Planeamento de uma rede privada 5G na Cidade da Praia em Cabo Verde

Abstract

A implementação das redes 5G representa uma revolução na conectividade das redes móveis. Esta nova geração oferece alta velocidade, baixa latência e suporte massivo a dispositivos conectados. Um planeamento adequado é primordial para aproveitar da melhor forma as vantagens que essa rede oferece e impulsionem a transformação digital em diversos setores, como saúde, indústria, transporte e cidades inteligentes. Este trabalho de investigação propõe um planeamento de rede 5G privada na cidade da Praia, capital de Cabo Verde, sendo a cidade pioneira a implementar uma rede de quinta geração no país. O principal objetivo foi avaliar como a conectividade 5G pode responder as necessidades de comunicação móvel naquela cidade. O planeamento desta rede envolveu a adoção da técnica de MIMO massivo, para 5G NSA com frequências portadoras de 3.6 GHz e 900 MHz, e a realização de simulações de cobertura de rede para uma determinada quantidade de dispositivos ou utilizadores conectados, diferentes raios de cobertura, modulações, três configurações de cluster, largura de banda diferentes e portadoras diferentes. As métricas de desempenho da rede obtidas são throughput e cobertura e CDF da relação SINR e throughput. Os resultados obtidos mostram que para a implementação de rede 5G com menos utilizadores tem-se melhor desempenho da rede a nível de throughput e da relação SINR. Um raio de cobertura menor influência positivamente a taxa de transmissão. O desempenho do sistema não depende de fatores isolados, mas sim da forma como os recursos de transmissão são partilhados em diferentes condições de operação.

The implementation of 5G networks represents a revolution in mobile network connectivity, offering higher speed, low latency, and massive support for connected devices. To fully harness these advantages, proper network planning is essential, enabling the digital transformation of sectors such as healthcare, industry, transportation, and smart cities. This research proposes the planning of a private 5G network in the city of Praia, the capital of Cabo Verde, making it the pioneer in adopting fifth-generation communications in the country. The main objective was to assess how 5G connectivity can address the mobile communication needs of the city. The planning considered the use of massive MIMO for 5G NSA, operating in the 3.6 GHz and 900 MHz frequency bands, with network coverage simulations for different numbers of users, coverage radii, modulations, cluster configurations, bandwidths, and carriers. The performance metrics adopted were throughput, coverage, and CDF of SINR and Throughput. The results show that, in scenarios with fewer users, the network achieves better performance in terms of throughput and SINR. Moreover, a smaller coverage radius implies in a higher transmission rate. It is concluded that the system’s performance does not depend on isolated factors, but rather on how transmission resources are shared under different operating conditions.