo del método es simplificar el proceso de gestión de fallos reduciendo el número de alarmas que deben ser gestionadas por el personal especializado que resuelve la incidencia, y restaurar el servicio de la red tan pronto como sea posible. Para ello, el método hace uso de técnicas de BDA para predecir, de forma automática, aquellas alarmas que requieren de la generación de un ticket de incidencia para su posterior revisión. Los métodos propuestos en esta tesis se conciben como parte de los procesos automáticos de gestión de red. Tanto para su desarrollo como para la evaluación de su desempeño, se han empleado datos de redes comerciales en las que coexisten diversos servicios y tecnologías de acceso radio.