[ca] Avui en dia, el ràpid creixement de les comunicacions mòbils està canviant el món cap a una societat completament connectada. Les xarxes 4G actuals representen casi la m trànsit mòbil total, i en els propers anys s'espera que el trànsit total de dades mòbils augmenti dràsticament. Per gestionar aquest increment de trànsit de dades, els operadors adopten topologies de xarxa com ara les xarxes heterogènies (HetNets). D'aquesta manera, els operadors poden desplegar centenars de cel·les petites per a cada cella macro, permetent reduir forats en la cobertura i/o la manca de capacitat. Amb l'arribada d'aquesta tecnologia, s'espera que incrementi enormement el nombre de nodes en el nou ecosistema, de manera que les activitats de gestió de xarxa tradicionals, basades en, per exemple, el disseny manual i els assaigs de camp esdevenen simplement inviables. Com a conseqüència, la literatura acadèmica ha dedicat una quantitat significativa d'esforç als algorismes de xarxa auto organitzada (SON). Aquestes solucions tenen com a objectiu portar la intel·ligència i capacitat d'adaptació autònoma a les xarxes mòbils, reduint el capital i les despeses operatives (CAPES/OPEX). Un altre aspecte a tenir en compte és que aquest tipus de xarxes generen una gran quantitat de dades durant el seu funcionament habitual, en forma de mesuraments de control, gestió i dades. S'espera que aquestes dades incrementin amb la tecnologia 5G, degut a diferents aspectes com ara la densificació, l'heterogeneïtat en capes i tecnologies, la complexitat addicional en el control i la gestió de la virtualització de les funcions de xarxa (NFV) i xarxes definides per software (SDN), i l'adveniment de la internet de les coses (IoT), entre d'altres. En aquest context, els operadors s'enfronten al repte de dissenyar tecnologies eficients, mentre introdueixen nous serveis, aconseguint objectius en termes de satisfacció del client, i on l'objectiu global d'un operador és la construcció de xarxes que són autoconscients, auto-adaptables i intel·ligents. Aquesta tesis ofereix una contribució al disseny, l'anàlisi i l'avaluació de les solucions SON per millorar el rendiment de l'operador de xarxa, les xi despeses i l'experiència dels usuaris, fent que la xarxa sigui més auto-adaptable i intel·ligent. També proporciona una contribució al disseny d'una eina de planificació de xarxa autoconscient, el que permet predir la qualitat de servei (QoS) oferta als usuaris finals, basada en dades ja disponibles a la xarxa. Les contribucions principals d'aquesta tesis es divideixen en dues parts. La primera part presenta una nova arquitectura funcional basada en un aprenentatge per reforç (RL) automàtic i auto-organitzat, enfocat en modelar funcionalitats SON, on la tasca principal és l'auto-coordinació de les diferents accions dutes a terme perles diferents funcions SON a ser executades de forma automàtica en una xarxa Long Term Evolution (LTE) auto-organitzada. L'enfocament proposat introdueix un nou paradigma perfer front als conflictes generats per l'execució simultània de múltiples funcions SON, revelant que l'enfocament proposat és prou general per modelar totes les funcions SON i els seus conflictes derivats. La segona part de la tesis està dedicada al problema de la predicció de la qualitat de servei. En particular, el nostre objectiu és trobar patrons de coneixement a partir de dades de la capa física adquirides de xarxes LTE heterogènies. Proposem un enfocament que no només és capaç de verificar el nivell de QoS experimentat pels usuaris, a través de mesuraments de la capa física dels UEs, sinó que també és capaç de predir-ho basant-se en mesuraments adquirits en diferents instants, i de diferents regions de la xarxa heterogènia. Proposem per tant fer prediccions amb independència de la ubicació física, aprofitant l'experiència adquirida en altres sectors de la xarxa, per dimensionar i desplegar nodes heterogenis correctament. En aquest context, utilitzem l'aprenentatge automàtic (ML) com a eina per permetre que la xarxa aprengui de l'experiència, millorant el rendiment, i l'anàlisi de grans volums de dades per a conduir la xarxa de reactiva a predictiva. Durant l'elaboració d'aquesta tesis, s'han extret dues conclusions principals clau. En primer lloc, destaquem la importància de dissenyar algorismes SON eficients per fer front eficaçment a diversos reptes, com ara la ubicació més adequada de funcions SON i algorismes per resoldre adequadament el problema d'implementació distribuïda o centralitzada, o la solució de conflictes entre funcions SON executades a diferents nodes o xarxes. En segon lloc, en termes d'eines de planificació de xarxes, es poden trobar diferents eines cobrint una àmplia gamma de sistemes i aplicacions orientades a la indústria, així com per a fins d'investigació. En aquest context, les solucions investigades són sotmeses contínuament a canvis importants, on un del principals impulsors és presentar solucions més rentables

[es] Hoy en día, el rápido crecimiento de las comunicaciones móviles está cambiando el mundo hacia una sociedad completamente conectada. Las redes 4G actuales representan casi la mitad del tráfico móvil total, y en los próximos años se espera que el tráfico total de los dispositivos móviles aumente drásticamente. Para gestionar este incremento de tráfico de datos, los operadores adoptan tecnologías de redes como las redes heterogéneas. De esta manera, los operadores pueden desplegar centena res de pequeñas celdas por cada macro celda, permitiendo reducir zonas sin cobertura y/o falta de capacidad. Con la introducción de esta tecnología, se espera que incremente de manera sustancia l el número de nodos en el nuevo ecosistema, de manera que las actividades de gestión de las redes tradicionales, basadas en, por ejemplo, el diseño manual, sean inviables. Como consecuencia, la literatura académica ha dedicado un esfuerzo significativo al diseño de algoritmos de redes auto-organizadas (SON). Estas soluciones tienen como objetivo introducir inteligencia y capacidad autónoma a las redes móviles, reduciendo la capacidad y costes operativos. Otro aspecto a tener en cuenta es que este tipo de redes generan una gran cantidad de datos durante su funcionamiento habitual, en forma de medidas de control y gestión de datos. Se espera que estos datos incrementen con la tecnología SG, debido a diferentes aspectos como los son la densificación de redes heterogéneas, la complejidad adicional en el control y la gestión de la virtualización de las funciones de redes (NFV) y las redes definidas por software (SON), así como la llegada del internet de las cosas (loT), entre otros. En este contexto, los operadores se enfrentan al reto de diseñar tecnologías eficientes, mientras introducen nuevos servicios, consiguiendo objetivos en términos de satisfacción del cliente, en donde el objetivo global del operador es la construcción de redes auto-conscientes, auto-adaptables e inteligentes. Esta tesis ofrece una contribución al diseño y evaluación de soluciones SON para mejorar el rendimiento de las redes, los costes y la experiencia de los usuarios, consiguiendo que la red sea auto-adaptable e inteligente. Así mismo, proporciona una contribución al diseño de una herramienta de planificación de red auto-consciente, que permita predecir la calidad de servicio brindada a los usuarios finales, basada en la explotación de datos disponibles en la red.