Diseño Inteligente de una Red de Transmisión Inalámbrica (RND)

La colocación de antenas para las estaciones es la principal tarea que se efectúa a la hora de establecer la infraestructura de una red de radio [CGK01]. Esta tarea es especialmente importante en las redes de tipo celular tales como la red GSM, ya que el emplazamiento de una antena determina la celda que cubre y, en última instancia, la cobertura que ofrecerá la red. Por otra parte, la instalación de una antena de telefonía no es algo trivial, ya que se debe buscar un emplazamiento bien situado, que ofrezca una buena cobertura y esté alejado de lugares restringidos tales como pudiera ser un colegio o un hospital. Además tales instalaciones suelen tener asociado un elevado coste económico, no sólo por los equipos necesarios, sino por el coste de alquiler del emplazamiento, que suele ser un bloque de viviendas. Debido a esto, el problema de colocación de antenas, también conocido como diseño de la red de radio (radio network design, RND) constituye una tarea crítica que puede alcanzar una gran complejidad cuando se pretende realizar en un entorno extenso como puede ser una gran ciudad.

Esta tarea se puede plantear como un problema de optimización en el que se pretende alcanzar la mayor cobertura posible en un escenario a la vez que se emplea el menor número posible de antenas, que sólo pueden colocarse en un conjunto de emplazamientos disponibles (generalmente azoteas de edificios). De esta manera se puede aplicar con éxito técnicas de optimización combinatoria que permiten obtener configuraciones de antenas eficientes en un tiempo razonable. Para ello se emplea una función de fitness que calcula un valor de mérito para cada solución a partir de los objetivos:

Fitness = (Porcentaje de cobertura)^2 / (Antenas empleadas)

Actualmente se trabaja sobre una instancia real del problema RND, en la que se busca diseñar una red celular que ofrezca cobertura a la ciudad de Málaga (ver siguiente figura). En esta instancia se dispone de 1000 localizaciones para colocar antena, repartidas por los edificios de la ciudad.