Planeamento de rede privada 5G no Instituto de Saúde do Zango 8000

Abstract

A evolução para redes móveis de quinta geração (5G) marca um avanço significativo, trazendo maior velocidade, capacidade de dados e novas arquiteturas. Este estudo foca nas Redes Privadas 5G, abordando suas características, vantagens, desafios e casos de uso. Redes Privadas 5G são redes dedicadas que atendem demandas específicas de empresas, oferecendo segurança, flexibilidade e alta eficiência, com redução de latência e maior throughput. A arquitetura dessas redes, que separa o acesso de rádio do núcleo, permite maior controle e personalização em comparação com redes públicas. Esta dissertação considera o planeamento de uma rede privada 5G no cenário específico da Escola de Saúde no Zango 8000 – em Luanda, Angola. No cenário analisado, há uma estação de base exterior e três estacões de base interiores distribuídas pelos três edifícios da Escola de Saúde do Zango. Todas as transmissões envolvem duas zonas com diferentes ritmos binários, em função da distância à estação de base. Os utentes que estão próximos das estações de base recebem símbolos 256QAM com uma taxa de codificação 𝑅𝑐=7/8 e com alcance máximo de 25 metros; na segunda zona recebem-se símbolos 16QAM com 𝑅𝑐=3/4 e o alcance mãximo é de 50 metros. Considerou-se também a técnica de agrupamento (clustering) das estações de base onde foram considerados os tamanhos 1C e 3C. Conclui-se que, apesar dos benefícios, a adoção de redes privadas 5G exige análise cuidadosa de requisitos técnicos e econômicos.

The evolution toward fifth-generation (5G) mobile networks marks a significant technological leap, offering enhanced speed, data capacity, and innovative architectures. This study focuses on Private 5G Networks, examining their characteristics, benefits, challenges, and use cases. Private 5G Networks are dedicated systems designed to meet the specific demands of organizations, providing enhanced security, flexibility, and high efficiency, with reduced latency and increased throughput. Their architecture, which separates the radio access from the network core, allows for greater control and customization compared to public networks. This dissertation considers the planning of a private 5G network in the specific scenario of the School of Health at Zango 8000 – in Luanda, Angola. In the analyzed scenario, there is an outdoor base station and three indoor base stations distributed across the three buildings of the Zango Health School. All transmissions involve two zones with different binary rates, depending on the distance from the base station. Users who are close to the base stations receive 256QAM symbols with an encoding rate Rc=7/8 and a maximum range of 25 meters; in the second zone, 16QAM symbols are received with Rc=3/4 and the maximum range is 50 meters. The technique of clustering of the base stations was also considered, where sizes 1C and 3C were considered. In conclusion, while private 5G networks offer significant benefits, their adoption requires careful analysis of technical and economic requirements.