Planeamento de uma rede privada 5G no MEO Arena

Abstract

Esta dissertação centra-se na análise e otimização do desempenho de uma rede privada 5G em ambiente indoor de elevada densidade de dispositivos, tomando como caso de estudo o pavilhão Meo Arena, em Lisboa, frequentemente utilizado para concertos e eventos de grande escala. O principal objetivo consiste em avaliar o impacto de diferentes parâmetros, como o número de estações base, o raio das células e a densidade de utilizadores, no desempenho global da rede, com foco em métricas como throughput, cobertura e relação sinal-ruído (SINR). Para realizar a simulação, recorreu-se a um simulador desenvolvido em linguagem Java, que foi adaptado para suportar as funcionalidades do 5G NR. O cenário de simulação foi concebido com base na geometria e capacidade do Meo Arena, considerando dois casos principais: um com 25 estações base e outro com 12 estações base. Os resultados indicam que desempenho da rede melhora com a utilização de células de menor raio, utilização de clustering e redução da densidade de utilizadores por setor. Estas configurações promovem maiores valores de SINR, throughput mais elevados e uma cobertura mais homogénea. O planeamento de redes privadas 5G com elevada densidade de estações base e células de pequena dimensão é particularmente eficaz em ambientes indoor como na aplicabilidade no Meo Arena, onde a concentração de equipamentos é muito elevada e a exigência de qualidade de serviço é crítica.

This dissertation focuses on the analysis and optimization of the performance of a private 5G network in a high-density indoor environment, taking the Meo Arena in Lisbon, frequently used for concerts and large-scale events as a case study. The main objective is to evaluate the impact of different parameters, such as the number of base stations, cell radius, and user density, on overall network performance, focusing on key metrics such as throughput, coverage and signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR). To carry out the simulation, a simulator developed in Java was used and adapted to support 5G NR functionalities. The simulation scenario was designed based on the geometry and capacity of the Meo Arena, considering two main cases: one with 25 base stations and another with 12 base stations. The results indicate that network performance improves with the use of smaller cell radio, carrier aggregation (clustering), and reduced user density per sector. These configurations lead to higher SINR values, increased throughput, and more homogeneous coverage. The planning of private 5G networks with a high density of base stations and small cells proves to be particularly effective in indoor environments such as the Meo Arena, where the concentration of devices is extremely high and quality of service requirements are critical.