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Equation Chapter 1 Section 1

Proyecto Fin de Carrera

Ingeniería de Telecomunicación

Monitorización y Gestión de la Capacidad de la

Interfaz Radio de una Red UMTS

Autor: José Juan González Mena

Tutor: María José Madero Ayora

Dep. Teoría de la Señal y Comunicaciones

Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2015

iii

Proyecto Fin de Carrera

Ingeniería de Telecomunicación

Monitorización y Gestión de la Capacidad de la

Interfaz Radio de una Red UMTS

Autor:

José Juan González Mena

Tutor:

María José Madero Ayora

Profesor titular

Dep. de Teoría de la Señal y Comunicaciones

Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2015

v

Proyecto Fin de Carrera: Monitorización y Gestión de la Capacidad de la Interfaz Radio de una Red UMTS

Autor: José Juan González Mena

Tutor: María José Madero Ayora

El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros:

Presidente:

Vocales:

Secretario:

Acuerdan otorgarle la calificación de:

Sevilla, 2015

El Secretario del Tribunal

vii

A mi familia

A mis maestros

ix

Agradecimientos

Agradezco a mi tutora María José por su tiempo, y por darme ese empujón que necesitaba para poder terminar

este camino.

Agradezco a mi familia, y en especial, a mi mujer y a mis hijos por su apoyo y comprensión.

José Juan González Mena

Sevilla, 2015

xi

Resumen

La comunicación mediante teléfonos móviles se ha convertido hoy en día en algo fundamental para las

personas. Para ello es necesario que los operadores desplieguen y mantengan redes móviles, que proporcionen

este servicio a los usuarios de sus redes.

Son los departamentos de planificación dentro de un operador los que se encargan de diseñar los despliegues

de red, así como, una vez desplegados los nodos, garantizar que tengan la capacidad suficiente para mantener

una calidad de servicio adecuada. El análisis de la capacidad se ha convertido en algo cada vez más crítico,

debido al incremento del tráfico de datos que se viene produciendo desde la llegada de los smartphones.

Este proyecto trata de dar una visión general de cómo se monitoriza una red móvil, y cómo se gestionan los

recursos disponibles, llevando a cabo ampliaciones cuando sea necesario. Nos centraremos en el caso de una

red UMTS con equipos Huawei, y concretamente en la parte que afecta a su interfaz radio.

xiii

Abstract

Communication via mobile phones has become today something essential for people. This requires operators

to deploy and maintain mobile networks to provide this service to users of its networks.

Planning departments within an operator are responsible for designing network deployments and ensure that

they have sufficient capacity to maintain adequate quality of service. The capacity analysis has become

increasingly critical, due to increased data traffic that has been occurring since the arrival of smartphones.

This project aims to give an overview of how a mobile network is monitored, and how available resources are

managed by carrying out extensions when necessary. We focus in the case of an UMTS network with Huawei

equipment, specifically in the part relating to the radio interface.

Índice

Agradecimientos ix

Resumen xi

Abstract xiii

Índice xiv

Índice de Tablas xvi

Índice de Figuras xviii

Glosario xxii

1 Objetivo y estructura del proyecto 1 1.1 Objetivos del proyecto 1 1.2 Estructura del proyecto 1

2 Evolución de las Redes Móviles 3 2.1 Los inicios de la red móvil 3 2.2 Telefonía móvil analógica (1G) 4

2.2.1 NMT (NORDIC MOBILE TELEPHONE) 5 2.2.2 AMPS (ADVANCED MOBILE PHONE SYSTEM) 5 2.2.3 CDPC (CELLULAR DIGITAL PACKET DATA) 5 2.2.4 MOBITEX 5 2.2.5 DATATAC 5

2.3 Segunda Generación (2G) 6 2.3.1 GSM 6 2.3.2 GPRS (GENERAL PACKET RADIO SYSTEM) 7 2.3.3 EDGE (ENHANCED DATA RATES FOR GSM EVOLUTION) 7

2.4 Tercera generación (3G): la banda ancha móvil 8 2.4.1 UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS SYSTEM) 8 2.4.2 HSPA (HIGH SPEED PACKET ACCESS) 8

2.5 Cuarta generación (4G) 9

3 Acceso Radio del Sistema UMTS 11 3.1 La técnica de acceso W-CDMA 12

3.1.1 Spreading y despreading 14 3.1.2 La capacidad de los sistemas 17

3.2 Arquitectura UTRAN 19

4 Recursos en el Interfaz Radio 23 4.1 Recursos de banda base 25

4.1.1 Procedimientos de asignación de los recursos banda base 26 4.1.2 Especificaciones de producto 30 4.1.3 Consumo de los recursos de banda base 33 4.1.4 Ampliación de recursos banda base 35 4.1.5 Contadores asociados a los recursos banda base 35

4.2 Recursos de potencia 40 4.2.1 Carga en el downlink 40

xv

4.2.2 Carga en el uplink 44 4.3 Recursos de códigos OVSF 48

4.3.1 Contadores asociados a los códigos OVSF 50 4.3.2 Ampliaciones de capacidad recomendadas 54

4.4 Recursos CNBAP 54 4.4.1 Contadores asociados a los recursos CNBAP 54 4.4.2 Ampliaciones de capacidad recomendadas 57

5 Descripción de los Equipos Huawei 59 5.1 BTS3900 59

5.1.1 BBU3900 60 5.1.2 Módulos RF 64

5.2 Tipos de emplazamiento 67 5.3 Escenarios Habituales 69

5.3.1 Indoor GSM900 + DCS1800 69 5.3.2 Indoor GSM900 + U900 + U2100 69 5.3.3 Indoor GSM900 + DCS1800 + U900 + U2100 71 5.3.4 Outdoor GSM900 + DCS1800 + U900 + U2100 72 5.3.5 Escenario cuando no se pueden usar RRUs 73

6 Herramientas de Monitorización 75 6.1 PRS 76

6.1.1 Ejecución de una consulta en PRS 77 6.2 Business Objects 79

6.2.1 Ejecución de una consulta en Business Objects 81 6.3 Bases de Datos de Parámetros y de Configuración Hardware 83

6.3.1 Base de Datos de Parámetros 83 6.3.2 Base de Datos de Configuración Hardware 85

6.4 Visor de Estadísticos 87

7 Métodos de monitorización y Gestión 93 7.1 Proceso Reactivo 94

7.1.1 Cuadro de mandos del proceso reactivo 97 7.1.2 CSSR (Call Setup Success Rate) 102

7.2 Planes programados 105 7.2.1 Universo de nodos afectados por el plan 105 7.2.2 Ejemplo de un plan programado 108

7.3 Movimiento de licencias y uso de nodos almacén 109

8 Conclusiones y Líneas Futuras 111 8.1 Conclusiones 111 8.2 Líneas futuras 111

Bibliografía 113

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 4-1 Especificaciones de las tarjetas WBBP 31

Tabla 4-2 Número de usuarios HSUPA y HSDPA soportados por una WBBP 32

Tabla 4-3 Especificaciones de Throughput de la tarjeta WBBP 32

Tabla 4-4 Consumo de CEs de los servicios R99 34

Tabla 4-5 Consumo de CEs UL de los servicios HSUPA 34

Tabla 4-6 Alarmas RF reportadas por el nodo 48

Tabla 4-7 Capacidad CNBAP en diferentes escenarios 54

Tabla 5-1 Configuraciones típicas de RRU3908V2 65

Tabla 5-2 Configuración PA1 y PA2 en RRU3908V2 66

Tabla 5-3 Configuraciones típicas de RRU3808V1 66

Tabla 6-1 Parámetros Tabla UMTS_RADIO_UCELL 84

Tabla 6-2 Configuración de portadoras de un NodoB 85

Tabla 6-3 Bastidores del nodo 85

Tabla 6-4 Tarjetas del nodo 86

Tabla 6-5 Grupos de recursos UL 86

Tabla 6-6 Grupos de recursos DL 87

Tabla 6-7 Asignación de celda a tarjeta 87

Tabla 7-1 Ejemplo de listado de consumos de CEs 97

Tabla 7-2 Consumo de potencia de un nodo a nivel de celda 97

Tabla 7-3 Consumo de potencia del nodo 98

Tabla 7-4 Ejemplo de listado de carga CNBAP 98

Tabla 7-5 Capacidad CNBAP de nodos 98

Tabla 7-6 Ejemplo de cuadro de mandos 99

Tabla 7-7 Ejemplo de tarjetas de un nodo 99

Tabla 7-8 Ejemplo de grupos de recursos 99

Tabla 7-9 Ejemplo de fallos por congestión de CEs 101

Tabla 7-10 Causas de congestión RRC 103

Tabla 7-11 Causas de congestión RAB 104

Tabla 7-12 Ejemplo de estimación de CEs 108

Tabla 7-13 Ejemplo de estimación de potencia 109

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2-1 DynaTAC8000X 4

Figura 3-1 Analogía utilizada para describir la técnica CDMA 13

Figura 3-2 Técnicas de acceso en el dominio tiempo-frecuencia-potencia 14

Figura 3-3 Incremento de la banda por efecto del spreading 14

Figura 3-4 Reducción de las interferencias en la técnica CDMA 16

Figura 3-5 Árbol de secuencias de spreading 17

Figura 3-6 Arquitectura UTRAN 20

Figura 4-1 Recursos de la RNC, Nodo B y Celda 23

Figura 4-2 Estructura de la unidad banda base del Nodo B 26

Figura 4-3 Procedimientos de asignación de recursos de un grupo de recurso UL 27

Figura 4-4 Grupos de recurso en diferentes configuraciones (Escenario 1) 28



Figura 4-7 Ejemplo de compartición de recursos CE DL 30

Figura 4-8 Procedimientos de asignación de recursos de un grupo de recurso DL 30

Figura 4-9 Consumo de recursos DL de los servicios HSDPA 35

Figura 4-10 Asignación dinámica de los recursos de potencia 41

Figura 4-11 Procedimiento Common Measurement Report 43

Figura 4-12 Relación entre RTWP, incremento de ruido, y carga uplink 45

Figura 4-13 Número de usuarios equivalentes por servicio 46

Figura 4-14 Árbol de códigos OVSF 49

Figura 4-15 Asignación de códigos estática controlada por la RNC 49

Figura 4-16 Asignación de códigos dinámica controlada por la RNC 50

Figura 4-17 Asignación de códigos dinámica controlada por el NodoB 50

Figura 4-18 Ejemplo asignación canales OVSF 51

Figura 4-19 Medición de radio links recibidos 56

Figura 5-1 Solución de producto de la serie BTS3900 60

Figura 5-2 Configuración típica de BBU3900 en modo GSM+UMTS 61

Figura 5-3 Distribución de slots/tarjetas en la BBU3900 61

Figura 5-4 Tarjeta GTMU 62

Figura 5-5 Tarjeta WMPT 62

Figura 5-6 Tarjeta UMPT 62

Figura 5-7 Tarjeta WBBP 63

Figura 5-8 Tarjeta UBRI 63

xix

Figura 5-9 Tarjeta UTRP 63

Figura 5-10 Tarjeta UPEU 64

Figura 5-11 Tarjeta UEIU 64

Figura 5-12 Modelos de RRU 65

Figura 5-13 MRFU 67

Figura 5-14 BTS3900 Indoor 68

Figura 5-15 BTS3900A Outdoor 68

Figura 5-16 Configuración Indoor GSM900 + DCS1800 69

Figura 5-17 Configuración Indoor GSM900 + U900 + U2100 70

Figura 5-18 Configuración Indoor GSM900 + U900 + U2100 con 4 sectores 70

Figura 5-19 Configuración Indoor GSM900 + DCS1800 + U900 +U2100 71

Figura 5-20 Configuración Indoor GSM900 + DCS1800 + U900 +U2100 con 4 sectores 72

Figura 5-21 Configuración Outdoor GSM900 + DCS1800 + U900 + U2100 72

Figura 5-22 Escenarios en configuración compacta 73

Figura 5-23 Configuración Indoor compacta GSM900 + DCS1800 + U900 + U2100 73

Figura 6-1 Arquitectura M2000 75

Figura 6-2 Arquitectura de PRS 76

Figura 6-3 Página Principal de PRS 77

Figura 6-4 Consulta de PRS 77

Figura 6-5 Selección de contadores en PRS 78

Figura 6-6 Selección del período temporal en PRS 79

Figura 6-7 Resultado de consulta en PRS 79

Figura 6-8 Funciones de Business Objects 80

Figura 6-9 Ventana Principal de Business Objects 81

Figura 6-10 Ventana de Consulta de Bussines Objects 81

Figura 6-11 Panel de Consulta de Business Objects 82

Figura 6-12 Resultado de Consulta de Business Objects 83

Figura 6-13 Base de Datos con tablas de parámetros de la red 84

Figura 6-14 Ventana Principal Base de Datos del Visor 88

Figura 6-15 Formulario Visor CEs 89

Figura 6-16 Formulario Visor Potencia 89

Figura 6-17 Gráfica de consumo de CEs 90

Figura 6-18 Gráficas Potencia DL 90

Figura 6-19 Gráfica Usuarios y Potencia UL 91

Figura 7-1 Nodo con crecimiento de tráfico continuo 93

Figura 7-2 Nodo con crecimiento de tráfico estacional 94

Figura 7-3 Nodo con crecimiento eventual 94

Figura 7-4 Proceso Reactivo 95

Figura 7-5 Cálculo de promedios semanales 95

Figura 7-6 Nodo con tráfico de Fin de Semana 96

Figura 7-7 Nodo con tráfico de No-Fin de Semana 96

Figura 7-8 Ejemplo de consumo de CEs de un nodo 100

Figura 7-9 Consumo de CEs a nivel de grupo 101

Figura 7-10 Planes programados 105

Figura 7-11 Ejemplo filtrado nodo estival I 106

Figura 7-12 Ejemplo filtrado nodo estival II 107

Figura 7-13 Ejemplo filtrado nodo estival III 107

Figura 7-14 Ejemplo filtrado nodo estival IV 107

Figura 7-15 Evolución anual del consumo de CEs 108

Glosario

AMPS Advanced Mobile Phone System

ARQ Automatic Repeat Request

BBU BaseBand Unit

BSC Base Station Controller

BSS Base Station Subsystem

BTS Base Transceiver Station

CDPC Cellular Digital Packet Data

CE Channel Element

CNBAP Common Node B Application Part

CPRI Common Public Radio Interface

CS Circuit Switching

CSSR Call Setup Success Rate

DECT Digital Enhanced Cordless Telecommunications

DL Down Link

DPU Data Processing Unit

EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution

ENU Equivalent Number of Users

ETSI European Telecommunications Standards Institute

FACH Forward Access Channel

FDD Frequency Division Duplexing

FDMA Frequency Division Multiple Access

GPRS General Packet Radio System

GSM Global System for Mobile communications

GTMU GSM Transmission & Management Unit for BBU

HSDPA High Speed Downlink Packet Access

HSPA High Speed Packet Access

HSUPA High Speed Uplink Packet Access

KPI Key Performance Indicator

LMPT LTE Main Processing & Transmission unit

LTE Long Term Evolution

MPU Main Processing Unit

MRFU Multi-mode Radio Frequency Unit

MSC Mobile Switching Centre

NMT Nordic Mobile Telephone

OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access

xxiii

OLAP On-Line Analytical Processing

OSI Open System Interconnection

OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor

PCH Paging Channel

PDC Personal Digital Cellular

PRS Performance Surveillance

PS Packet Switching

PSTN Public Switched Telephone Network

RACH Random Access Channel

RF Radio Frequency

RNC Radio Network Controller

RNS Radio Network Subsystem

RoT Rise Over Thermal

RRU Radio Remote Unit

RTWP Received Total Wideband Power

SF Spreading Factor

SGSN Serving GPRS Support Node

SIM Subscriber Identity Module

SMS Short Message Service

SPU Signaling Processing Unit

TCP Transmitted Carrier Power

TDD Time Division Duplexing

TDMA Time Division Multiple Access

UBRI Universal Baseband Radio Interface Board

UE User Equipment

UL Up Link

UMPT Universal Main Processing and Transmission unit

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

UTRA UMTS Terrestrial Radio Access

UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network

UTRP Universal Transmission Processing unit

WBBP WCDMA Baseband Process Unit

WCDMA Wideband Code Division Multiple Access

WMPT WCDMA Main Processes and Transmission Unit

1

1 OBJETIVO Y ESTRUCTURA DEL PROYECTO

l objetivo general de este proyecto es mostrar cómo se lleva a cabo la monitorización y la gestión de la

capacidad en la interfaz radio de una red UMTS que está en funcionamiento, desplegada con

equipamiento Huawei, que es el utilizado en el operador en el que he desarrollado mi actividad

profesional. Debido al crecimiento que ha experimentado en los últimos años el uso del móvil, así como el

aumento del tráfico de datos tras la aparición de los smartphones, es necesario llevar a cabo ampliaciones de

las redes móviles desplegadas, para poder absorber todo ese tráfico. De lo contrario el servicio que se les

proporciona a los clientes de un operador se iría degradando, lo cual provocaría la pérdida de dichos clientes.

Mediante la monitorización de los recursos podremos detectar los nodos que están empezando a congestionar,

de forma que podremos lanzar las ampliaciones en los nodos que sean necesarias.

1.1 Objetivos del proyecto

Para mostrar cómo se monitoriza y gestiona la interfaz radio de una red móvil UMTS Huawei trataremos de

alcanzar los siguientes objetivos:

Mostrar cuáles son los recursos con los que cuenta un nodo para dar servicio a los usuarios de la red.

Recopilar los indicadores de red o contadores que hay que monitorizar asociados a la capacidad de los

nodos.

Describir el equipamiento Huawei y sus posibles configuraciones.

Conocer las herramientas que hay disponibles para obtener los indicadores de red, así como generar

una base de datos que nos permita mantener un histórico y representar gráficamente los indicadores,

para analizar el comportamiento y la evolución de los nodos.

Definir los procesos que nos permitan detectar los nodos congestionados y aquellos que, por su

comportamiento estacional, puedan llegar a congestionar en una determinada época del año. Todo ello

teniendo en cuenta las limitaciones presupuestarias que tiene un operador móvil, y que condicionan

las ampliaciones que se ejecutan en función de las estrategias que adopte.

1.2 Estructura del proyecto

El documento se ha estructurado en ocho capítulos, utilizando este primer capítulo para presentar los objetivos

y la estructura del proyecto.

Para situarnos en el contexto en el que nos encontramos, en el capítulo 2 veremos la evolución que han sufrido

las redes móviles, desde la aparición de la telefonía móvil analógica hasta la última tecnología que se está

desplegando en la actualidad, el LTE o 4G.

En el capítulo 3 se dará una visión general del funcionamiento de la red UMTS y de su arquitectura, a modo de

reseña tecnológica, centrándonos en la interfaz radio, cuya ampliación es la que nos ocupa, es decir,

básicamente la ampliación de un Nodo B. No será objetivo del proyecto entrar en los detalles profundos del

funcionamiento de la red UMTS, lo cual nos llevaría a un documento mucho más extenso, y tampoco es

E

Objetivo y estructura del proyecto

2

estrictamente necesario para conseguir nuestro objetivo.

Para monitorizar la red, primero debemos saber qué hay que monitorizar. Será en el capítulo 4 donde

mostraremos los recursos que tienen los nodos de la red, así como la información que nos proporciona la red

para saber qué recursos tenemos y cómo se están usando.

En el capítulo 5 se explicarán cómo son los equipos Huawei, así como sus posibles configuraciones, para

mostrar cómo es una red en la realidad, y entender en qué se traduce en campo el despliegue y la ampliación

de un nodo de red.

La información del estado de la red se obtiene a partir de ciertas herramientas que veremos en el capítulo 6. Se

explicará cómo se emplean de cara a obtener los datos que necesitamos. Además mostraremos una aplicación

implementada que nos permite mantener un histórico de los indicadores de red, así como representarlos de

forma gráfica para poder analizarlos más fácilmente.

En el capítulo 7 se definirán las metodologías y procesos que se llevan a cabo en un operador para determinar

las ampliaciones necesarias tanto en el crecimiento continuado de la red, como en los crecimientos

estacionales que se producen a lo largo del año.

Por último, en el capítulo 8, se mostrarán las conclusiones y se indicarán algunas posibles extensiones al

proyecto, o posibles líneas futuras de investigación.

3

2 EVOLUCIÓN DE LAS REDES MÓVILES

n los últimos años las Comunicaciones Móviles han evolucionado a gran velocidad por ello se hace

necesario detallar en primer lugar en qué ha consistido esta evolución.

2.1 Los inicios de la red móvil

Como es habitual en nuestra historia, es en situaciones de conflicto donde se llevan a cabo los avances más

significativos. Durante la Segunda Guerra Mundial, la empresa norteamericana Motorola lanzó al mercado su

primer modelo de Handie Talkie, el H12-16, dispositivo basado en la transmisión de información mediante

ondas de radio que trabajaba en el espectro de 550 MHz y que supuso una revolución en las comunicaciones.

Basados en estos equipos en los años 50 comenzaron a desarrollarse nuevos aparatos para la comunicación a

distancia, conocidos como Walkie Talkie, destinados sobre todo a su utilización por los servicios públicos,

tales como taxis, ambulancias, policía o bomberos, e instalados en sus vehículos dadas las grandes

dimensiones de estos artefactos.

La red de radio celular como concepto se inventó en 1947 en los laboratorios Bell, en la empresa

norteamericana AT&T, donde se propuso integrar estos aparatos en los coches de policía. Sin embargo, la

invención del teléfono móvil como tal data de 1973. Se considera a Martin Cooper como el inventor del

primer móvil no asociado a un vehículo. El 3 de abril de 1973, Cooper (empleado de Motorola), realizó la

primera llamada con un móvil en la historia. El receptor de esta primera llamada fue su rival en los laboratorios

Bell, John Engel. Seis años más tarde, en 1979, se puso a la venta el primer teléfono comercial por parte del

gigante japonés de las telecomunicaciones, NTT, mientras que no fue hasta 1983 cuando en Chicago,

Washington D.C. y Baltimore se dan los primeros lanzamientos de sistemas comerciales de telefonía celular

en Estados Unidos con los resultados del proyecto DynaTAC 8000X, que es presentado oficialmente en 1984.

El DynaTAC 8000X, en la Figura 2-1, con pantalla LED y con cerca de 1 kg de peso, tenía un tamaño de

33,02x4,445x8,89 centímetros y una autonomía de una hora de comunicación y ocho horas en reposo.

E

Evolución de las Redes Móviles

4

Figura 2-1 DynaTAC8000X

El objetivo de las redes de telefonía móvil es ofrecer servicios de telecomunicaciones a través de una

infraestructura fija (BTSs o NodosB según la tecnología empleada) a usuarios que no se encuentran

conectados por cable a ella. Además, el servicio que prestan es orientado al público en general,

diferenciándose así de las redes utilizadas por los servicios de policía, bomberos, ejército o el teléfono

inalámbrico del hogar.

Previo al concepto de red celular se concebía el sistema con un número mínimo de antenas para proporcionar

el servicio. Dichas estaciones debían emitir a gran potencia para llegar lo más lejos posible, y a su vez los

terminales debían emitir a gran potencia para ser “oídos”, con la consiguiente repercusión en tamaño y

autonomía que aquello suponía.

Con el concepto de telefonía celular se consiguió solucionar importantes problemas que se planteaban con este

modelo:

Incremento en la capacidad de tráfico y mejora de la cobertura. Al ser el número de frecuencias

disponibles limitado, también lo son los canales que se pueden asignar al tráfico de los usuarios. La

reutilización de dichas frecuencias a distancias razonablemente lejanas soluciona este tema.

Reducción de la potencia emitida. La estación base y el equipo terminal que se encuentra en su área de

servicio están a menor distancia, con lo cual la potencia de emisión necesaria para unos niveles de

recepción aceptables se ven reducidos.

2.2 Telefonía móvil analógica (1G)

Hasta hace no mucho tiempo todos los sistemas funcionaban de forma analógica, es decir, la información –la

voz en este caso- se traducía a impulsos eléctricos de mayor o menor intensidad, que generaban ondas

electromagnéticas en el aire. Éstas llegaban a un receptor y provocaban en sus circuitos señales eléctricas de

mayor o menor intensidad que excitaban el altavoz del teléfono donde se oía el mensaje.

La ventaja es la sencillez de construcción de estos equipos pero había muchas desventajas:

Cualquier alteración de la señal en el aire se percibía como “ruido” que el aparato receptor no podía

eliminar.

Cada transmisión ocupaba muchísimo espacio en el espectro, lo que provocaba que el servicio fuera

caro y exclusivo.

5

5 Monitorización y Gestión de la Capacidad de la Interfaz Radio de una Red UMTS

Los equipos debían transmitir señales de mucha potencia, por lo que consumían mucha más batería.

Con el móvil sólo se podía hablar.

Baja seguridad, la cual hacía posible a una persona escuchar llamadas ajenas con un simple

sintonizador de radio o incluso hacer uso de las frecuencias cargando el importe de las llamadas a

otras personas.

El diseño de la red era mucho más complicado y caro, ya que cuando se ideó este modo de

comunicación no se pensó que se podría llegar a que cada persona tuviera un teléfono móvil.

Con respecto a los estándares más utilizados cabe mencionar:

2.2.1 NMT (NORDIC MOBILE TELEPHONE)

Se trata de un sistema celular analógico desarrollado en un principio para operar en países nórdicos tales como

Finlandia, Dinamarca o Noruega, y que tuvo relativo éxito debido a su más que correcta implementación. Este

sistema operaba en las bandas 450 MHz y 900 MHz.

2.2.2 AMPS (ADVANCED MOBILE PHONE SYSTEM)

Se trata de un sistema de comunicación celular analógica concebido para móviles de primera generación y

desarrollado a comienzos de los 80 por los laboratorios Bell, y que proporciona una cobertura a nivel nacional,

mucho más extensa incluso que la ofrecida por las redes digitales (aunque con la desventaja ya mencionada de

que sólo puede ser utilizada para transmitir voz). Su uso es muy común en su país de origen (en el cual sigue

siendo muy utilizado tanto en su versión analógica como en la digital), aunque también se extendió con ligeras

modificaciones a otros países tales como Inglaterra (TACS y ETACS) o Japón (MCS-L1 o JTAC). AMPS

consta de 832 canales dobles de subida-bajada, utilizando cada uno de ellos un ancho de 30 kHz, abarcando un

espectro de frecuencias que va desde los 800 MHz hasta los 900 MHz. Se utiliza la mitad del espectro para

subida y la otra mitad para bajada. Además, algunas de las frecuencias son reservadas para funciones de

control y gestión de la red. Aparece el concepto de “Handover”, consistente en cambiar de una celda de

cobertura a otra cuando los niveles de señal o la configuración de los equipos así lo exijan.

AMPS dejaba pendiente dos cuestiones importantes. Por un lado solucionar la coexistencia de varios

estándares, y por otro la integración de nuevos servicios que complementaran al mero tráfico de voz. Con estos

precedentes se llegaba a la segunda generación de telefonía móvil.

2.2.3 CDPC (CELLULAR DIGITAL PACKET DATA)

Opera en la banda de 800 MHz a 900 MHz y consigue velocidades de transferencia de hasta 19,2 kbps.

Desarrollado en 1990, su implantación se vio mermada por su elevado coste frente a alternativas más

económicas (y lentas) como son Mobitex y DataTac.

2.2.4 MOBITEX

Es un estándar libre basado en el modelo de referencia OSI que comenzó a ser operativo en el año 1986.

Creado a principios de los 80 por la sueca Televerket, y desarrollado a partir de 1988 por Eritel (colaboración

de Ericsson-Televerket). Uno de sus objetivos fue asegurar comunicaciones seguras y fiables.

2.2.5 DATATAC

Es una tecnología de red inalámbrica originalmente desarrollada por Motorola y desplegada en Estados Unidos

bajo el nombre de red ARDIS. A mediados de los 90 también se desplegó en Australia una red basada en

DataTac. En Canadá Bell Mobility soporta una red basada en esta tecnología para dar servicio a los

comúnmente conocidos como “buscas”. Tanto en Canadá como en Estados Unidos opera en la banda de 800

MHz y ofrece una capacidad de tráfico de 19,2 kbps sobre canales de 25 kHz.

Como característica destacable decir que es una red “a prueba de desastres”, no presentando indisponibilidad

de los servicios ofrecidos por sobrecarga de la red.


6

2.3 Segunda Generación (2G)

Al contrario de lo que pasa en otras generaciones, la denominada “segunda generación” no es un estándar

concreto, sino que marca el paso de la telefonía analógica a la digital, que permitió, mediante la introducción

de una serie de protocolos, la mejora del manejo de llamadas, más enlaces simultáneos en el mismo ancho de

banda y la integración de otros servicios adicionales al de la voz, de entre los que destaca el Servicio de

Mensajes Cortos o SMS (Short Message Service).

Estos protocolos fueron implementados por diversas compañías, siendo este hecho el origen de uno de los

principales problemas de esta generación: la incompatibilidad entre protocolos. Debido a estos problemas, el

radio de utilización del teléfono quedaba limitado al área en el que su compañía le diera soporte.

Respecto a los estándares más utilizados podemos hablar de varios, cada uno contribuyendo de una forma

distinta al desarrollo de esta segunda generación de móviles. Estos son:

2.3.1 GSM

Inicialmente GSM eran las siglas de “Groupe Spécial Mobile”, un equipo francés de ingenieros del que surgió

el primer sistema celular de telefonía móvil. Al internacionalizarlo se le cambió el nombre a “Global System

for Mobile communications”. El sistema GSM es el más utilizado a nivel mundial. Su expansión comenzó en

Europa, extendiéndose posteriormente y por razones lógicas a las antiguas colonias del viejo continente en

todo el mundo: Sudamérica por Telefónica y África por France Telecom. Actualmente es raro el país donde no

exista al menos un sistema GSM.

La principal ventaja del GSM es que es un sistema digital, es decir, la información viaja transformada en ‘0’ y

‘1’. Es fácil deducir, por tanto, que la robustez –probabilidad de no perder información- de una comunicación

así es mucho mayor. Además, ofrece la posibilidad de transportar no sólo una conversación de voz, sino

cualquier tipo de información digitalizada (imágenes, conexión entre ordenadores, vídeo, sonido, alarmas,

coordenadas de posición, etc).

Sus características clave son:

Permite el roaming, es decir, que todas las redes GSM del mundo “hablen” entre sí para poder aceptar

temporalmente usuarios de otras redes.

Permite el handover, que no es otra cosa que lograr que todas las BTS de una red se comuniquen entre

sí para transferirse llamadas sin que se corten cuando el teléfono móvil se encuentra en movimiento.

Es una red celular, lo que implica que para diseñarla se divide el territorio en celdas –o células-

hexagonales, cada una con una capacidad para cursar llamadas. Si el número de usuarios de una célula

crece, es posible subdividir esa célula en otras más pequeñas simplemente instalando más BTSs

dentro de ella.

La potencia emitida por estas antenas y la de los propios teléfonos dentro de la celda se autorregulan,

para que la señal tenga el alcance exacto y no sobrepase los nuevos límites, más reducidos, y así no

interferir con las llamadas del resto de células. Esto permite aumentar la capacidad de la red con unos

costes muy reducidos.

Como consecuencia de esta regulación de potencia que se produce en los móviles, la batería dura más,

ya que si la BTS está cerca emite menos energía para llegar a ella.

El rango de frecuencias utilizado varía, debido sobre todo al país del que estemos hablando, dando lugar a

distintos tipos de protocolos GSM:

GSM-1800: sistema celular GSM que funciona en la banda de frecuencias 1800 MHz. Utilizado

principalmente en zonas urbanas de Europa.

GSM-1900: sistema celular GSM que funciona en la banda de frecuencias 1900 MHz. Utilizado

principalmente en zonas urbanas de Estados Unidos (ya que las otras frecuencias disponibles se

utilizan con fines militares), Canadá y Latinoamérica junto con la modalidad GSM-850.

GSM-900: red celular digital que opera en el rango de 900 MHz, que, en términos generales es el más

7


utilizado en todo el mundo (más de 100 países han adoptado este estándar, pudiéndose así

proporcionar un servicio a nivel internacional). El hecho de que en otros países haya proliferado el uso

de los dos tipos de GSM anteriores, ha favorecido la aparición de los teléfonos denominados “tri-

banda”.

La consecuencia del éxito que obtuvo el GSM no fue otra que permitir que cada persona disponga de su

teléfono móvil privado. Así, el teléfono pasó de ser una herramienta de comunicación a un accesorio personal

a medida, necesario para el día a día de cualquier persona.

La separación entre la línea de teléfono –recogida en la tarjeta SIM- y el terminal, permitió la aparición de un

sinfín de equipos, orientados a captar gustos y tendencias de todos los consumidores, creando modas,

desplegando increíbles campañas de marketing y generando un consumismo probablemente jamás visto,

donde los usuarios tiraban los equipos a los pocos meses de uso por el mero hecho de probar otro más nuevo.

2.3.2 GPRS (GENERAL PACKET RADIO SYSTEM)

Una vez que se disponía de una red digital era lógico aprovecharla para enviar algo más que voz. Lo que

inicialmente se ideó como un servicio auxiliar de envío de texto de poca capacidad terminó colapsando las

redes. Los mensajes cortos (SMS, Short Messages Service) se transmitían inicialmente por canales auxiliares

de señalización interna, diseñados para transmitir muy poca información. Esto obligó a modificar el estándar

GSM, creando lo que se conoce como Sistema Radio General de Paquetes (GPRS, General Packet Radio

System).

GPRS es una mejora de GSM, por ello a veces toma el nombre de 2,5G. Utiliza la misma red pero se le añaden

algunos equipos y configuraciones para que puedan transmitir también datos del usuario por los canales de

voz. Esto solucionó la saturación de SMS que pasaron a enviarse por canales de voz, con mucha más

capacidad que los canales auxiliares. Además permitió que los usuarios se conectaran a Internet desde el

móvil, aunque al principio casi nadie lo hacía porque ni los terminales estaban adaptados ni había servicios

pensados para el móvil.

El servicio GPRS permitió a la red GSM transmitir datos por conmutación de paquetes. Este tipo de

conmutación, a diferencia de la conmutación de circuitos GSM (donde el circuito queda reservado durante el

tiempo total de la comunicación, se esté utilizando o no), está basado en necesidades, por lo que si no se está

enviando ningún dato, las frecuencias quedan libres para su uso por parte de otros usuarios aunque la

comunicación no haya acabado. Entre las ventajas obtenidas gracias al uso de este estándar destaca el hecho de

poder asignar más de un canal a cada comunicación sin miedo a saturar la red, el abaratamiento de las tarifas

ya que GPRS posibilita la tarificación por información cursada (no por tiempo de conexión), y la

simplificación y bajo coste del proceso de migración de una red GSM a otra UMTS, dado que los cambios a

realizar en una estación para pasar de GSM a GPRS serían mínimos además de compartidos en un futuro por

el protocolo UMTS.

Los dispositivos móviles que incorporan GPRS también suelen traer consigo algún tipo de medio que permita

la comunicación terminal-computador para posibilitar la transferencia de datos (esto es lógico, ya que la

capacidad de emisión-recepción de un móvil con tecnología GPRS es más que considerable).

2.3.3 EDGE (ENHANCED DATA RATES FOR GSM EVOLUTION)

Se considera una evolución de GPRS, y funciona sobre cualquier red GSM que posea GPRS. Con EDGE se

consigue triplicar la capacidad a la hora de transportar datos con respecto a GPRS, la posibilidad de aumentar

el número de usuarios de una operadora, o añadir capacidad extra al servicio de llamadas de voz. Se utilizará la

misma estructura de trama TDMA (Time Division Multiple Access – Acceso Múltiple por División en el

Tiempo), mismo canal lógico y mismo ancho de portadora (200 kHz) que para el estándar GSM, lo que

permite mantener intacto el plan celular de la red sobre la que se implementa. Con EDGE estamos un paso

más cerca del estándar UMTS y las redes 3G, introduciendo, además de mayores tasas de transferencia de

información, un nuevo esquema de modulación: 8-PSK. EDGE se suele considerar un sistema 2,75G. Más que

nuevos servicios, este estándar es una mejora del existente GPRS mediante la introducción de una nueva capa

física. La implementación de EDGE por los operadores de red ha sido diseñada para ser simple. Sólo será

necesario añadir a cada celda un transceptor adecuado, siendo en la mayoría de los casos posible realizar la

actualización SW de forma remota. Este nuevo transceptor funcionará de manera correcta en modo GSM,

conmutando a EDGE cuando el servicio solicitado lo requiera.


8

2.4 Tercera generación (3G): la banda ancha móvil

Esta tecnología es el producto de la necesidad creciente de una red de comunicaciones móviles con mayor

velocidad y más oferta de servicios. Aunque para el usuario la diferencia radica en un mayor ancho de banda

para poder acceder a Internet –no sólo a portales específicos para teléfonos móviles sino desde su propio PC

mediante un módem-, esta tecnología utiliza una red completamente independiente de la red GSM, donde las

estaciones donde se ubican las antenas se denominan NodoB en lugar de BTS.

2.4.1 UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS SYSTEM)

La tecnología 3G se denomina técnicamente UMTS y, aunque el funcionamiento es muy parecido a GSM,

tiene algunas particularidades interesantes:

Las frecuencias utilizadas se sitúan en un intervalo de frecuencias más altas que GSM. Esto

básicamente implica que la señal se comporta de un modo más parecido a los rayos de luz que, por

ejemplo, a la señal FM de la radio: menor capacidad de atravesar obstáculos, especialmente metálicos,

que actúan como espejo, y menor alcance, ya que la señal se atenúa más rápidamente en el espacio.

Mayor ancho de banda: inicialmente 384 kbps –frente a los típicos 48 kbps de GPRS-, pero en la

actualidad la red ha evolucionado a velocidades muy superiores mediante técnicas complementarias

(3,6 Mbps en España).

Servicio de videollamada: es posible llamar a una persona y, además de hablar con ella, verla

mediante la cámara de su teléfono.

Conviene considerar algunos aspectos de las redes móviles de banda ancha:

La red está optimizada para el uso de datos a alta velocidad, por lo que no se aprecia un incremento en

los servicios de voz o SMS tradicionales.

Las conexiones de datos son asimétricas, es decir, el ancho de banda o capacidad de enviar un

volumen de información en un tiempo determinado es diferente si queremos enviar (subir) o recibir

(bajar) desde nuestro dispositivo.

2.4.2 HSPA (HIGH SPEED PACKET ACCESS)

Se trata de una serie de protocolos para redes de telefonía móvil cuyo objetivo es mejorar una red UMTS

existente. Se comentan a continuación.

HSDPA: Las últimas versiones del estándar de telefonía móvil de tercera generación UMTS (release

5), introducen un nuevo salto tecnológico con la introducción de la funcionalidad HSDPA (High

Speed Downlink Packet Access). Los principales objetivos de HSDPA son incrementar la tasa de

transferencia por usuario, mejorar la calidad de servicio ofrecido y, en general, mejorar la eficiencia

espectral, especialmente para los servicios de datos, asimétricos y con tráfico a ráfagas, como son la

mayoría de servicios de Internet. El funcionamiento de este sistema se basa en la colaboración de

múltiples técnicas y algoritmos, como la modulación y codificación adaptativa (AMC), el ARQ

híbrido y complejos mecanismos de scheduling (proceso a través del cual se decide cómo

comprometer los recursos disponibles ante cierto número de tareas que los necesitan), muchos de ellos

en fase de desarrollo. Este nuevo sistema se integra en un entorno ya complejo por sí mismo y existen

muchas interacciones entre los diversos protocolos que son potencialmente optimizables.

HSUPA: Se trata de otra vuelta de tuerca más para acercar la red UMTS al 4G, y se considera como la

generación 3,75 (3,75G ó 3,5G+), desarrollado en el proyecto UMTS de 3GPP en su Release 6.

HSUPA es un protocolo de acceso de datos para redes de telefonía móvil con alta tasa de transferencia

de subida, pensado para mejorar el HSDPA potenciando la conexión de subida de UMTS/WCDMA.

Con HSUPA se mitiga el efecto de la asimetría en las capacidades entre DL y UL (downlink y

uplink), haciendo posible la oferta de servicios avanzados “P2P”. Para conseguirlo se requiere un

nuevo canal dedicado para el enlace ascendente, el E-DCH (enhanced Dedicated Channel), sobre el

que se usaran métodos similares a los empleados para HSDPA.

HSPA+: Es el estándar de banda ancha definido en el Release 7 del foro 3GPP. Se espera conseguir

9


con él un incremento significativo tanto en UL como en DL frente a los ya conseguidos con HSDPA

y HSUPA, aunque el incremento teórico dista mucho del que realmente se consigue en casos prácticos

(se consigue en torno a un 20% de incremento de capacidad de tráfico).

HSPA+ introduce la posibilidad de utilizar una arquitectura totalmente IP. Las estaciones base se

conectan a la red a través de una conexión Gigabit Ethernet al Proveedor de Servicios de Internet

(ISP) que está a su vez conectado a Internet (o a otro ISP en modo peering). Con esto se consigue

hacer la red más rápida, fácil de desplegar y más operativa. A pesar de que la arquitectura UMTS

existente (NodoB-RNC-SGSN) puede seguir siendo utilizada, la posibilidad de interconectar

directamente la estación base (NodoB) con el SGSN IP es un gran paso hacia el proyecto LTE de

3GPP: 4G.

La implantación de redes de tercera generación ha permitido la incorporación de nuevos servicios móviles. En

la actualidad se ha extendido el uso del correo electrónico en el móvil, así como aplicaciones de mensajería

instantánea y redes sociales.

En paralelo, otras compañías se han adaptado al negocio móvil, como Google y Yahoo, incorporando una

versión móvil del famoso Google Maps o el acceso a su portal adaptado a los formatos de pantalla de un

móvil. Otros servicios, como la videoconferencia o el acceso a Internet móvil, no han tenido la repercusión que

inicialmente se pensó, y demuestran que muchas veces la tecnología se aplica de una manera radicalmente

diferente a aquello para lo que fue concebida.

2.5 Cuarta generación (4G)

Técnicamente se le denomina LTE, siglas de “Long Term Evolution” (Evolución a largo plazo). El aspecto

principal es que se trata de una red 100% IP, es decir, que puede interoperar de manera integrada con el resto

de redes IP que configuran Internet. Eso significa un abaratamiento importante de costes, que posiblemente

permite que casi cualquier cosa de la vida cotidiana disponga de una conexión a Internet: el coche, el

ordenador y la vivienda, pero también nuestras maletas, zapatos, electrodomésticos, las papeleras de la calle,

semáforos, farolas, alcantarillas y todo lo que sea susceptible de enviar o recibir contenidos o alertas en un

determinado momento.

La evolución a la cuarta generación va acompañada de un incremento importante en el ancho de banda. El

objetivo es disponer de velocidades mínimas de acceso de 100 Mbps en movimiento y de hasta 1 Gbps en

reposo, y que el tiempo medio que necesita la red para transportar la información entre dos puntos lejanos

(denominado latencia) sea muy pequeño, comparable al de las actuales redes de área local que se instalan en

las oficinas. Esto permite descargas de vídeo de alta definición y música HiFi en tiempo real. Las

investigaciones para el desarrollo de estos equipos van parejas al descubrimiento de baterías de menos tamaño

y peso, y mayor duración, ya que se espera un incremento del consumo por parte de estos dispositivos.

11

3 ACCESO RADIO DEL SISTEMA UMTS

The fundamental problem of communication is that of reproducing at one

point either exactly or approximately a message selected at another point.

Claude Shannon, 1948

N los sistemas de telefonía móvil las señales de los usuarios se transmiten utilizando portadoras de

radiofrecuencia. Debido a que el espectro electromagnético que los distintos operadores tienen a su

disposición es limitado, hay que conseguir que el recurso radio se pueda utilizar con la mayor eficiencia

posible. La gestión del recurso radio se efectúa mediante técnicas de acceso múltiple. Para ello, es posible

compartir el recurso común (el espectro) entre varios usuarios, garantizando la calidad del servicio. Una parte

integrante de las técnicas de acceso está constituida por los procedimientos de transmisión y de recepción de la

señal del usuario (acceso radio). El nivel físico de la torre de protocolos OSI define las modalidades con las

cuales se accede al recurso radio. Los protocolos de nivel físico más los protocolos de nivel 2 y 3 de la torre

OSI constituyen la interfaz radio del sistema UMTS.

El proceso de definición de la interfaz radio del UMTS, se inició en el ETSI a partir de 1997 con la creación de

algunos grupos de trabajo cuyo objetivo era el desarrollo de las distintas soluciones, para la interfaz radio,

presentadas por las distintas compañías.

En un principio, las alternativas examinadas por la ETSI, para realizar la interfaz radio del UMTS, eran cuatro:

la técnica W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access), la técnica TD-CDMA (Time Division-

Code Division Multiple Access), una técnica basada en la transmisión por división en el tiempo, denominada

W-TDMA (Wideband-Time Division Multiple Access) semejante a la utilizada por el GSM pero que presenta

una velocidad de transmisión mucho mayor, y finalmente una técnica multiportadora denominada OFDMA

(Orthogonal Frequency Division Multiple Access). En el verano de 1997 ya resultaba evidente que sólo las

dos primeras soluciones tenían las propiedades adecuadas para el nuevo sistema que se quería realizar.

En Enero de 1998, ETSI llegó a un acuerdo sobre la técnica de acceso radio a utilizar para el UMTS. La

solución, identificada como UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access), se basa en las dos propuestas W-

CDMA y TD-CDMA.

Concretamente, la decisión prevé que:

En las bandas pareadas (con duplexing FDD) el sistema adopte la técnica W-CDMA.

En las bandas no pareadas (con duplexing TDD) el sistema adopte la técnica de acceso TD-CDMA.

La especificación del acceso radio sea la adecuada para garantizar la posibilidad de desarrollar

terminales de bajo coste, garantizando al mismo tiempo terminales dual mode UMTS/GSM y

FDD/TDD.

El componente FDD permita que un operador pueda proporcionar los servicios UMTS con una

asignación mínima de banda igual a 2x5 MHz.

La asignación de las bandas para UMTS no establece la modalidad de duplexing (TDD o FDD) que, no

obstante, depende de la solución radio escogida por el sistema. Sin embargo, queda implícito el recurso a

soluciones ya adoptadas en sistemas existentes como la aproximación FDD cuando hay dos bandas separadas

y simétricas para los dos enlaces (por ejemplo en el GSM) y TDD cuando hay una única porción de banda

asignada al sistema (por ejemplo en el DECT).

E

Acceso Radio del Sistema UMTS

12

En el componente FDD, la transmisión entre el terminal móvil y la estación base (enlace uplink) se produce en

una subbanda (generalmente la inferior) mientras que la transmisión entre la estación base y el terminal móvil

(enlace downlink) se produce en la otra subbanda. Las operaciones de transmisión y recepción pueden tener

lugar simultáneamente estando ambas señales separadas en frecuencia. Este tipo de transmisión está

especialmente adaptado a la transmisión de servicios de tipo simétrico, en los que la velocidad de transferencia

de la información del usuario en los dos enlaces es igual.

En la componente TDD, se utiliza la misma subbanda para la transmisión en los enlaces uplink y downlink. En

este caso, las operaciones de transmisión y de recepción están separadas en el tiempo. El instante de

conmutación entre las operaciones de transmisión y recepción se puede seleccionar de forma adecuada para

ofrecer servicios de tipo asimétrico, en los que la velocidad de transferencia de la información del usuario

puede ser muy distinta entre ambos enlaces. Un ejemplo de este tipo de servicios es el acceso a una base de

datos donde se hacen solicitudes breves y posteriormente se leen importantes cantidades de información.

3.1 La técnica de acceso W-CDMA

Los sistemas radio transmiten y reciben utilizando un recurso común que es la fracción del espectro

electromagnético asignada al propio sistema por los organismos reguladores. La utilización de un recurso

común, por parte de varios usuarios del mismo sistema, produce en general situaciones de conflicto si dos o

más usuarios transmiten sin ninguna clase de precaución en la misma frecuencia y en el mismo instante. Para

resolver las posibles interferencias entre usuarios y ampliar al máximo la capacidad del sistema, es decir, el

número de usuarios a los que el sistema puede atender con una calidad de servicio preestablecida, se han

introducido las técnicas de acceso múltiple.

Las técnicas de acceso clásicas intentan repartir, de la manera más eficiente posible, los recursos de

transmisión representados por frecuencia (o banda) y el tiempo, entre los usuarios que desean acceder al

servicio. Estas técnicas se denominan respectivamente FDMA (Frequency Division Multiple Access) y

TDMA (Time Division Multiple Access).

La técnica FDMA consiste en subdividir la banda asignada al sistema en un determinado número de partes

denominadas “canales”, centradas en una frecuencia portadora. Por consiguiente, con esta técnica el recurso

elemental se puede identificar con la portadora radio. A cada usuario se le asigna un canal (o portadora) para

toda la duración de la conversación. Esta técnica se utiliza en los sistemas analógicos de primera generación

como el TACS (Total Access Communication System) y el AMPS (Advanced Mobile Phone Service).

La técnica TDMA se caracteriza por el reparto del recurso de transmisión en fracciones temporales

denominadas “time slot”. Varios usuarios pueden utilizar la banda asignada a la comunicación en instantes o

slots distintos. En este caso, el recurso elemental es identificado por el time slot asignado a la comunicación.

En general, se adoptan técnicas mixtas TDMA-FDMA en las que la banda asignada a un operador se

subdivide entre varias portadoras FDMA, y cada una de ellas es compartida por los usuarios con técnica

TDMA. Por consiguiente, el recurso elemental es el conjunto time slot-portadora radio. La técnica

TDMA/FDMA se utiliza en sistemas móviles digitales de segunda generación como el GSM y el PDC

(Personal Digital Cellular). La técnica CDMA se diferencia de las anteriores porque permite que los usuarios

transmitan en la misma frecuencia y al mismo tiempo. La separación entre los distintos usuarios se obtiene

asignando a cada uno un “código” (o secuencia) distinto. Las secuencias se utilizan para codificar de manera

unívoca la información de usuario a transmitir, para poderla distinguir de la de los demás usuarios. Esta

operación, en lenguaje técnico, se denomina spreading. El recurso elemental es la secuencia asociada a cada

señal de usuario. En este caso, también son posibles aproximaciones híbridas con las técnicas mencionadas

anteriormente. El recurso elemental según las combinaciones que se hagan, se puede identificar con parejas o

ternas de parámetros. La operación de spreading, prevé que a cada señal a transmitir en el canal radio vaya

asociada, con una operación de multiplicación, una secuencia numérica (código) con velocidad de transmisión

(chip rate) mucho mayor que la velocidad de la información a transmitir. Los bit obtenidos tras esta operación,

se definen en el lenguaje técnico como chip. Las secuencias de código asignadas a los usuarios que comparten

el mismo canal son distintas entre ellas y se escogen de manera que haya poca correlación entre ellas. Esto

hace que en condiciones ideales, en recepción la operación dual (despreading) anule el efecto de las

interferencias mutuas y permita extraer la señal deseada.

13


En condiciones de propagación reales, las distorsiones y las interferencias que sufren las señales a lo largo del

canal de comunicación degradan las condiciones de ortogonalidad y por ello, el número de señales que se

pueden superponer en el mismo canal es limitado. Por consiguiente, el límite de la capacidad del sistema viene

dado por el nivel de interferencia residual tras la operación de despreading. Por lo tanto, es fundamental

reducir al mínimo el nivel de interferencia residual.

Evidentemente, la banda ocupada por la señal transmitida es mayor que la que sería estrictamente necesaria

para transmitir la información. La aparente pérdida de eficiencia espectral, queda en realidad compensada por

la posibilidad de superponer más señales en el mismo canal radio. Cuanto mayor es la relación entre la

velocidad de transmisión en el aire y la velocidad de transferencia de la información de usuario, más fuerte es

la robustez frente a la interferencia y, por consiguiente, mayor el número de usuarios que pueden transmitir

simultáneamente en el mismo canal. La robustez, frente a la interferencia, es tan elevada que se puede utilizar

la misma frecuencia portadora en todas las celdas de una red de telefonía móvil. Una sencilla analogía, permite

explicar la técnica CDMA: supongamos que estamos en una sala de conferencias en la cual tres ponentes están

efectuando una presentación y que cada uno utiliza un sistema distinto, por ejemplo, el inglés, el francés y el

español. En el supuesto de que haya un hipotético oyente en la sala y de que conozca únicamente la lengua

española, éste conseguirá seguir, hasta cierto punto, solo la lengua española, mientras que percibirá las otras

lenguas como un ruido de fondo (ver Figura 3-1). Sucede lo mismo con el sistema CDMA en el cual la

secuencia de información “encriptada” con el código utilizado por el receptor se recupera, mientras que las

secuencias que utilizan los demás códigos se cancelan o, en condiciones reales, se atenúan considerablemente.

La Figura 3-2 expone esquemáticamente las tres técnicas de acceso en el dominio tiempo-frecuencia-potencia.

Figura 3-1 Analogía utilizada para describir la técnica CDMA


14

3.1.1 Spreading y despreading

La técnica CDMA se caracteriza por el notable incremento de la banda de la señal transmitida respecto a la

que sería estrictamente necesaria.

El efecto del spreading en la banda queda ilustrado gráficamente en la Figura 3-3 en la que b(t) es la señal de

información, c(t) es el código asignado al usuario y B(f) y C(f) son las densidades espectrales de potencia

correspondientes.

Figura 3-3 Incremento de la banda por efecto del spreading

Figura 3-2 Técnicas de acceso en el dominio tiempo-frecuencia-potencia

15


Es importante señalar que para ensanchar la banda se pueden utilizar secuencias con buenas propiedades de

ortogonalidad (utilizadas para distinguir las distintas señales de usuario), pero también técnicas de repetición

de la información y códigos de corrección de error.

Cuantitativamente, el incremento total de banda es igual al Processing Gain (PG) definido como la relación

entre la banda de la señal transmitida (fc) y la banda de la señal de información (fb).

Como en general fc es mucho mayor que fb, el incremento de la banda puede variar desde algunas unidades

hasta cientos de veces. Se define además el Spreading Factor, como el número de chips con el cual se

representa cada bit a la entrada del bloque que efectúa la operación de spreading. En el sistema UMTS, éste

coincide con la longitud de la secuencia utilizada para distinguir señales de usuario distintas.

Es importante señalar la diferencia entre processing gain y spreading factor. El primero incluye todo el

procesado que está presente entre la fuente de información y la antena transmisora y que contribuye a

ensanchar la banda. Por ejemplo, los códigos de corrección de errores están incluidos en el processing gain. En

cambio, el segundo comprende sólo la operación de spreading (es decir, la multiplicación de la señal por una

secuencia utilizada para distinguir al usuario). El processing gain está relacionado con la capacidad de la

técnica CDMA de reducir la interferencia (interference rejection), mientras que el spreading factor está

relacionado con el número de secuencias disponibles y por consiguiente, regula el número de usuarios que

pueden ser atendidos.

En la recepción, para recuperar la señal de información útil, se multiplica la señal recibida por el mismo código

c(t) asignado al usuario (operación de despreading). Mediante un filtro paso bajo se selecciona el componente

útil de la señal. Por consiguiente, para poder efectuar la operación de despreading el código debe ser conocido

por el receptor: por ejemplo, se le puede notificar al terminal móvil por medio de la señalización en fase de

negociación de la conexión. Además, es necesario que el código c(t) aplicado en recepción esté sincronizado

con el utilizado en transmisión.

Supongamos ahora que a la señal transmitida se le ha superpuesto una señal interferente de banda estrecha. La

operación de despreading permite eliminar el código y recuperar la información. Sin embargo, al mismo

tiempo, la interferencia, se ve multiplicada por una secuencia de elevada tasa binaria con el consiguiente

ensanchamiento de la banda y reducción de la densidad espectral de potencia. Por medio de un filtro (con

banda fb) se recupera la señal útil y además, se reduce la potencia de la señal de interferencia en una cantidad

igual al processing gain. Este concepto queda ilustrado gráficamente en la Figura 3-4.

El ejemplo que se acaba de exponer sigue siendo válido incluso en el caso de interferencia de banda ancha. Por

ejemplo, se puede suponer que el problema sea la señal de un segundo usuario a quien le ha sido asignado un

código c’(t) distinto de c(t). Efectuando la operación de despreading la interferencia permanece ensanchada ya

que el producto c’(t)·c(t) aún es una secuencia con banda fc ensanchada. En este caso, la operación de filtrado

también elimina el componente de señal de interferencia (interferente) que queda fuera de la banda útil.


16

3.1.1.1 Asignación de las secuencias de spreading

Para transmitir señales con tasa binaria variable, es preciso utilizar secuencias de spreading de longitud

variable (en efecto, la velocidad de transmisión en el aire es constante e igual a 3,84 Mchip/s).

El campo de variación de la longitud de las secuencias es distinto para las modalidades FDD y TDD. En el

caso FDD, la longitud puede variar entre un mínimo de 4 y un máximo de 512; mientras que en caso TDD, la

longitud varía entre 1 y 16.

Para reducir el nivel de interferencia entre varios usuarios, debe asociarse a cada señal transmitida una

secuencia ortogonal a las otras ya asignadas (es decir, con correlación cruzada igual a cero).

Esto se puede obtener adoptando una asignación de las secuencias basada en una estructura de árbol, en la que

las secuencias situadas en las ramas son generadas por una raíz común (Figura 3-5). Las secuencias de igual

longitud y aquellas de distinta longitud pero generadas de distintas raíces del árbol son ortogonales entre sí.

Como el número de las secuencias de que se dispone limita el número de señales transmitidas

simultáneamente, es preciso garantizar que la gestión de las secuencias se efectúa cuidadosamente. En general,

es preciso revisar con cierta frecuencia la asignación de las secuencias a las distintas señales para optimizar la

utilización de los recursos, y por tanto, su capacidad.

Figura 3-4 Reducción de las interferencias en la técnica CDMA

17


Figura 3-5 Árbol de secuencias de spreading

3.1.2 La capacidad de los sistemas

Recordamos que la técnica CDMA en la que las diferentes señales se caracterizan por códigos distintos,

teóricamente hace que la interferencia de las distintas señales se anule totalmente. En realidad, no obstante, las

condiciones de propagación reducen las propiedades de ortogonalidad de las secuencias utilizadas. Por

consiguiente, el número de conversaciones se ve limitado por la interferencia mutua.

Contrariamente a los sistemas de primera y segunda generación, no existe una limitación preestablecida de los

recursos (número de portadoras o número de time slots): cada vez que se acepta una nueva llamada la calidad

de todos los usuarios presentes en el sistema sufre una ligera degradación. Se pueden aceptar nuevas llamadas

hasta que el nivel de interferencia sea tal que ya no garantice el nivel de calidad deseado. Nada impide que en

caso de emergencia se puedan aceptar durante un tiempo limitado un número de llamadas superior al

establecido por puros criterios de calidad. Por todos estos motivos, se dice que los sistemas CDMA se

caracterizan por tener una degradación de la calidad gradual (soft degradation). La limitación de capacidad

debida a la interferencia también puede explicarse recurriendo a la analogía de la Figura 3-1. Aunque las

distintas personas hablen entre ellas a un nivel normal, el ruido de fondo es tal que dificulta la comprensión de

las palabras, si el número de conversaciones aumenta demasiado.

Volvamos a considerar el ejemplo de la Figura 3-1. Todas las parejas que están hablando entre ellas en

distintos idiomas (códigos) consiguen continuar la conversación si todas hablan a un nivel normal. Para

entenderse mejor, una pareja podría decidir empezar a gritar. Sin embargo, de esta manera el ruido sería tan

elevado que impediría que todos los demás pudieran conversar. De ahí que el uso de una potencia exagerada

respecto a lo necesario tenga el efecto práctico de anular la capacidad de la celda.

Un ejemplo práctico de este fenómeno es el del caso en el que se pone un móvil muy cerca de la estación base.

Si no se toman medidas y el móvil transmite a su potencia máxima (“grita”), todas las señales de los demás

usuarios que llegan atenuadas debido a una distancia mayor, no pueden ser recibidas correctamente. En la

literatura especializada se denomina a este problema con el término near-far. En general, es fundamental que

en enlace uplink todas las señales relacionadas con un mismo servicio lleguen a la estación de radio base con

igual nivel de potencia. Este resultado puede obtenerse por medio de un mecanismo conocido como control de

potencia que tiene por objeto regular el nivel de transmisión de las diferentes señales. Tomando como ejemplo

la pareja que grita, mencionada anteriormente, se puede deducir que el efecto principal de un control de

potencia poco cuidadoso produce una considerable reducción de capacidad.

El control de potencia es importante tanto en uplink como en downlink. Seguramente, es más crítico en uplink,


18

en el que muchos usuarios transmiten simultáneamente hacia una única estación base. En este caso la

interferencia debida a los usuarios de una misma celda depende de la distancia de los mismos con respecto a la

estación base. En cambio, en downlink el control de potencia es menos crítico ya que hay un único transmisor

(la estación base) que engloba las distintas señales de los usuarios y las transmite simultáneamente hacia los

terminales móviles. En este caso, un terminal móvil recibirá siempre las distintas contribuciones (la útil y las

dirigidas hacia los demás móviles) con un nivel de potencia teóricamente igual. Por consiguiente, la

interferencia debida a usuarios de una misma celda no depende de la distancia a la estación base.

A partir de todas estas consideraciones, queda claro que la valoración de un sistema CDMA debe basarse en

una valoración precisa del nivel de interferencia del sistema. La relación señal/interferencia (C/I) del servicio

cuya capacidad se desea valorar es un parámetro de fundamental importancia.

3.1.2.1 La capacidad del enlace uplink

Consideramos el caso de una celda perfectamente aislada con control de potencia (todas las señales se reciben

con la misma potencia). Siendo N el número de usuarios y C el valor de potencia útil de la comunicación de

referencia, los usuarios restantes (N-1) contribuirán con un valor de interferencia igual a C(N-1). Por

consiguiente, la relación C/I es:

𝐶

𝐼=

𝐶

𝐶 ∙ (𝑁 − 1)=

1

𝑁 − 1

(3–1)

Para poder garantizar la calidad de servicio deseada es preciso garantizar una determinada relación señal/ruido.

En general, se recurre a la relación Eb/Io, definida como relación entre la energía del bit de información y la

densidad espectral de interferencia (en la hipótesis de que el ruido térmico sea despreciable). Esto se puede

escribir como sigue:

𝐸𝑏

𝐼𝑜=

𝐶 𝑅⁄

𝐼 𝑊⁄=

𝑊

𝑅

𝐶

𝐼=

𝑊

𝑅

1

𝑁 − 1

(3–2)

Donde W es la velocidad de transmisión en el aire de la señal y R la tasa binaria de la fuente de información.

Recordamos que la relación W/R es el processing gain.

El número de usuarios N al que la celda puede atender

𝑁 ≅𝑊

𝑅

1

𝐸𝑏𝐼𝑜

(3–3)

Tal y como se puede observar son dos los factores que determinan el número de usuarios: el processing gain y

la relación Eb/Io. Concretamente, toda técnica que permita disminuir la relación Eb/Io, conlleva

automáticamente una ganancia en términos de capacidad.

Teniendo en cuenta que el proceso de spreading consiste en una multiplicación entre la señal binaria de

información y la señal asociada al código de spreading, durante las pausas de transmisión, la potencia radiada

es teóricamente nula. Por consiguiente, siendo d la fracción de tiempo durante la cual está activo un transmisor

en media, el valor de capacidad se ve incrementado por un factor 1/d. En el caso de la voz, un valor típico es

d=0,38. Además, si en vez de una antena omnidireccional se piensa utilizar una antena directiva, la

interferencia recibida por un sector será igual a 1/GS (GS= número de sectores o ganancia de sectorización). Se

19


define emplazamiento como el conjunto de varias celdas ubicadas en el mismo lugar geográfico cada una de

las cuales utiliza una antena sectorial. La capacidad de un lugar dividido en GS sectores es:

𝑁 ≅𝑊

𝑅

1

𝐸𝑏 𝐼𝑜⁄

1

𝑑𝐺𝑠

(3–4)

Se considera ahora el caso de una cobertura multicelular en la que los usuarios están distribuidos de manera

uniforme y todos requieren el mismo servicio. El efecto de interferencia de las celdas externas se tiene en

cuenta aumentando el valor de interferencia en un factor (normalmente indicado con f o i) definido como la

relación entre la interferencia recibida de las otras celdas y la producida dentro de la celda a la cual está

conectado el móvil. La capacidad, por consiguiente, se ve reducida en un factor (que también se conoce como

un factor de reúso de frecuencias del sistema CDMA) igual a (1+f).

𝑁 ≅𝑊

𝑅

1

𝐸𝑏 𝐼𝑜⁄

1

𝑑𝐺𝑠

1

1 + 𝑓

(3–5)

En esta expresión el elemento más crítico es precisamente el factor f que no es fácil de determinar. En un

entorno macro-celular son valores típicos: 0,5 – 0,6. Sin embargo, varían con el entorno en el cual se opera.

La expresión obtenida puede generalizarse al caso en que haya usuarios con diversos tipos de servicio. Cabe

indicar que en cada caso, la fórmula proporcionada es aproximada y se basa en valores medios. Una

valoración más precisa debe basarse en un análisis estadístico que tenga en cuenta todos los componentes

aleatorios significativos presentes en el sistema. En general, para obtener indicaciones precisas es necesario

recurrir a técnicas de simulación.

3.1.2.2 La capacidad del enlace downlink

La capacidad del downlink, aunque también se puede estimar con un cálculo de relación C/I, no se puede

traducir fácilmente en fórmulas aproximadas. Los siguientes puntos sintetizan los conceptos básicos relativos

al downlink:

Transmisión de una fuente hacia muchos receptores; la interferencia es recibida por pocas fuentes

concentradas y de mayor intensidad (las estaciones base) en lugar de por un número elevado de

móviles repartidos por un área extensa.

Las propiedades de las secuencias de spreading reducen mucho (teóricamente deberían eliminarla) la

interferencia generada dentro de la celda.

El cálculo de la capacidad se reduce pues, a la valoración de la relación señal/interferencia para un usuario

genérico y a la verificación que la estación base servidora tiene suficiente potencia.

3.2 Arquitectura UTRAN

UMTS presenta una arquitectura en la cual se describen tres elementos principalmente, el UE o equipo de

usuario, UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) y la red central (Core Network). UTRAN

permite a los equipos de usuario acceder al núcleo de red de UMTS.

En UTRAN, el acceso al núcleo de red de UMTS se realiza vía radio, a través de una serie de elementos de red

interconectados entre sí y con el núcleo de red mediante interfaces de transporte terrestres. La interfaz Uu se

encuentra entre el UE y la red UTRAN, y entre la red UTRAN y la red central o Core Network se encuentra la

interfaz lu. La interfaz entre el UE y la red UTRAN es la tecnología WCDMA, es decir, la conexión entre el

equipo de usuario y la red de acceso de radio para UMTS es mediante la tecnología WCDMA.


20

La red UTRAN consiste de varios elementos, entre los que se encuentran los RNC (Radio Network

Controller) que se encargan de controlar la red de acceso radio y los Nodo B, que corresponden a las

estaciones base donde se sitúan las antenas y elementos de transmisión radio. Ambos elementos juntos forman

el RNS (Radio Network Subsystem). Las interfaces internas de UTRAN incluyen la interfaz lub la cual se

encuentra entre el Nodo B y el RNC y la interfaz lur que conecta a los RNC entre sí.

Figura 3-6 Arquitectura UTRAN

Equipo de usuario (UE):

El equipo de usuario o UE, también llamado móvil, es el equipo que el usuario trae consigo para lograr la

comunicación con una estación base en el momento que lo desee, y en el lugar donde exista cobertura. Éste

puede variar en su tamaño y forma, sin embargo debe estar preparado para soportar el estándar y los

protocolos para los que fue diseñado.

Interfaz Uu:

La interfaz Uu se encuentra entre el equipo de usuario y la red UTRAN.

RNC (Radio Network Controller):

El RNC controla a uno o varios Nodos B. El RNC se conecta con el MSC mediante la interfaz luCS o con un

SGSN mediante la interfaz luPs. La interfaz entre dos RNC’s es la interfaz lur. Si comparamos al RNC con la

red de GSM, éste es comparable con el BSC (Base Station Controller).

Algunas de las funciones ejecutadas por RNC son:

Manejar los recursos de transporte de la interfaz lu.

Manejo de la información del sistema y de la sincronización de la información del sistema.

Manejo de tráfico en los canales comunes.

Combinación en la Macro diversidad y división de las tramas de datos transferidas sobre muchos

Nodos B.

Asignación de códigos de canalización en el enlace de bajada.

Control de admisión.

21


Manejo del tráfico en los canales compartidos.

Nodo B:

El Nodo B crea, mantiene y envía un enlace de radio en cooperación con el terminal. Es decir, es el

componente responsable de la transmisión y recepción radio entre el terminal móvil y una o más celdas

UMTS.

Algunas de las funciones ejecutadas por Nodo B son:

Transmisión de los mensajes de información del sistema de acuerdo con el sincronismo determinado

por el RNC.

Reportar las mediciones de la interferencia en el enlace de subida y la información de la potencia en el

enlace de bajada.

Combinación para la Macro diversidad y división de las tramas de datos internas al Nodo B.

Interfaz lu:

Esta interfaz conecta a la red central con la red de acceso de radio de UMTS. Es la interfaz central y la más

importante para el concepto de 3GPP. La interfaz lu puede tener dos diferentes instancias físicas para conectar

a dos diferentes elementos de la red central, todo dependiendo si se trata de una red basada en conmutación de

circuitos o basada en conmutación de paquetes. En el primer caso, es la interfaz lu-CS la que sirve de enlace

entre UTRAN y el MSC, y es la interfaz lu-PS la encargada de conectar a la red de acceso de radio con el

SGSN de la red central.

Red Central (Core Network):

La red central se forma por varios elementos, los dos de mayor interés son el MSC, pieza central en una red

basada en conmutación de circuitos y el SGSN, pieza central en una red basada en conmutación de paquetes.

MSC (Mobile Switching Center):

Como ya se mencionó, el MSC es la pieza central de una red basada en la conmutación de circuitos. El mismo

MSC es usado tanto por el sistema GSM como por UMTS, es decir, la BSS (Base Station Subsystem) de GSM

y el RNS de UTRAN se pueden conectar con el mismo MSC. Esto es posible ya que uno de los objetivos del

3GPP fue conectar a la red UTRAN con la red central de GSM/GPRS. El MSC tiene diferentes interfaces para

conectarse con la red PSTN, con el SGSN y con otros MSC’s.

SGSN (Serving GPRS Support Node):

El SGSN es la pieza central en una red basada en la conmutación de paquetes. El SGSN se conecta con

UTRAN mediante la interfaz lu-PS y con el GSM-BSS mediante la interfaz Gb.

23

4 RECURSOS EN EL INTERFAZ RADIO

n el capítulo 2 se ha dado una visión general del sistema WCDMA, y se han empezado a intuir algunos

de los parámetros que pueden determinar la capacidad de una red UMTS en el interfaz radio, como

pueden ser la potencia o los códigos de spreading. En este capítulo intentaremos profundizar en cada

uno de los recursos que hay que tener en consideración a la hora de analizar y gestionar la capacidad de una

red en funcionamiento.

El dimensionamiento de una red radio WCDMA es el proceso mediante el cual se estiman el número de

elementos de red necesarios y las posibles configuraciones de los mismos, basándose en los requerimientos de

cobertura, capacidad y calidad de servicio. En este caso nos centraremos en la capacidad, aunque tiene un claro

compromiso con la cobertura y la calidad. Hoy en día, cada vez son más los recursos requeridos para soportar

el incremento de tráfico en una red de telecomunicaciones. Estos recursos incluyen los recursos de procesado

de la señalización, recursos de transmisión y los recursos en el interfaz aire. Recursos insuficientes en la red

afectarán a la experiencia de usuario, bien por su imposibilidad de acceso a la red o bien por transmisiones a

velocidades inferiores a las esperadas. Por tanto, la monitorización en tiempo real, la detección de cuellos de

botella y la apropiada expansión de la red son críticas para conseguir una buena experiencia de usuario en una

red móvil de telecomunicaciones.

Pues bien. ¿Cuáles son esos recursos que hay que monitorizar? Veamos en la siguiente figura de forma

genérica los recursos a nivel UTRAN, es decir, en la RNC, el Nodo B, y la celda.

Figura 4-1 Recursos de la RNC, Nodo B y Celda

Los recursos monitorizados en la RNC son los siguientes:

Unidad de procesado de la señalización (SDU). La unidad de procesado de la señalización procesa los

servicios UMTS en el plano de control. Los recursos de la SDU son los que más probablemente llegan

a ser insuficientes en una RNC

E

Recursos en el Interfaz Radio

24

Unidad principal de procesado (MPU). La MPU gestiona el plano de control, el plano de usuario y los

recursos de transmisión.

Unidad de procesado de datos (DPU). Procesa los datos del plano de usuario. El rápido crecimiento de

los servicios móviles de banda ancha requieren de una experiencia de usuario mejor y tasas de

throughput mayores en cualquier momento y en cualquier lugar. Los recursos de la DPU pueden

llegar a ser un cuello de botella en la RNC y no cumplir con los requisitos de servicio.

Interfaces de la RNC. Las tarjetas interfaz de la RNC proporcionan recursos y puertos de transmisión,

mensajes de procesado de transporte de la red, e intercambio de datos internos y datos externos. La

sobrecarga de recursos en las tarjetas interfaz incrementan el ratio de pérdida de paquetes, interrumpe

las comunicaciones, y afecta a la experiencia de usuario.

Los recursos monitorizados en el nodo B son los siguientes:

Channel Element. Los Channel elements (CE) son los recursos de procesado en banda base.

Normalmente los CEs son los más probables en congestionar en una red. En las primeras fases de

despliegue de una red los operadores sólo adquieren una pequeña cantidad de CEs, lo cual reduce sus

inversiones iniciales.

CNBAP. La carga CNBAP, protocolo de señalización responsable del control de los Nodos B por la

RNC, se usa para evaluar la capacidad de procesado del nodo B. La sobrecarga CNBAP disminuye la

capacidad de procesado del sistema, lo cual afecta a los KPIs relativos al NodoB, sus indicadores

clave de desempeño.

Recursos del interfaz Iub. El interfaz Iub es un interfaz entre el NodoB y la RNC, el cual usa ATM o

transmisión IP dependiendo del medio de transmisión. Un ancho de banda insuficiente en el interfaz

Iub provoca fallos de admisión, deterioro de los KPIs de transmisión (tales como retraso y pérdida de

paquetes) y un empeoramiento de la calidad de servicio UMTS (QoS).

Los recursos monitorizados en las celdas son los siguientes:

Potencia total recibida de banda ancha (RTWP). RTWP incluye el ruido recibido, la interferencia

radio externa y la potencia en el uplink. RTWP se usa para monitorizar la carga en el uplink.

La potencia de portadora transmitida (TCP). La TCP hace referencia a la potencia total de portadora

transmitida por una celda. Se usa para monitorizar la carga en downlink. El valor TCP está limitado

por la máxima potencia de transmisión del amplificador de potencia en un NodoB y la máxima

potencia de transmisión configurada en una celda.

Códigos OVSF (Orthogonal variable spreading factor). Hace referencia a los recursos de spreading en

el downlink. La insuficiencia de recursos OVSF afecta al acceso de los usuarios a la red.

Canal de Paging (PCH). El uso de PCH viene determinado por la planificación de las áreas de

localización y las áreas de enrutado o encaminamiento (location areas y routing areas). La sobrecarga

PCH reduce el éxito de paging.

Random Access channel y Forward Access channel (RACH y FACH). Estos canales transportan

señalización y algunos datos del plano de usuario. Su sobrecarga reduce el éxito de acceso y afecta a

la experiencia de usuario.

En términos generales, cuando el uso de un recurso excede un umbral máximo definido, habrá que verificar si

otros recursos también exceden sus umbrales máximos.

Si es que sí, la celda o el NodoB está sobrecargado y es necesaria una ampliación de capacidad.

Si es que no, la celda o el nodo no estarán necesariamente sobrecargados y la ampliación de capacidad

no será obligatoria. El problema podría solucionarse haciendo otros ajustes u optimizaciones.

Por ejemplo, cuando el uso de CEs supera el 70% pero el uso de otros recursos como RTWP, TCP y OVSF

están dentro de los rangos permitidos, los CEs son considerados insuficientes, pero la celda no está

sobrecargada. Para solucionar el problema, se puede incrementar las licencias de CEs o las tarjetas de

procesado de banda base, en vez de aumentar la capacidad del NodoB.

25


En las siguientes secciones entraremos a analizar en más detalle los recursos del NodoB y de la celda, que son

los que nos ocupan en este proyecto, centrándonos sobre todo en los CEs y la potencia de transmisión, que son

los recursos más críticos en una operación normal de red. Se hará teniendo en cuenta que los equipos

desplegados en la red son los de la serie 3900 de Huawei.

4.1 Recursos de banda base

Los Channel Elements (CEs) son los recursos de banda base proporcionados por los Nodos B y miden la

capacidad de banda base de los Nodos B. Cuanto más CEs soporte un Nodo B mayor será la capacidad de

procesado de servicios del Nodo B. Si los CEs disponibles son insuficientes, el Nodo B rechazará una nueva

petición de llamada. Además los CEs se estructuran dentro del nodo en los llamados grupos de recursos

(resource groups) que veremos más adelante.

Un channel element es una unidad usada para indicar la capacidad banda base y los recursos ocupados por el

procesado del servicio. Los CEs pueden clasificarse en UL CEs (Uplink CEs) y DL CEs (Downlink CEs):

UL CE: Un UL CE hace referencia a los recursos banda base usados por un servicio de voz de 12.2

kbit/s (SF=64) más 3.4 kbit/s de señalización.

DL CE: Un DL CE hace referencia a los recursos banda base usados por un servicio de voz de 12.2

kbit/s (SF=128) más 3.4 kbit/s de señalización.

En los equipo Huawei los recursos banda base residen en la BBU3900, y concretamente en las tarjetas WBBP.

La BBU3900 es la unidad banda base de la serie 3900 de estaciones base de Huawei. Esta unidad proporciona

las siguientes funciones:

Transmite las señales entre las estaciones base y la controladora de estaciones base.

Proporciona el reloj del sistema.

Gestiona toda la estación base en términos de O&M (Operación y Mantenimiento) y procesado de la

señalización.

Proporciona un canal O&M que se conecta al LMT o M2000 (sistemas de supervisión de red de

Huawei).

La WBBP es la unidad de procesado de banda base de la BBU3900. Esta unidad proporciona las siguientes

funciones:

La tarjeta WBBPb proporciona tres puertos CPRI para comunicación con los módulos RF.

La tarjeta WBBPd proporciona seis puertos CPRI para comunicación con los módulos RF.

La tarjeta WBBPf proporciona seis puertos CPRI para comunicación con los módulos RF.

Procesa las señales banda base uplink y downlink.

La tarjeta WBBP puede simultáneamente procesar las señales banda base UL/DL y las señales CPRI. El

estándar CPRI define la interfaz entre la BBU y los módulos RF. El procesado de la señal banda base UL

implica la demodulación, el control de acceso aleatorio y la decodificación. El procesado de la señal banda

base DL implica la codificación, el ensanchamiento de frecuencia y la modulación. Una tarjeta WBBP puede

planificar servicios HSDPA y HSUPA mientras procesa servicios CS y PS. La siguiente figura muestra la

estructura de la unidad de banda base de un Nodo B.


26

Figura 4-2 Estructura de la unidad banda base del Nodo B

Huawei mide la capacidad de procesado HSDPA mediante el HSDPA code word, no por los CEs. Un HSDPA

code Word es igual a los recursos DL banda base que se necesitan para procesar un HS-PDSCH (SF = 16). Un

máximo de 15 code words pueden ser usados en una celda.

4.1.1 Procedimientos de asignación de los recursos banda base

Los grupos de recursos banda base en los Nodos B de la serie 3900 pueden ser clasificados en grupos de

recursos UL y grupos de recursos DL. Los procedimientos de asignación son los siguientes:

Un UE puede ocupar recursos banda base UL en cualquier tarjeta WBBP dentro de un grupo de

recursos UL y los recursos de un grupo de recursos UL pueden ser compartidos entre todas las tarjetas

WBBP del grupo.

Una celda puede ocupar recursos banda base DL en cualquier tarjeta WBBP en un grupo de recursos

DL, y todos los UEs de una misma celda pueden ocupar recursos en la misma tarjeta WBBP. Los

recursos en un grupo de recursos DL pueden ser compartidos dentro de una tarjeta WBBP. En

RAN13.0 y anteriores, el grupo de recursos DL permite compartición de recursos sólo dentro de una

tarjeta. En RAN14.0, un grupo de recursos DL puede condicionalmente permitir compartir CEs entre

tarjetas del grupo. La terminología RAN hace referencia a la versión de software de los equipos

Huawei.

4.1.1.1 Grupo de recurso UL

El grupo de recurso UL es un fondo común de canales UL que soporta compartición de carga.

En RAN12.0 una BBU soporta un máximo de 4 grupos de recurso UL. En RAN13.0 una BBU soporta un

máximo de 6 grupos de recurso. En RAN14.0 una BBU soporta un máximo de 8 grupos de recurso UL y dos

BBU interconectadas soportan un máximo de 12 grupos de recurso UL.

Un grupo de recurso UL puede tener múltiples tarjetas. Los UEs pueden ocupar los recursos en cualquier

tarjeta del grupo de recurso UL.

Una WBBPb o WBBPd puede pertenecer sólo a un grupo de recurso UL

Hay cuatro tipos de WBBPf: WBBPf1, WBBPf2, WBBPf3 y WBBPf4. La WBBPf1 y la WBBPf2

pueden pertenecer sólo a un grupo de recurso UL. La WBBPf3 y la WBBPf4 tienen dos unidades de

procesado uplink, y cada unidad de procesado uplink puede pertenecer a un grupo de recurso UL.

Un grupo de recurso UL puede dar servicio a un máximo de seis celdas 1T2R (1 transmisión y 2 recepciones)

o tres celdas 1T4R. Esta termilología se usa para indicar el número de antenas transmisoras y receptoras en los

sistemas MIMO (Multiple Input Multiple Output), para conseguir diversidad. Si el número de celdas en

UTRAN supera el máximo, los recursos UL deben ser divididos en varios grupos. Los recursos CE pueden ser

27


compartidos dentro de un grupo de recurso UL. Se recomienda que las celdas intra-frecuencia estén

configuradas en el mismo grupo de recurso UL. Esto se debe a que el softer handover sólo se puede llevar a

cabo entre celdas que estén en el mismo grupo de recurso UL.

En versiones anteriores a RAN14.0, los hard handovers son sólo soportados entre grupos de recurso UL. En

RAN 14.0 y versiones posteriores, los soft handovers también son soportados entre grupos de recurso UL, sin

embargo, el consumo de CEs se duplica y el ancho de banda en el interfaz Iub se incrementa en 1.7 veces.

La siguiente figura muestra los procedimientos de asignación de recursos de un grupo de recurso UL.

Figura 4-3 Procedimientos de asignación de recursos de un grupo de recurso UL

Si tenemos un NodoB con seis celdas, por ejemplo en una configuración 3x2 o 2+2+2, es decir, tres sectores y

cada uno de ellos con dos portadoras, y tenemos dos tarjetas WBBP, podríamos tener configuradas ambas

tarjetas en el mismo grupo de recurso UL. Pero si el NodoB es ampliado y pasamos a una configuración 3x4 o

4+4+4 será necesario reconfigurar los grupos de recurso UL ya que de lo contrario tendríamos más de seis

celdas en el mismo grupo.

Veamos algunos escenarios posibles:

Escenario1: La capacidad de las tarjetas WBBP es suficiente.

Se recomienda que las dos tarjetas WBBP se dividan en dos grupos. De esta forma, el NodoB puede soportar

12 celdas, como se muestra en la siguiente figura.


28

Figura 4-4 Grupos de recurso en diferentes configuraciones (Escenario 1)

Escenario 2: La capacidad de las tarjetas WBBP es insuficiente y es necesario añadir más CEs.

Se recomienda añadir una tarjeta WBBPf4 para soportar un grupo de recurso UL, como se muestra en la

siguiente figura.


Escenario 3: La tarjeta WBBPf4 se divide lógicamente en dos grupos de recurso para soportar 12 celdas, como

se muestra en la siguiente figura.

29



4.1.1.2 Grupo de recurso DL

En RAN12.0 una BBU soporta un máximo de 4 grupos de recurso DL, en RAN13.0 una BBU soporta un

máximo de 6 grupos de recurso DL, y en RAN14.0 una BBU soporta un máximo de 6 grupos de recurso DL.

Dos BBUs interconectadas soportan un máximo de 11 grupos de recurso DL.

En RAN13.0 y anteriores versiones, el grupo de recurso DL soporta compartición de recursos sólo dentro de

una tarjeta. Aunque dos tarjetas estén formando un grupo de recurso DL, los recursos CE son sólo compartidos

a nivel de tarjeta en lugar de a nivel de las celdas de todas las tarjetas configuradas en el grupo. Se recomienda

que las celdas de todas las tarjetas se configuren en un grupo de recurso. De esta forma los recursos DL de

celda pueden ser gestionados por el mecanismo de gestión interno al sistema.

En RAN12.0 y anteriores versiones, el softer handover no es soportado entre grupos de recurso DL. En

RAN13.0 y posteriores versiones, sí se soportan softer handovers entre grupos de recurso DL.

En RAN14.0, los grupos de recurso DL soportan compartición de CEs entre tarjetas del grupo, lo que mejora

la capacidad de compartición DL. Sin embargo, el máximo número de CEs que pueden ser compartidos por

cada tarjeta está limitado por las capacidades hardware de la tarjeta. Si los servicios son establecidos en una

WBBPb o una WBBPd, el máximo número de CEs compartidos es 384. Si los servicios son establecidos en

una WBBPf1, WBBPf2 o WBBPf3 el número máximo es 512. Y si los servicios son establecidos en una

WBBPf4 el número máximo es 768. En cualquier caso, el máximo número de CEs que pueden ser

compartidos en un grupo de recurso DL no puede superar la suma del número de CEs de cada tarjeta del

grupo. La WBBPa no soporta compartición de CEs con otras tarjetas.

La siguiente figura utiliza como ejemplo un grupo DL con una tarjeta WBBPb3 y una tarjeta WBBPb4. Si las

celdas F1 se configuran en la tarjeta WBBPb3 y las celdas F2 se configuran en la tarjeta WBBPb4, las celdas

F1 y F2 pueden compartir un máximo de 384 CEs de forma independiente. Sin embargo, el número de CEs

compartidos por todas las celdas F1+F2 no puede superar el número total de CEs compartidos por las dos

tarjetas, es decir, las celdas F1+F2 pueden compartir un máximo de 640 CEs.


30

WBBPb3

256 CEs

WBBPb4

384 CEs

One DL resource group

F1

F2

F1 cells can share a maximum of

384 CEs.

F2 cells can share a maximum of

384 CEs.

F1+F2 cells can share a maximum

of 640 (256+384) CEs.

Figura 4-7 Ejemplo de compartición de recursos CE DL

En los escenarios normales, una WBBPb o WBBPd es configurada con tres celdas y comparte un máximo de

384 CEs DL. Cada celda usa un máximo de 128 CEs.

Los recursos de banda base son asignados a los módulos DL en base al nivel de celda como muestra la

siguiente figura.

Figura 4-8 Procedimientos de asignación de recursos de un grupo de recurso DL

4.1.2 Especificaciones de producto

4.1.2.1 Capacidad de la BBU

En RAN13.0 y anteriores versiones, una BBU soporta un máximo de veinticuatro celdas 2Rx o doce celdas

4Rx.

En RAN14.0 se añaden la UMPTa1, WBBPf y la UTRPc. Una BBU soporta un máximo de veinticuatro

celdas 2Rx y un máximo de veinticuatro celdas 4Rx.

En RAN14.0, dos BBUs pueden ser interconectadas. Un máximo de 11 tarjetas banda base pueden ser

soportadas debido a que hay que configurar una UCIU la cual ocupa un slot de banda base. La tarjeta UCIU

31


permite la interconexión de dos BBUs. En el escenario de interconexión de BBUs, un máximo de cuarenta y

ocho celdas 2Rx son soportadas, y un máximo de treinta y seis celdas 4Rx.

En RAN14.0, una BBU soporta un máximo de veinticuatro celdas 1Tx o dieciocho celdas 2Tx MIMO. Dos

BBUs interconectadas soportan un máximo de cuarenta y ocho celdas 1Tx o treinta y seis celdas 2Tx MIMO.

4.1.2.2 Capacidad de la tarjeta WBBP

Basándose en su capacidad de procesado, las tarjetas WBBP se clasifican en once modelos: WBBPb1,

WBBPb2, WBBPb3, WBBPb4, WBBPd1, WBBPd2, WBBPd3, WBBPf1, WBBPf2, WBBPf3 y WBBPf4.

En la siguiente tabla podemos ver las especificaciones de cada tarjeta WBBP.

Tabla 4-1 Especificaciones de las tarjetas WBBP

Board Type

Introduced In

Number of Cells

UL R99 CEs + HSUPA Ces

DL R99 CEs HSDPA Capacity

WBBPb1 RAN10.0 3 64 CEs 64 CEs 45 HS-PDSCH

code words


code words


code words


code words

WBBPd1 RAN12.0 6 192 CEs 192 CEs 90 HS-PDSCH

code words


code words


code words

WBBPf1 RAN14.0 6 192 CEs 256 CEs 90 HS-PDSCH

codes


codes


codes


codes

La WBBPf4 puede soportar dos grupos de recurso UL y cada grupo de recurso UL puede soportar un

máximo de 6 celdas.

Los CEs consumidos durante el softer handover no están incluidos en las especificaciones, debido a

que el 20% de los recursos CE de las tarjetas WBBP son reservados para softer handovers.

Los soft handovers consumen CEs extra. Por tanto, hay que considerar el consumo de los soft

handovers basado en la proporción de soft handovers durante la planificación de red.


32

La WBBPb, WBBPd, WBBPf1, WBBPf2 y WBBPf3 soportan tres celdas MIMO, y la tarjeta

WBBPf4 soporta seis celdas MIMO.

4.1.2.3 Número de usuarios HSUPA y HSDPA soportados por una tarjeta WBBP

En la siguiente tabla podemos ver el número de usuarios HSUPA y HSDPA que soporta una tarjeta WBBP.

Tabla 4-2 Número de usuarios HSUPA y HSDPA soportados por una WBBP

Board Type

Number of HSDPA Users

Number of HSUPA Users (10 ms TTI, SRB over HSUPA)

Number of HSUPA Users (2 ms TTI, SRB over HSUPA)

WBBPb1 64 64 16 (RAN12.0)

WBBPb2 96

128 (RAN12.0)

72 (RAN11.0)

96 (RAN12.0)

32 (RAN12.0)

WBBPb3 144 72 (RAN11.0)

96 (RAN12.0)

64 (RAN12.0)

WBBPb4 144 72 (RAN11.0)

96 (RAN12.0)

80 (RAN12.0)

WBBPd1 128 96 48 (RAN12.0)

WBBPd2 144 96 80 (RAN12.0)

WBBPd3 144 96 64 (RAN12.0)

Los usuarios HSUPA en celdas servidas por la misma tarjeta pueden compartir los recursos de la tarjeta. Sin

embargo, el número total de usuarios en todas las celdas servidas por la misma tarjeta no puede superar el

número máximo de usuarios soportados por la tarjeta.

Por ejemplo, el número total de usuarios HSUPA en las seis celdas servidas por una tarjeta WBBPd2 no puede

superar 96, ya que una WBBPd2 soporta un máximo de 96 usuarios HSUPA.

Algo equivalente podemos decir para los usuarios HSDPA.

4.1.2.4 Especificaciones de Throughput de la tarjeta WBBP

A continuación podemos ver las especificaciones de throughput para una tarjeta WBBP.

Tabla 4-3 Especificaciones de Throughput de la tarjeta WBBP

Board Type

Throughput

DL UL

WBBPb1 63 Mbit/s 5.76 Mbit/s

WBBPb2 63 Mbit/s 11.52 Mbit/s

WBBPb3 63 Mbit/s (RAN11.0), 84 Mbit/s (RAN12.0) 23 Mbit/s

33


Board Type

Throughput

DL UL

WBBPb4 63 Mbit/s (RAN11.0), 84 Mbit/s (RAN12.0) 23 Mbit/s

WBBPd1 84 Mbit/s (RAN12.0), 126 Mbit/s (RAN13.0) 23 Mbit/s



WBBPf1 126 Mbit/s 34 Mbit/s




Los valores anteriores de throughput son los obtenidos en tests cuando los recursos UL y DL del interfaz aire

son suficientes.

4.1.3 Consumo de los recursos de banda base

4.1.3.1 Consumo de los canales communes

Los canales comunes DL de una celda son principalmente los P-CCPCHs (BCH) y S-CCPCHs (FACH/PCH)

y los canales comunes UL son principalmente los PRACHs.

La serie 3900 reserva recursos CE para los canales comunes. La reserva de recursos CE no está incluida en las

especificaciones de una tarjeta.

En cada celda se reservan 2 CEs para el uplink y 5 CEs para el DL para canales comunes. Por ejemplo, una

WBBPb4 soporta seis celdas y 384 CEs tanto para el UL como para el DL. Por tanto, la WBBPb4 reserva 12

CEs en el uplink y 30 en el downlink.

Cuando los canales comunes necesitan más CEs de los reservados, consumirán otros CEs de la tarjeta.

4.1.3.2 Consumo de otros canales

Los siguientes canales no consumen recursos CE:

HS-DPCCH, E-RGCH, E-HICH, F-DPCH, CPICH, AICH, PICH, SCH, E-AGCH, HS-SCCH, HS-PDSCH,

MICH, F-DPCH, E-FACH.

4.1.3.3 Consumo de servicios R99

La Tabla 4-4 lista el consumo de CEs de los servicios R99.


34

Tabla 4-4 Consumo de CEs de los servicios R99

Service Type UL DL

Spreading Factor

Number of CEs

Spreading Factor (SF)

Number of CEs

AMR 12.2 kbit/s SF64 1 SF128 1

32 kbit/s SF32 1.5 SF64 1

64 kbit/s SF16 3 SF32 2

128 kbit/s SF8 5 SF16 4

384 kbit/s SF4 10 SF8 8

El tráfico y la señalización asociada al canal de un usuario de R99 son transportados en el mismo DCH. Por

tanto, el consumo de CEs de los TCHs de R99 incluye el consumo de CEs de la señalización. El consumo

indicado en la tabla incluye el consumo de los 3.4 kbit/s de señalización asociada al canal.

4.1.3.4 Consumo de servicios HSUPA

El consumo de recursos de los servicios HSUPA se mide en CEs. Los CEs UL son compartidos entre los

servicios R99 y los servicios HSUPA.

La Tabla 4-5 lista el consumo de CEs UL para los servicios HSUPA.

Tabla 4-5 Consumo de CEs UL de los servicios HSUPA

RLC Rate (kbit/s) 2RX

Spreading Factor

RAN11.0

(WBBPb)

RAN12.0

(WBBPd) CAT5 10 ms CAT6 2 ms

≤ 32 N/A SF32 1 1

32–64 N/A SF16 2 2

64–128 N/A SF8 4 4

128–672 640 SF4 8 8

672–1376 640–1280 2*SF4 16 16

1376~1888 1280–2720 2*SF2 32 32

N/A 2720–5440 2*SF2 + 2*SF4 48 48

4000–10880 2*M2+2*M4 Not supported 64

4.1.3.5 Consumo de servicios HSDPA

En la serie 3900 los recursos para el procesado de los servicios HSDPA y aquellos para el procesado de los

servicios R99 son independientes. Por tanto, ningún CE DL de R99 es consumido para los servicios HSDPA.

La capacidad DL de una tarjeta WBBPb4 es de 384 CEs de R99 más 90 code words HSDPA, como se

35


muestra en la Figura 4-9.

Figura 4-9 Consumo de recursos DL de los servicios HSDPA

4.1.4 Ampliación de recursos banda base

La capacidad banda base de un NodoB se puede ampliar de las siguientes maneras:

1. Si la capacidad hardware es insuficiente habría que añadir una nueva tarjeta WBBP. Las tarjetas

WBBP soportan la función plug and play. Esto quiere decir que los servicios no son interrumpidos al

instalar una WBBP.

2. Si la capacidad hardware es suficiente habría que añadir licencias, ya sean licencias de CEs o licencias

de códigos HSDPA.

Un tema importante a tener en cuenta es la diferencia entre la capacidad hardware que tenga un nodo y la

capacidad “software”. Esta capacidad software se traduce en el número de licencias que se hayan adquirido al

suministrador. Normalmente cuando se despliega un nodo se hace una estimación inicial de las licencias que

va a necesitar. Una vez que el nodo está funcionando, en base al consumo que tenga de recursos, será

necesario ir ampliando si así lo requiere. Inicialmente no se compran todas las licencias que el hardware puede

soportar ya que si no la inversión inicial sería muy elevada.

Los procedimientos de asignación de recursos difieren de los procedimientos de asignación de licencias. Como

hemos visto anteriormente los recursos de las tarjetas se asocian a unos grupos, frecuencias y celdas concretas,

mientras que las licencias pueden ser compartidas entre las distintas celdas y portadoras.

Las ampliaciones de CEs se pueden realizar en UL y DL de forma separada, y se realizan en pasos de 16 CEs.

Las ampliaciones de code words HSDPA se realizan en pasos de 5 code words. Una celda soporta un máximo

de 15 code words.

4.1.5 Contadores asociados a los recursos banda base

La red nos proporciona los siguientes contadores para poder monitorizar el consumo de CEs por nodo.

Consumo de CEs en el DL


36

Counter ID

Counter Name Description

50332562 VS.LC.DLMean.LicenseGroup.Shared Average number of shared DL CEs consumed by an operator

50342562 VS.LC.DLMax.LicenseGroup.Shared Maximum number of shared DL CEs consumed by an operator

50342567 VS.LC.DLMin.LicenseGroup.Shared Minimum Number of Shared DL CEs Consumed by an Operator

Descripción:

Este contador mide el número de CEs consumidos en downlink por un operador. Este contador se usa en

operadores con RAN sharing. El concepto de RAN Sharing hace referencia a la situación en la que con un

mismo nodo se da servicio a dos operadores distintos, es decir, dos operadores comparten la misma red. En tal

situación es factible definir recursos dedicados para un operador, así como recursos compartidos para los

operadores. En el caso que nos ocupa todos los recursos serán compartidos entre los operadores.

Puntos de medición:

Este contador se muestrea cada cinco segundos. Al final del período de medida, el promedio de CEs

consumidos por un operador se obtiene dividiendo el valor acumulado en el período entre el número de

muestras. El máximo de esos resultados de muestras se define como el máximo número de CEs downlink

consumidos por un operador, y el mínimo de esos resultados de muestras se define como el mínimo número de

CEs downlink consumidos por un operador.

Funcionalidades asociadas:

Counter Name Feature ID Feature Name

VS.LC.DLMean.LicenseGroup.Shared WRFD-020101 Admission Control

VS.LC.DLMax.LicenseGroup.Shared WRFD-020101 Admission Control

VS.LC.DLMin.LicenseGroup.Shared WRFD-020101 Admission Control

Consumo de CEs en el UL

Counter ID


50332561 VS.LC.ULMean.LicenseGroup.Shared Average number of shared UL CEs consumed by an

37


Counter ID


operator

50342561 VS.LC.ULMax.LicenseGroup.Shared Maximum number of shared UL CEs consumed by an operator

50342568 VS.LC.ULMin.LicenseGroup.Shared Minimum Number of Shared UL CEs Consumed by an Operator

Descripción:

Este contador mide el número de CEs consumidos en uplink por un operador. Este contador se usa en

operadores con RAN sharing.


Este contador se muestrea cada cinco segundos. Al final del período de medida, el promedio de CEs

consumidos por un operador se obtiene dividiendo el valor acumulado en el período entre el número de

muestras. El máximo de esos resultados de muestras se define como el máximo número de CEs uplink

consumidos por un operador, y el mínimo de esos resultados de muestras se define como el mínimo número de

CEs uplink consumidos por un operador.



VS.LC.ULMean.LicenseGroup.Shared WRFD-020101 Admission Control

VS.LC.ULMax.LicenseGroup.Shared WRFD-020101 Admission Control

VS.LC.ULMin.LicenseGroup.Shared WRFD-020101 Admission Control

CEs configurados en el DL

Counter ID Counter Name Description

50332560 VS.LC.DLCreditAvailable.Shared Number of DL CEs configured for a shared group

Descripción:

Este contador mide el número de CEs downlink configurado para un grupo compartido dentro del período de

medida. Este contador se usa en operadores con RAN sharing. Si sólo un operador está disponible en el nodo,

este contador se puede usar para evaluar las licencias totales de CEs configuradas en el nodo.


38


Este contador se muestrea cada cinco segundos. Al final del período de medida, el número de CEs downlink

configurados para un grupo compartido se obtiene dividiendo el valor acumulado en el período entre el

número de muestras.



VS.LC.DLCreditAvailable.Shared WRFD-020101 Admission Control

CEs configurados en el UL


50332559 VS.LC.ULCreditAvailable.Shared Number of UL CEs configured for a shared group

Descripción:

Este contador mide el número de CEs uplink configurado para un grupo compartido dentro del período de

medida. Este contador se usa en operadores con RAN sharing. Si sólo un operador está disponible en el nodo,

este contador se puede usar para evaluar las licencias totales de CEs configuradas en el nodo.


Este contador se muestrea cada cinco segundos. Al final del período de medida, el número de CEs uplink

configurados para un grupo compartido se obtiene dividiendo el valor acumulado en el período entre el

número de muestras.



VS.LC.ULCreditAvailable.Shared WRFD-020101 Admission Control

CEs DL hardware del nodo


39



50332565 VS.HW.DLCreditAvailable Number of Available Downlink Hardware CEs

Descripción:

Este contador mide el número de CEs hardware disponibles en downlink en el NodoB dentro del período de

medida.


Este contador se muestrea cada cinco segundos. Al final del período de medida, el máximo de los resultados

de muestras se define como el valor de este contador.



VS.HW.DLCreditAvailable WRFD-020101 Admission Control

CEs UL hardware del nodo


50332566 VS.HW.ULCreditAvailable Number of Available Uplink Hardware CEs

Descripción:

Este contador mide el número de CEs hardware disponibles en uplink en el NodoB dentro del período de

medida.


Este contador se muestrea cada cinco segundos. Al final del período de medida, el máximo de los resultados

de muestras se define como el valor de este contador.



VS.HW.ULCreditAvailable WRFD-020101 Admission Control


40

Además de los contadores anteriores se definen cuatro KPIs adicionales apoyados sobre dichos contadores,

que muestran el porcentaje de consumo downlink y uplink respecto a las licencias disponibles en el nodo:

𝐷𝐿_𝐶𝐸_𝑀𝑎𝑥_𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =𝑉𝑆. 𝐿𝐶. 𝐷𝐿𝑀𝑎𝑥. 𝐿𝑖𝑐𝑒𝑛𝑠𝑒𝐺𝑟𝑜𝑢𝑝. 𝑆ℎ𝑎𝑟𝑒𝑑

𝑉𝑆. 𝐿𝐶. 𝐷𝐿𝐶𝑟𝑒𝑑𝑖𝑡𝐴𝑣𝑎𝑖𝑙𝑎𝑏𝑙𝑒. 𝑆ℎ𝑎𝑟𝑒𝑑× 100

(4–1)

𝐷𝐿_𝐶𝐸_𝑀𝑒𝑎𝑛_𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =𝑉𝑆. 𝐿𝐶. 𝐷𝐿𝑀𝑒𝑎𝑛. 𝐿𝑖𝑐𝑒𝑛𝑠𝑒𝐺𝑟𝑜𝑢𝑝. 𝑆ℎ𝑎𝑟𝑒𝑑

𝑉𝑆. 𝐿𝐶. 𝐷𝐿𝐶𝑟𝑒𝑑𝑖𝑡𝐴𝑣𝑎𝑖𝑙𝑎𝑏𝑙𝑒. 𝑆ℎ𝑎𝑟𝑒𝑑× 100

(4–2)

𝑈𝐿_𝐶𝐸_𝑀𝑎𝑥_𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =𝑉𝑆. 𝐿𝐶. 𝑈𝐿𝑀𝑎𝑥. 𝐿𝑖𝑐𝑒𝑛𝑠𝑒𝐺𝑟𝑜𝑢𝑝. 𝑆ℎ𝑎𝑟𝑒𝑑

𝑉𝑆. 𝐿𝐶. 𝑈𝐿𝐶𝑟𝑒𝑑𝑖𝑡𝐴𝑣𝑎𝑖𝑙𝑎𝑏𝑙𝑒. 𝑆ℎ𝑎𝑟𝑒𝑑× 100

(4–3)

𝑈𝐿_𝐶𝐸_𝑀𝑒𝑎𝑛_𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =𝑉𝑆. 𝐿𝐶. 𝑈𝐿𝑀𝑒𝑎𝑛. 𝐿𝑖𝑐𝑒𝑛𝑠𝑒𝐺𝑟𝑜𝑢𝑝. 𝑆ℎ𝑎𝑟𝑒𝑑

𝑉𝑆. 𝐿𝐶. 𝑈𝐿𝐶𝑟𝑒𝑑𝑖𝑡𝐴𝑣𝑎𝑖𝑙𝑎𝑏𝑙𝑒. 𝑆ℎ𝑎𝑟𝑒𝑑× 100

(4–4)

4.2 Recursos de potencia

4.2.1 Carga en el downlink

La capacidad downlink de una celda está limitada por su potencia total de transmisión disponible, la cual está

determinada por la capacidad del amplificador de potencia del nodo y la potencia configurada en la celda.

La potencia transmitida en downlink se compone de lo siguiente, tal como se muestra en la Figura 4-10:

La potencia de los canales comunes (CCH).

La potencia no-HSPA sin los canales comunes.

La potencia HSPA.

El margen de potencia.

41


Figura 4-10 Asignación dinámica de los recursos de potencia

Los recursos de potencia downlink se asignan de la siguiente forma:

1. Los recursos de potencia downlink son reservados en primer lugar para los canales físicos comunes y

asignados al DPCH. Los recursos de potencia restantes estarán disponibles para HSPA, incluyendo

HSUPA y HSDPA.

2. Los recursos de potencia HSPA se asignan en primer lugar a los canales de control downlink HSUPA,

incluyendo el E-AGCH, E-RGCH, y E-HICH. Los recursos de potencia restantes estarán disponibles

para HSDPA.

3. Los recursos de potencia HSDPA son asignados en primer lugar al canal de control downlink HS-

SCCH. Los recursos de potencia restantes estarán disponibles para el canal de tráfico HS-PDSCH.

El consumo de potencia downlink está relacionado con la cobertura de la celda, la ubicación de los móviles

UE, y la carga de tráfico en la celda. Coberturas grandes de celda, UEs alejados del centro de la celda, y altas

cargas de tráfico contribuyen a un consumo de potencia elevado. Por tanto, la sobrecarga de potencia en el

downlink es más probable que ocurra en hotspots (nodos de alto tráfico de forma regular en el tiempo) y en

celdas con zonas de cobertura grandes.

Cuando la potencia de transmisión downlink es insuficiente ocurre lo siguiente:

La cobertura de la celda se encoge.

El throughput de los datos decrece.

La calidad del servicio desciende.

Las solicitudes de nuevos servicios es posible que sean rechazadas.

4.2.1.1 Contadores asociados a la potencia en downlink

En las RNCs Huawei se definen los siguientes contadores asociados a la potencia total de portadora

transmitida:

VS.MeanTCP: potencia media transmitida de la portadora de una celda.

VS.MeanTCP.NonHS: potencia media transmitida no-HSDPA de una celda.


42

VS.HSDPA.MeanChThroughput: throughput medio downlink HSDPA de una celda.

Para indicar la carga downlink de la celda se define el índice de uso medio (mean utility ratio) de la potencia

de portadora transmitida por una celda.

El índice de uso medio de la potencia de portadora transmitida para usuarios no-HSPA en una celda

(incluyendo los usuarios no-HSPA en CCHs) se calcula con la siguiente fórmula:

𝑀𝑒𝑎𝑛𝑁𝑜𝑛𝐻𝑆𝑇𝐶𝑃 𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑡𝑦 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =𝑀𝑒𝑎𝑛𝑁𝑜𝑛𝐻𝑆𝑇𝐶𝑃

𝑀𝐴𝑋𝑇𝑋𝑃𝑂𝑊𝐸𝑅× 100

(4–5)

El índice de uso medio de la potencia de portadora transmitida para todos los usuarios en una celda se

calcula con la siguiente fórmula:

𝑀𝑒𝑎𝑛𝑇𝐶P Utility Ratio =MeanTCP

MAXTXPOWER× 100

(4–6)

Además de la potencia media también se puede monitorizar el máximo y el mínimo para tener una

información más completa del comportamiento de la celda.

Veamos el detalle de estos contadores:

Potencia transmitida de portadora para una celda

ID Counter Description

67199618 VS.MeanTCP Mean Transmitted Power of Carrier for Cell

67199682 VS.MaxTCP Maximum Transmitted Power of Carrier for Cell

67199683 VS.MinTCP Minimum Transmitted Power of Carrier for Cell

Descripción:

Estos contadores proporcionan los valores medidos de TCP de una celda en la RNC.

Punto de medición:

La medida se lanza en el punto A tal como se muestra en la Figura 4-11, cuando la RNC obtiene el TCP de la

celda después de recibir del NodoB un mensaje COMMON MEASUREMENT REPORT que contiene los

valores TCP de la celda.

43


Figura 4-11 Procedimiento Common Measurement Report

Unidades:

dBm

Potencia transmitida de portadora no-HSDPA para una celda


67202902 VS.MeanTCP.NonHS Mean Non-HSDPA Transmitted Carrier Power for Cell

67202900 VS.MaxTCP.NonHS Maximum Non-HSDPA Transmitted Carrier Power for Cell

67202901 VS.MinTCP.NonHS Minimum Non-HSDPA Transmitted Carrier Power for Cell

Descripción:

Estos contadores proporcionan los valores medidos de TCP no-HSDPA de una celda en la RNC.

Punto de medición:

La medida se hace de forma equivalente a lo comentado para la potencia TCP.

Unidades:

dBm

Promedio de potencia de CPICH de una celda


44

Este contador hace referencia a la potencia del canal piloto. Dicha potencia va a determinar el radio de

cobertura de la celda. Como veremos en los siguientes capítulos es un valor a tener en cuenta en la

monitorización de la capacidad de un nodo e incluso será un valor a modificar en situaciones de congestión.

Counter ID Counter Name Counter Description

67202921 VS.CPICH.MeanPwr Average CPICH Power for Cell

Descripción:

Este contador proporciona el promedio de potencia del P-CPICH en una celda.

Punto de medición:

La RNC toma muestras de la potencia del P-CPICH de una celda cada cinco segundos. Al final del período de

medida el promedio de la potencia del P-CPICH se obtiene dividiendo la potencia acumulada entre el número

de muestras

Unidades:

dBm

4.2.1.2 Ampliaciones de capacidad recomendadas

Huawei recomienda realizar ampliaciones de capacidad en los siguientes escenarios, aunque los criterios en

último lugar son definidos por el operador.

Si el MeanNonHSTCP Utility Ratio es mayor que el 70% durante la hora cargada en tres días

consecutivos en una semana.

Si el MeanTCP Utility Ratio es mayor que el 85% y el valor del contador

VS.HSDPA.MeanChThroughput es inferior del valor requerido por los usuarios (por ejemplo 300

kbit/s) durante la hora cargada para tres días consecutivos en una semana.

Los métodos de ampliación de capacidad serían los siguientes:

Para celdas con alto tráfico, añadir una portadora al sector si es posible, añadir un nuevo NodoB o

dividir el sector si el número de portadoras en el sector ha alcanzado su máximo, o aumentar la

potencia de las portadoras si es posible.

Para celdas con poco tráfico o cobertura pobre, añadir un nuevo NodoB.

4.2.2 Carga en el uplink

En redes WCDMA, para medir la capacidad uplink de la celda se usa el RTWP, la potencia total de banda

ancha recibida.

RTWP incluye el ruido de fondo, la interferencia interna al sistema, y la interferencia RF. La interferencia

interna al sistema incluye la señales uplink de los UEs en la celda servidora y en las vecinas. La interferencia

RF incluye la interferencia de fuentes externas y la interferencia RF interna al sistema (por ejemplo, la

interferencia de intermodulación producida por los componentes hardware).

El NodoB mide la RTWP en cada canal recibido en cada celda. La RTWP de la celda obtenida por la RNC es

45


el promedio lineal de las RTWPs medidas en los canales recibidos en una celda bajo un NodoB. La RTWP

refleja la interferencia a un NodoB e indica la fuerza de la señal en el puerto de recepción del módulo RF.

La capacidad uplink de una celda está limitada por la elevación sobre el ruido térmico (RoT), la cual es igual al

RTWP menos el ruido de fondo de la celda.

𝑅𝑜𝑇(𝑑𝐵) = 𝑅𝑇𝑊𝑃(𝑑𝐵𝑚) − 𝑃𝑁(𝑑𝐵𝑚) (4–7)

Si no hay interferencia RF, el RoT es generado por la interferencia interna al sistema. Bajo esta condición, el

RoT es usado como un criterio para evaluar la carga uplink.

La relación entre el RoT y el factor de carga uplink ηUL es la siguiente:

𝑅𝑜𝑇 = 10𝑙𝑜𝑔 (1

1 − 𝜂𝑈𝐿)

(4–8)

Por ejemplo, un incremento de ruido de 3 dB se corresponde con un 50% de la carga uplink, y un incremento

de ruido de 6 dB se corresponde a un 75%.

Figura 4-12 Relación entre RTWP, incremento de ruido, y carga uplink

Un valor alto de RTWP en una celda puede ser causado por un exceso de tráfico, un fallo hardware (por

ejemplo, una baja calidad de las antenas o de los conectores), o por una interferencia externa. Si el RTWP es

demasiado elevado la cobertura de la celda se reduce, la calidad de los servicios admitidos decae, o las nuevas

solicitudes pueden ser rechazadas.

Huawei introduce otro concepto para medir la carga uplink de una celda, lo que denomina ENU (Equivalent

Number of Users). ENU es el indicador que mapea cada tipo de servicio en una carga de celda normalizada.


46

Figura 4-13 Número de usuarios equivalentes por servicio

4.2.2.1 Contadores asociados a la potencia en uplink

La RTWP y el número de usuarios equivalentes (ENU) vienen indicados por los siguientes contadores:

VS.MeanRTWP: promedio de RTWP en una celda.

VS.MinRTWP: mínimo RTWP en una celda.

VS.RAC.UL.EqvUserNum: número de ENUs uplink en todos los canales dedicados de una celda.

En la celda se define un número máximo de usuarios equivalentes mediante el parámetro UlTotalEqUserNum.

El ratio uplink ENU se calcula usando la siguiente fórmula:

𝑈𝐿 𝐸𝑁𝑈 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 = 𝑉𝑆. 𝑅𝐴𝐶. 𝑈𝐿. 𝐸𝑞𝑣𝑈𝑠𝑒𝑟𝑁𝑢𝑚 𝑈𝑙𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝐸𝑞𝑈𝑠𝑒𝑟𝑁𝑢𝑚⁄ (4–9)

En algunas áreas, el ruido de fondo se incrementa hasta -106 dBm o más debido a la interferencia externa o

por defectos hardware. Si esto ocurre, el valor del contador VS.MinRTWP (el valor obtenido de RTWP

cuando la celda no lleva tráfico) se considera como el ruido de fondo.

El RTWP de una celda se considera alto cuando el valor del contador VS.MeanRTWP es superior a -100 dBm

en las horas no-pico o superior a -90 dBm en las horas pico (hora cargada) durante dos o tres días consecutivos

en una semana.

Una celda se considera altamente cargada si el Ratio UL ENU supera el 75% durante las horas pico de dos o

tres días consecutivos en una semana.

Los contadores en detalle:

Potencia total de banda ancha recibida por una celda

47



67199617 VS.MeanRTWP Mean Power of Totally Received Bandwidth for Cell

67199680 VS.MaxRTWP Maximum Power of Totally Received Bandwidth for Cell

67199681 VS.MinRTWP Minimum Power of Totally Received Bandwidth for Cell

Descripción:

Estos contadores proporcionan los valores medidos de RTWP de una celda en una RNC.

Punto de medición:

La medida se hace de forma equivalente a lo comentado para la potencia TCP.

Unidades:

dBm

Número de usuarios equivalentes


67199663 VS.RAC.UL.EqvUserNum Mean Number of UL Equivalent Voice UEs in CEL_DCH State for Cell

67199664 VS.RAC.DL.EqvUserNum Mean Number of DL Equivalent Voice UEs in CEL_DCH State for Cell

Descripción:

Estos contadores proporcionan el número medio de UEs equivalentes de voz UL y DL en el estado

CELL_DCH.

Punto de medición:

En un período de medida, el número de UEs equivalentes se muestrea cada cinco segundos. Al final del

período de medida, la RNC divide los valores acumulados entre el número de muestras.

4.2.2.2 Ampliaciones de capacidad recomendadas

Huawei recomienda realizar ampliaciones de capacidad en los siguientes escenarios, aunque, al igual que en el


48

uplink, los criterios en último lugar son definidos por el operador:

Si el valor del contador VS.MinRTWP es superior a -100 dBm o inferior a -110 dBm durante las

horas no pico de tres días consecutivos en una semana, podrían existir fallos hardware o interferencias

externas. Sería necesario localizar y rectificar los fallos. En la siguiente tabla se listan las alarmas RF

reportadas por el NodoB.

Tabla 4-6 Alarmas RF reportadas por el nodo

Alarm ID Alarm Name ALM-26522 RF Unit RX Channel

RTWP/RSSI Unbalanced ALM-26521 RF Unit RX Channel

RTWP/RSSI Too Low

ALM-26532 RF Unit Hardware Fault

ALM-26752 ALD Hardware Fault

ALM-26758 TMA Running Data and

Configuration Mismatch

ALM-26755 TMA Bypass

ALM-26757 RET Antenna Running Data and

Configuration Mismatch ALM-26541 ALD Maintenance Link Failure

ALM-26529 RF Unit VSWR Threshold

Crossed

Si el valor del contador VS.MeanRTWP es mayor que -90 dBm en las horas pico durante tres días

consecutivos en una semana, puede haber un fallo hardware o una interferencia externa. Localizar y

corregir el fallo. Si el valor del contador VS.MeanRTWP sigue siendo superior a -90 dBm tras

corregir los fallos, habría que añadir más portadoras. Si no hay más portadoras disponibles habría que

añadir un nuevo nodo.

Si el número de ENUs es insuficiente y la cantidad de potencia uplink es suficiente habría que

aumentar el valor del parámetro UlTotalEqUserNum.

4.3 Recursos de códigos OVSF

En las redes WCDMA, los canales se distinguen por códigos. Cada canal usa dos tipos de códigos: códigos de

scrambling y los códigos ortogonales de spreading factor variable (OVSF).

En el uplink, a cada móvil se le asigna un código de scrambling único. En downlink, a cada celda se le asigna

un código de scrambling único. Esto es, todos los UEs en una celda usan el mismo código de scrambling pero

a cada uno se le asigna un código OVSF único. Por tanto, los códigos OVSF distinguen los canales físicos

downlink de los diferentes UEs en una celda.

En una celda WCDMA, los datos de los diferentes usuarios se distinguen mediante la técnica CDMA, y todos

los datos de usuario son transmitidos sobre la misma frecuencia central al mismo tiempo. Los códigos OVSF

proporcionan ortogonalidad perfecta, minimizando la interferencia entre los distintos usuarios.

La Figura 4-14 muestra un árbol de códigos OVSF.

49


Figura 4-14 Árbol de códigos OVSF

En downlink, el factor de spreading máximo (SF) es 256.

Un árbol de códigos OVSF puede ser dividido en 4 códigos SF4, 8 códigos SF8, 16 códigos SF16, …, 256

códigos SF256. Los códigos con distintos SFs pueden ser considerados como equivalentes a códigos con

SF256. Por ejemplo, un código con SF8 es equivalente a 32 códigos con SF256. Usando este método, el uso

de códigos OVSF puede ser calculado para un usuario o una celda.

En una celda sólo hay disponible un árbol de códigos OVSF. En un árbol de códigos, los códigos hermanos

son ortogonales entre sí, pero no son ortogonales con sus padres o con sus hijos. Como resultado de esto, una

vez que un código es asignado a un usuario, ni sus códigos padre ni sus códigos hijo pueden ser asignados a

otro usuario. Los recursos de códigos OVSF son limitados, por lo que si dichos recursos no son suficientes, las

nuevas solicitudes de llamadas serán rechazadas.

Tras la introducción del servicio HSDPA, los servicios HSDPA y los servicios R99 comparten los códigos

OVSF. Existen funcionalidades para la gestión de los códigos tanto a nivel de RNC como a nivel de nodo.

La Figura 4-15 muestra la asignación estática de códigos controlada por la RNC.

Figura 4-15 Asignación de códigos estática controlada por la RNC

La Figura 4-16 muestra la asignación dinámica de códigos controlada por la RNC.


50

Figura 4-16 Asignación de códigos dinámica controlada por la RNC

El sistema reserva códigos para los servicios HSDPA, y estos recursos de códigos pueden ser compartidos

entre los servicios HSDPA. Por tanto, los servicios HSDPA no requieren del control de admisión basado en

los recursos de códigos de celda.

La Figura 4-17 muestra la asignación dinámica de códigos controlada por el NodoB.

Figura 4-17 Asignación de códigos dinámica controlada por el NodoB

La asignación de códigos dinámica controlada por el NodoB es más flexible que la controlada por la RNC,

acorta el tiempo de respuesta y ahorra la señalización en Iub usada para la asignación de códigos.

4.3.1 Contadores asociados a los códigos OVSF

La RNC Huawei monitoriza el uso medio del árbol de código OVSF con el número de códigos equivalentes

con SF256, el cual se mide con el contador VS.RAB.SFOccupy.

Los códigos usados por DCH pueden ser calculados usando la siguiente fórmula:

DCH_OVSF_CODE = (<VS.SingleRAB.SF4> + <VS.MultRAB.SF4>) x 64 + (<VS.SingleRAB.SF8> + <VS.MultRAB.SF8>) x 32 + (<VS.SingleRAB.SF16> + <VS.MultRAB.SF16>) x 16 + (<VS.SingleRAB.SF32> + <VS.MultRAB.SF32>) x 8 + (<VS.SingleRAB.SF64> + <VS.MultRAB.SF64>) x 4 + (<VS.SingleRAB.SF128> + <VS.MultRAB.SF128>) x 2 + (<VS.SingleRAB.SF256> + <VS.MultRAB.SF256>)

(4–10)

El RAB hace referencia al servicio que se establece sobre una conexión. Podemos tener conexiones

SingleRAB, con un único servicio, por ejemplo una llamada de voz, o MultiRAB, con varios servicios en

paralelo, por ejemplo, una llamada de voz y cualquier servicio de datos.

El máximo número de códigos disponibles para DCH puede ser calculado usando la siguiente fórmula:

DCH_OVSF_CODE_Ava = 256 – (Códigos ocupados por CCHs + Códigos ocupados por E-AGCHs + Códigos ocupados por E-RGCHs y E-HICHs + Códigos reservados para HS-PDSCHs + códigos HS-SCCH)

(4–11)

Por ejemplo, si tenemos las siguientes condiciones:

Una celda que soporta HSPA es configurada con dos SCCPCH, un E-AGCH, un E-RGCH/E-HICH,

y dos HS-SCCHs.

51


Figura 4-18 Ejemplo asignación canales OVSF

Al menos un código reservado para servicios HSDPA.

Entonces, DCH_OVSF_CODE_Ava = 256 – (8 + 1 + 2 + 16 + 4) = 225.

El uso de códigos OVSF se calcula de la siguiente forma:

𝑂𝑉𝑆𝐹_𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 = 𝑉𝑆. 𝑅𝐴𝐵. 𝑆𝐹𝑂𝑐𝑐𝑢𝑝𝑦 256 × 100%⁄ (4–12)

𝐷𝐶𝐻_𝑂𝑉𝑆𝐹_𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 = 𝐷𝐶𝐻_𝑂𝑉𝑆𝐹_𝐶𝑂𝐷𝐸 𝐷𝐶𝐻_𝑂𝑉𝑆𝐹_𝐶𝑂𝐷𝐸_𝐴𝑣𝑎⁄ (4–13)


Número de SingleRABs por tipo de SF


67199698 VS.SingleRAB.SF4 Number of single-RAB UEs that Occupy the DL R99 Codes with Spreading Factor (SF) of 4 for Cell

SF8 SF16 SF32 SF64 SF128 SF256

PS 384 PS 128 PS 64 AMR 2 HS-SCCH

0 CPICH (SF256,0)

1 PCCPCH y SCH (SF256,1)

2 AICH (SF256,2)

3 PICH (SF256,3)

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16 E-AGCH (SF256,16)

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

6

12

13

7

14

15

HS-SCCH 2 (SF128,6)

7 E-RGCH/E-HICH (SF128,7)

1

2

4

8

9

5

10

SCCPCH 0: FACH (SF64,1)

3

1

2

4 SCCPCH 1: PCH (SF128,4)

5 HS-SCCH 1 (SF128,5)

3

6

0

0

0

0

0

1

1

2

11

3


52








Descripción:

Estos contadores proporcionan el número medio de single-RAB de UE que usan SF 4/8/16/32/64/128/256 en

una celda.

Punto de medición:

La RNC toma periódicamente muestras del número de Single-RAB UE que usan los distintos SF. Al final del

período de medida divide el número acumulado entre el número de muestras.

Número de multi-RABs por tipo de SF


67202942 VS.MultRAB.SF4 Number of multi-RAB UEs that Occupy the DL R99 Codes with the Spreading Factor (SF) of 4 for Cell



53







Descripción:

Estos contadores proporcionan el número medio de multi-RAB de UE que usan SF 4/8/16/32/64/128/256 en

una celda.

Punto de medición:

La RNC toma periódicamente muestras del número de multi-RAB UE que usan los distintos SF. Al final del

período de medida divide el número acumulado entre el número de muestras.


67191657 VS.RAB.SFOccupy.MAX Maximum Number of SFs that Have Been Occupied (Let the SFs that Have Been Occupied a Unitary SF of 256) for Cell

67203416 VS.RAB.SFOccupy Mean Number of SFs that Have Been Occupied (Let the SFs that Have Been Occupied a Unitary SF of 256) for Cell

Descripción:

Las medidas proporcionan el número medio y máximo de códigos ocupados en una celda. Los códigos

ocupados son los códigos ocupados por los canales comunes, los usuarios R99, y HS-DSCH. El número de

códigos está normalizado a SF256, es decir, convertido a códigos con SF256. La forma de normalizar a SF256

es multiplicar el código con SF=k por 256/k.

Punto de medición:

La RNC toma una muestra del número de códigos ocupados en una celda cada cinco segundos y normaliza el

número a SF256. Entonces calcula la suma de números normalizados. Al final del período de medida divide el

valor acumulado entre el número de muestras para obtener el valor medio, o toma el máximo para obtener el

número máximo de códigos ocupados en el período de medida.


54

4.3.2 Ampliaciones de capacidad recomendadas

Si el valor del contador DCH_OVSF_Utilization es mayor del 70% en las horas pico durante tres días

consecutivos en una semana, la celda se queda sin códigos OVSF.

Se recomiendan las siguientes medidas:

Habilitar la funcionalidad de asignación dinámica de códigos basada en el NodoB. Preferentemente

asignar los códigos idle a los UEs HSDPA para mejorar el throughput de los UEs HSDPA.

Añadir una portadora o dividir la celda.

4.4 Recursos CNBAP

La carga de la parte de aplicación de control del NodoB (CNBAP) se usa para medir la capacidad de

procesado del NodoB. La sobrecarga CNBAP provocará un fallo de establecimiento de radio link o rechazará

una solicitud de establecimiento de radio link, y disminuirá significativamente el índice de éxito de

establecimiento de conexiones RRC y RAB, conceptos que aclararemos más adelante.

4.4.1 Contadores asociados a los recursos CNBAP

Si el factor de soft handover es menos que 0.4, la siguiente ecuación es cierta:

𝐶𝑁𝐵𝐴𝑃 𝐿𝑜𝑎𝑑 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =𝑉𝑆. 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜𝐿𝑖𝑛𝑘. 𝑅𝑒𝑐𝑣. 𝑀𝑒𝑎𝑛

𝐶𝑁𝐵𝐴𝑃 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑦 𝑜𝑓 𝑁𝑜𝑑𝑒𝐵

(4–14)

Si el factor de soft handover es mayor o igual a 0.4, se cumple la siguiente ecuación:

𝐶𝑁𝐵𝐴𝑃 𝐿𝑜𝑎𝑑 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =𝑉𝑆. 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜𝐿𝑖𝑛𝑘. 𝑅𝑒𝑐𝑣. 𝑀𝑒𝑎𝑛 + 𝑉𝑆. 𝐷𝑒𝑑𝑖𝑐𝑀𝑒𝑎𝑅𝑝𝑡. 𝑀𝐸𝐴𝑁/12

𝐶𝑁𝐵𝐴𝑃 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑦 𝑜𝑓 𝑁𝑜𝑑𝑒𝐵

(4–15)

donde

Vs.RadioLink.Recv.Mean: contador de NodoB que indica el número medio de recepciones de

conexión radio link por segundo.

VS.DedicMeaRpt.MEAN: contador de NodoB que indica el número medio de informes de medición

dedicada por segundo.

CNBAP Capacity of NodeB: depende de la configuración de las tarjetas principales de control,

tarjetas de procesado banda base y tarjetas de extensión de transmisión, como se muestra en la Tabla

4-7.

Tabla 4-7 Capacidad CNBAP en diferentes escenarios

Main Control Board Number of WBBPb or WBBPd Boards

Number of WBBPf Boards

CNBAP Capability

WMPT 1 0 60

WMPT 2 0 120

WMPT >=3 0 170

WMPT Any >=1 170

WMPT+UTRP 1 0 60

WMPT+UTRP 2 0 120

55


Main Control Board Number of WBBPb or WBBPd Boards

Number of WBBPf Boards

CNBAP Capability

WMPT+UTRP 3 0 180

WMPT+UTRP 4 0 240

WMPT+UTRP 5 0 250

WMPT+UTRP 0 1 200

WMPT+UTRP >=1 >=1 250

UMPT 1 0 400

UMPT 2 0 460

UMPT 3 0 520

UMPT 4 0 580

UMPT 5 0 640

UMPT 6 0 700

UMPT 0 1 500

UMPT 1 1 560

UMPT 2 1 620

UMPT 3 1 680

UMPT 4 1 740

UMPT 5 1 800

UMPT 0 2 700

UMPT 1 2 760

UMPT 2 2 820

UMPT 3 2 880

UMPT 4 2 940

UMPT 0 3 900

UMPT 1 3 960

UMPT 2 3 1020

UMPT 3 3 1080

UMPT 0 4 1100

UMPT 1 4 1160

UMPT 2 4 1220

UMPT 0 5 1300

UMPT 1 5 1360

UMPT 0 6 1500

El factor de soft handover es un contador a nivel de celda. Se calcula usando la siguiente fórmula:

Soft handover factor = ((<VS.SHO.AS.1RL> + <VS.SHO.AS.2RL>+ <VS.SHO.AS.3RL>+ <VS.SHO.AS.4RL>+ <VS.SHO.AS.5RL>+ <VS.SHO.AS.6RL>)/(<VS.SHO.AS.1RL> + <VS.SHO.AS.2RL>/2+ <VS.SHO.AS.3RL>/3+ <VS.SHO.AS.4RL>/4+ <VS.SHO.AS.5RL>/5+ <VS.SHO.AS.6RL>/6)) - 1

(4–16)

donde

VS.SHO.AS.1RL: número medio de UEs con un radio link por celda.


56

VS.SHO.AS.2RL: número medio de UEs con dos radio links por celda.

VS.SHO.AS.3RL: número medio de UEs con tres radio links por celda.

VS.SHO.AS.4RL: número medio de UEs con cuatro radio links por celda.

VS.SHO.AS.5RL: número medio de UEs con cinco radio links por celda.

VS.SHO.AS.6RL: número medio de UEs con seis radio links por celda.

El factor de soft handover del NodoB es igual al promedio del factor de soft handover de las celdas del nodo.

El uso de los recursos CNBAP pueden ser monitorizados por alarmas. Si la capacidad hardware CNBAP se

supera se genera la alarma ALM-28230 Base Station Service Overload.


Radio links recibidos


50332587 VS.RadioLink.Recv.Max Maximum number of received radio links per second

50332590 VS.RadioLink.Recv.Mean Average number of received radio links per second

Descripción:

Este contador mide el número de radio links recibidos sobre el interfaz Iub. La fórmula para calcular este

contador es la siguiente: Número de solicitudes de establecimiento de radio links recibidos + Número

solicitudes de adición de radio links + 2x Número de reconfiguraciones de radio link.

Punto de medición:

La medida se realiza en el punto A como se indica en la siguiente figura.

Figura 4-19 Medición de radio links recibidos

Mensajes Dedicated Measuremet Report

57


Counter ID


50332581 VS.DedicMeaRpt.MEAN The average number of Dedicated Measurement Reporting per second

Descripción:

Este contador proporciona el número promedio de mensajes DEDICATED MEASUREMENT REPORT

enviados por el NodoB por segundo.

Punto de medición:

El número de mensajes se muestrea cada 5 segundos dentro del período de medida. Al final del período de

medida, el promedio de esas muestras se usa como el valor del contador. Por ejemplo, si el período de medida

es 15 minutos, hay 180 muestras.

4.4.2 Ampliaciones de capacidad recomendadas

Si la carga CNBAP del NodoB es superior al 60% en las horas pico durante tres días consecutivos en la

semana, se considera que el NodoB está sobrecargado.

Se recomiendan las siguientes medidas:

Añadir una tarjeta UTRP, reemplazar la tarjeta WMPT por una UMPT, o reemplazar la WBBPb o

WBBPd por una WBBPf.

Dividir el NodoB o añadir un NodoB si el problema de sobrecarga de CNBAP no se puede solucionar

añadiendo o reemplazando tarjetas.

59

5 DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS HUAWEI

A solución Single RAN de Huawei facilita la convergencia en las redes de telecomunicaciones,

permitiendo desplegar las distintas tecnologías GSM, DCS, UMTS y LTE.

Single RAN simplifica la elección de tecnologías y la evolución de las redes móviles, al permitir que la

misma estación base opere en distintas modalidades. Para ello se utiliza un diseño modular, basado en tarjetas

dedicadas, que permite añadir soporte para una tecnología concreta mediante la instalación de una de esas

tarjetas. Con ello se consiguen las características esenciales que busca un operador: bajos costes de

mantenimiento y operación, eficiencia energética, ahorro de espacio y facilidad de gestión.

5.1 BTS3900

La serie 3900 de Huawei presenta un diseño modular. Los módulos básicos son la unidad banda base

BBU3900, las unidades radio remotas exteriores RRU y los módulos RF MRFU. La BBU3900 y los módulos

RF (MRFU/RRU) se conectan mediante cables eléctricos u ópticos entre los puertos CPRI.

BBU3900 (BBU, Base Band Unit): Se emplea para procesar señales en banda base y permite la

interacción entre la BTS y la BSC.

RRU (Radio Remote Unit)/MRFU (Multi-Mode Radio Frequency Unit): Se trata de unidades de

filtrado de radiofrecuencias que realizan modulaciones y demodulaciones entre señales en banda base

y señales de radio frecuencia, además de procesar datos y combinar y dividir señales.

L

Descripción de los Equipos Huawei

60

Figura 5-1 Solución de producto de la serie BTS3900

Los dispositivos auxiliares de la serie multi-modo 3900 incluyen, el bastidor BTS3900, el bastidor exterior

RFC, el bastidor exterior AC AAPM30H, el bastidor exterior DC TMC11H y los bastidores de baterías

IBBS200T, IBBS200D y PS4890.

5.1.1 BBU3900

La BBU3900 de Huawei está basada en un diseño modular mediante el cual podemos configurar una estación

base según nuestras necesidades de manera fácil, añadiendo simplemente nuevas tarjetas, ya sea para ampliar

la capacidad de transmisión, la de proceso o para implementar una nueva tecnología en un nodo ya existente.

La BBU3900 es la unidad de control de banda base que transfiere las señales entre el NodoB/BTS y la

RNC/BSC. Realiza las siguientes funciones:

Realiza la interacción de señal entre la estación base y la RNC/BSC.

Proporciona la señal de reloj.

Gestiona todo el sistema de la estación base en términos de Operación y Mantenimiento.

Procesamiento de la señalización.

Proporciona un canal OM conectado al LMT o al M2000.

Proporciona puertos CPRI para comunicación con los módulos RF.

En la Figura 5-2 podemos ver una configuración típica de tarjetas para una BBU trabajando con GSM+UMTS.

61


Figura 5-2 Configuración típica de BBU3900 en modo GSM+UMTS

Y en la Figura 5-3 podemos ver la distribución de slots de la BBU3900.

Figura 5-3 Distribución de slots/tarjetas en la BBU3900

5.1.1.1 Tarjetas de la BBU3900

La BBU3900 puede ser configurada con las siguientes tarjetas:

Tarjetas principales de control y transmisión: GSM Timing and Timing and Management (GTMU),

WCDMA Main Processing and Transmission unit (WMPT), LTE Main Processing and Transmission

Unit (LMPT), Universal Main Processing and Transmission Unit (UMPT).

Tarjetas de procesado banda base: WCDMA Baseband Processing Unit (WBBP) o LTE BaseBand

Processing Unit (LBBP).

Universal Baseband Radio Interface Board (UBRI).

Universal Transmission Processing unit (UTRP).

Universal Power and Environment Interface Unit (UPEU).

Universal Environment Interface Unit (UEIU).

Satellite Card Clock Unit (USCU).

Unidades de protección contra sobre tensiones: Universal E1/T1 Lightning Protection unit (UELP),

Universal FE Lightning Protection unit (UFLP).

Universal inter-Connection Infrastructure Unit (UCIU)

5.1.1.1.1 GTMU

La GTMU es la tarjeta principal de control y transmisión de la BBU3900 para el modo GSM.


62

Figura 5-4 Tarjeta GTMU

Sus principales funciones son:

Proporciona 6 puertos CPRI para la conexión con los módulos RF.

Procesa las señales de reloj.

Proporciona la gestión OM para las red 2G

Proporciona cuatro E1s/T1s, un puerto FE eléctrico y un puerto FE óptico.

5.1.1.1.2 WMPT

La WMPT es la tarjeta principal de control y transmisión de la BBU3900 para el modo UMTS.

Figura 5-5 Tarjeta WMPT

Sus principales funciones son:

Procesa las señales de reloj y proporciona un reloj unificado para las tarjetas trabajando en modo

UMTS.

Proporciona la gestión OM para la red UMTS.

Proporciona cuatro E1s/T1s, un puerto FE eléctrico y un puerto FE óptico.

Procesa la señalización y gestiona los recursos.

5.1.1.1.3 UMPT

La UMPT es una tarjeta universal de control principal y transmisión.

Figura 5-6 Tarjeta UMPT

Sus funciones principales son:

Controla y gestiona la estación base en términos de configuración, equipamiento, monitorización y

recursos radio.

Procesa los mensajes de señalización.

63


Proporciona la referencia de reloj, puertos de transmisión, y un canal OM hacia el LMT o M2000.

Interconecta dos BBUs con la tarjeta UCIU e intercambia información de control, de transmisión, y de

reloj entre ellas.

5.1.1.1.4 WBBP

La WBBP es la unidad de procesado de banda base en el modo UMTS.

Figura 5-7 Tarjeta WBBP

Sus funciones principales son:

Proporciona puertos CPRI para la conexión con los módulos RF.

Procesa las señales de banda base uplink y downlink.

Tal como vimos en el capítulo 3, existen diferentes versiones de la tarjeta WBBP. La versión define y limita el

número de celdas y el número de channel elements (CEs) soportados en UL y DL.

5.1.1.1.5 UBRI

La tarjeta UBRI proporciona 6 puertos CPRI adicionales para facilitar la convergencia, distribución y

transmisión de diferentes tecnologías entre la BBU y las RRU 900MHz. Los tres primeros puertos se

configuran para el despliegue de U900, mientras que los tres últimos se configuran para la tecnología GSM

Figura 5-8 Tarjeta UBRI

5.1.1.1.6 UTRP

La UTRP es una tarjeta que permite ampliar la capacidad de la BBU3900. En los casos en los que se

configuren más de 4 E1s, la tarjeta UTRP4 provee de 8 E1s soportando el protocolo IP.

Figura 5-9 Tarjeta UTRP

5.1.1.1.7 UPEU

La UPEU es el módulo de potencia de la BBU3900. Además proporciona dos puertos para ocho señales de

tipo boolean que sirve para conectar la BBU a la caja de alarmas externas del site.


64

Figura 5-10 Tarjeta UPEU

5.1.1.1.8 UEIU

La tarjeta UEIU se encarga de transmitir las señales de alarma y monitorización de los dispositivos externos a

la tarjeta de control principal

Figura 5-11 Tarjeta UEIU

Al igual que la UPEU proporciona dos puertos EXT-ALM que pueden transmitir cuatro señales booleanas

cada uno. Por ello, la UEIU junto con la UPEU ofrecen la posibilidad de transmitir 16 alarmas externas en

total (8 cada tarjeta).

5.1.1.1.9 FAN

La unidad FAN controla la velocidad de los ventiladores y reporta el estado de los mismos a la tarjeta de

control principal, monitoriza la temperatura de la unidad y disipa el calor de la BBU.

5.1.2 Módulos RF

5.1.2.1 RRU (Radio Remote Unit)

La RRU es el módulo RF empleado en configuraciones distribuidas, es decir, se monta cerca de la antena.

Se emplea el modelo RRU3908V2 para la banda de 900 MHz (GSM+UMTS) y el modelo RRU3808 para la

banda de 2100 MHz (UMTS). También existe el modelo RRU3908V1 para la banda de 1800 MHz, aunque el

DCS se suele montar en configuración compacta mediante MRFUs, también para evitar que haya demasiadas

RRUs en la torre.

65


Figura 5-12 Modelos de RRU

La configuración distribuida mediante RRUs permite una mayor cobertura, un menor consumo de energía,

menos módulos y no necesita de amplificadores adicionales en recepción para el balance de enlace.

La RRU dispone de dos puertos RF TX/RX para conexión a la antena, dos puertos CPRI para conexión a la

BBU y también un puerto para comunicación con el RET de la antena, para el tilt eléctrico remoto.

Tabla 5-1 Configuraciones típicas de RRU3908V2

Mode Total Number of

GSM Carriers

Total Number of

UMTS Carriers

Output Power per

GSM Carrier (W)

Output Power per

UMTS Carrier (W)

GSM+UMTS 1 1 40 40

2 1 20 40

3 1 13 40

4 1 10 40

5 1 6 20

1 2 40 20

2 2 20 20

3 2 13 20

4 2 10 20


66

Tabla 5-2 Configuración PA1 y PA2 en RRU3908V2

PA1 PA2

Number of GSM

Carriers

Output Power per

GSM Carrier

(W)

Number of UMTS

Carriers

Output Power per

UMTS Carrier

(W)

Number of GSM

Carriers

Output Power per

GSM Carrier

(W)

Number of UMTS

Carriers

Output Power per

UMTS Carrier

(W)

1 40 0 0 0 0 1 40

2 20 0 0 0 0 1 40

3 13 0 0 0 0 1 40

4 10 0 0 0 0 1 40

5 6 0 0 0 0 1 20

1 40 0 0 0 0 2 20

2 20 0 0 0 0 2 20

3 13 0 0 0 0 2 20

4 10 0 0 0 0 2 20

Tabla 5-3 Configuraciones típicas de RRU3808V1

Mode Number of PA1

Carriers

Number of PA2

Carriers

Output

Power per

UMTS

Carrier (W)

UMTS

1 0 40

2 0 20

1 1 40

2 2 20

Tal como se observa en la Tabla 5-2, la RRU posee dos amplificadores de potencia independientes, cada uno

con una potencia máxima de 40 W, es decir 80 W para toda la RRU. Existen modelos que permiten llegar a los

60 W por amplificador, 120 W en total.

5.1.2.2 MRFU (Multi-Mode Radio Frequency Unit)

La MRFU es el modulo RF para configuraciones compactas, es decir, van montadas en el bastidor BTS3900

junto a la BBU.

Se emplea el modelo MRFUV2 que permite las bandas de 900 y 1800 MHz, tanto para GSM/DCS como para

UMTS, aunque sólo suele usarse para GSM/DCS.

67


Figura 5-13 MRFU

La MRFU dispone de dos puertos RF para conexión a la antena, uno TX/RX y otro sólo RX, dos puertos

CPRI para conexión a la BBU.

5.2 Tipos de emplazamiento

Podemos hacer dos clasificaciones de los emplazamientos dependiendo de su ubicación y dependiendo del

tipo de módulos RF elegidos.

Tipos de emplazamiento según ubicación:

Indoor: El equipo se encuentra dentro de una caseta.

Outdoor: El equipo se encuentra al aire libre.

Si el emplazamiento es indoor la BTS/NodoB recibe la denominación BTS3900 y si es outdoor se denomina

BTS3900A.


68

Figura 5-14 BTS3900 Indoor

Figura 5-15 BTS3900A Outdoor

Tipos de emplazamientos según módulos RF:

BTS distribuida: El escenario está formado por la BBU (Base Band Unit) y el sistema radiante que, en

este caso, es a través de las RRUs (Remote Radio Unit).

BTS compacta: El escenario está formado por la BBU y el sistema radiante que, en este caso, es a

través de las RFUs (Radio Frecuency Unit).

69


5.3 Escenarios Habituales

Veamos los escenarios más habituales.

5.3.1 Indoor GSM900 + DCS1800

En este escenario el DCS va en configuración distribuida mediante MRFUs y el GSM en configuración

compacta mediante RRUs.

Al combinar el modelo distribuido con el modelo compacto, la GTMU se utilizará para gestionar las RFUs y

se añadirá la tarjeta UBRI para gestionar las RRUs del 2G. El esquema de conexiones será el siguiente:

Figura 5-16 Configuración Indoor GSM900 + DCS1800

Esta configuración no lleva UMTS por lo que no son necesarias las tarjetas WMPT y WBBP.

5.3.2 Indoor GSM900 + U900 + U2100

En este caso nuestro escenario es completamente distribuido pero transmitimos tanto 2G como 3G. Como no

se utiliza el modelo compacto conectaremos las RRUs del 2G a la GTMU (no utilizaremos UBRI en este

escenario). Las RRUs del 3G se conectarán a la WBBP.

Si se decidiese activar U900 se conectaría desde las RRUs de G900 (el GSM y el U900 comparten la RRU) a

la WBBP, los tres primeros puertos para el U900 y los otros tres para el U2100. El esquema de conexiones

será el siguiente:


70

Figura 5-17 Configuración Indoor GSM900 + U900 + U2100

En el caso de que se tuviesen más de 3 sectores el esquema variaría ya que en la WBBP no entrarían el U900 y

el U2100 juntos, por lo que se añadiría otra tarjeta WBBP para poner cada una de las tecnologías en una

diferente.

Figura 5-18 Configuración Indoor GSM900 + U900 + U2100 con 4 sectores

71


5.3.3 Indoor GSM900 + DCS1800 + U900 + U2100

Ahora el escenario está formado por las tres bandas. En la parte 2G tenemos en configuración compacta el

DCS y en distribuida el GSM por lo que nos hará falta utilizar la UBRI. Las RFUs irán conectadas a los

puertos de la GTMU y las RRU de GSM a los puertos de la UBRI. El U2100 irá conectado a la WBBP, al

igual que el U900. El esquema es el siguiente:

Figura 5-19 Configuración Indoor GSM900 + DCS1800 + U900 +U2100

Si en este escenario tuviésemos más de 3 sectores, el DCS en lugar de ir colocado en la GTMU en los puertos

pares irían conectados en puertos consecutivos. El GSM iría igual salvo que con más sectores y, como no

tenemos 8 puertos en la WBBP, colocaríamos otra tarjeta de este tipo, una para el U2100 y otra para el U900.

Estos cambios quedan reflejados en la siguiente figura:


72

Figura 5-20 Configuración Indoor GSM900 + DCS1800 + U900 +U2100 con 4 sectores

5.3.4 Outdoor GSM900 + DCS1800 + U900 + U2100

La configuración del conexionado de RRUs y MRFUs es la misma que para el caso Indoor. La diferencia

entre los escenarios Indoor y Outdoor reside en que, al no estar dentro de una caseta con un generador eléctrico

de respaldo, se necesitan colocar baterías.

Figura 5-21 Configuración Outdoor GSM900 + DCS1800 + U900 + U2100

73


5.3.5 Escenario cuando no se pueden usar RRUs

En el caso en el que no puedan usarse RRUs habrá que emplear la configuración compacta, y podrá llegar a

ser necesario añadir un segundo cabinet.

Figura 5-22 Escenarios en configuración compacta

El conexionado sería de la siguiente forma:

Figura 5-23 Configuración Indoor compacta GSM900 + DCS1800 + U900 + U2100

75

6 HERRAMIENTAS DE MONITORIZACIÓN

N el capítulo 4 se detallaron diferentes contadores que hay que monitorizar para determinar cuándo hay

que realizar ampliaciones en la red. Esos contadores son recopilados por el sistema de supervisión de la

red. En el caso de Huawei ese sistema de supervisión se denomina M2000.

En este capítulo se introducen dos herramientas que almacenan la información recopilada por M2000, para

posteriormente ser analizada, procesada, emitir reportes, etc. Estas herramientas son PRS y Business Objects.

También se presentará un visor de estadísticos desarrollado en Access, para acumular los contadores asociados

al consumo de potencia y recursos de channel elements, y poder representarlos de una forma amigable. Este

visor se alimenta de reportes generados por PRS o Business Objects.

Aparte de monitorizar los contadores de la red, es necesario conocer la configuración de cada nodo para

determinar si es necesaria la ampliación, y además saber qué tipo de ampliación hay que llevar a cabo. La

configuración de la red se obtiene también a través del sistema de supervisión M2000. Se requiere por un lado

conocer distintos parámetros de la red, y por otro, cuantas tarjetas o módulos posee cada nodo, así como el

tipo.

M2000 es una plataforma centralizada de gestión de redes móviles. En la Figura 6-1 podemos ver la

arquitectura del sistema.

Figura 6-1 Arquitectura M2000

E

Herramientas de Monitorización

76

6.1 PRS

PRS (Performance Surveillance) es una plataforma para analizar los datos de rendimiento de una red móvil,

generar informes personalizados y visualizar informes. Monitoriza la red regularmente y muestra el

rendimiento general de la red y el estado operativo en informes. Es aplicable a situaciones tales como

construcción, mantenimiento y optimización regular de una red.

Figura 6-2 Arquitectura de PRS

Algunas de las características de PRS son:

PRS puede mostrar los KPIs en diferentes formas, tales como tablas y gráficas.

KPIs personalizados. PRS permite a los usuarios definir fórmulas personalizadas basadas en los KPIs

originales, KPIs del sistema y KPIs predefinidos.

Reglas de hora cargada personalizadas. PRS permite a los usuarios personalizar las reglas de hora

cargada e identificar las horas cargadas basándose en escenarios específicos.

Informes personalizados. PRS permite a los usuarios personalizar los informes, tales como informes

simples, informes de comparación, informes combinados, etc. Los usuarios pueden modificar, borrar,

mover, importar y exportar estos informes según sea necesario.

Formatos personalizados de informes. Relacionando los informes con plantillas XLS, PRS permite a

los usuarios exportar los resultados de consultas usando plantillas XLS predefinidas. Los usuarios

pueden también editar los informes usando las distintas funciones de Excel, tales como fuentes,

gráficas, fórmulas y macros.

Generación y entrega de informes de forma planificada. PRS genera automáticamente informes según

una fecha y período preestablecido. Una vez generados los informes pueden ser entregados a una

dirección de correo electrónico o servidor FTP.

En nuestro caso usaremos PRS para obtener datos de consumo de CEs a nivel horario. PRS permite obtener

datos casi en tiempo real, ya que muestra datos de hasta la hora anterior al momento en el que ejecutamos una

77


consulta.

6.1.1 Ejecución de una consulta en PRS

Para ilustrar el funcionamiento de PRS vamos a mostrar de forma resumida cómo ejecutar una consulta de

datos, concretamente una consulta para obtener el consumo de CEs de los nodos de la red. Estos datos servirán

para alimentar el visor de estadísticos Access que hemos comentado anteriormente.

Tras introducir el usuario y contraseña necesarios para acceder a la herramienta, pasamos a la página principal

del sistema que vemos en la Figura 6-3.

Figura 6-3 Página Principal de PRS

En esta página podemos visualizar consultas que ya hayamos creado anteriormente, ver consultas generadas

por otros usuarios, importar consultas o generar consultas nuevas.

Nosotros nos centraremos en la sección “Report Management”, pero como podemos observar aparecen otras

secciones disponibles, como “KPI Analysis” que nos permite analizar en detalle los KPIs, “KPI Management”

que nos permite definir KPIs personalizados o “Busy Hour Rule” que nos permite definir reglas

personalizadas de Hora Cargada.

En la Figura 6-4 podemos observar el aspecto de la herramienta cuando accedemos a una consulta ya definida.

Figura 6-4 Consulta de PRS

En la parte superior podemos ver la entidad y el objeto sobre el que se apoya la consulta. En nuestro caso la

entidad sería la RNC y dentro de ella el objeto NodoB.

También podemos ver las siguientes secciones:


78

Select Object. En esta sección podremos elegir los objetos o elementos de red sobre los que se

ejecutará la consulta. Podremos elegir a nivel de toda la red, de RNC, de NodoB o de celda. Así como

elegir, por ejemplo, nodos de distintas RNCs. En nuestro caso no nos permitirá elegir a nivel de nodo

debido a que los contadores elegidos en esta consulta son a nivel de nodo.

Select KPI. Nos permitirá seleccionar los contadores que queremos que salgan en la consulta, en

nuestro caso los contadores asociados al consumo de CEs, así como las licencias y el Hardware

disponibles en el nodo, tal como se ve en la Figura 6-5.

Figura 6-5 Selección de contadores en PRS

Select Time. Nos permitirá seleccionar el período de tiempo sobre el que vamos a ejecutar la consulta,

bien indicando la fecha inicial y final, o bien indicando un período a contar desde la fecha actual (un

número de horas o días, una semana, etc). También se puede seleccionar a qué nivel de dimensión

temporal se ejecuta la consulta, es decir, por ejemplo a nivel de hora o a nivel de día. En esta elección

habrá que tener en cuenta la forma de agregación que tiene definida cada contador. Por ejemplo si

elegimos un nivel de día, si la forma de agregación temporal del contador es la suma, para un día

obtendremos la suma de todas las horas, si es el máximo, obtendremos el valor máximo de todas las

horas.

79


Figura 6-6 Selección del período temporal en PRS

Una vez seleccionados los elementos de red, los contadores/KPIs y el período de tiempo, podremos ejecutar la

consulta pulsando en la opción “Query” que podemos ver en la parte inferior de la Figura 6-4.

El resultado será el siguiente:

Figura 6-7 Resultado de consulta en PRS

Tal como se aprecia en la parte superior de la Figura 6-7, la herramienta nos permite exportar los resultados

obtenidos a un archivo Excel o a un archivo formato .csv. Para grandes cantidades de datos se recomienda la

exportación a formato .csv, de hecho el sistema convierte el archivo exportado a formato .csv, aunque

hayamos elegido el formato Excel, cuando detecta que la cantidad de datos es elevada.

El resultado de la consulta se obtiene por defecto en forma de tabla, pero también es posible generar un gráfico

a partir de los datos obtenidos.

6.2 Business Objects

Business Objects permite a una organización el acceso a sus bases de datos y provee todo tipo de información

a todo tipo de usuarios. Permite realizar consultas para extraer la información que interese. El formato de estos


80

datos se puede realizar según el gusto del usuario. Los usuarios también pueden analizar la información

mediante las técnicas llamadas OLAP o proceso analítico online.

Business Objects es una solución para implementar Sistemas de apoyo a la toma de decisiones (Decision

support systems –DSS-). En otras palabras, Business Objects desarrolla y licencia un software que permite un

fácil acceso a los datos para poder tomar decisiones apoyándose en los hechos y no en la intuición. Esto se

hace mediante un sistema que permite consultar, analizar los resultados de la consulta y generar informes con

los datos resultantes.

Figura 6-8 Funciones de Business Objects

Ventajas de Business Objects:

No tiene que depender de un departamento informático para generar los informes.

Su curva de aprendizaje es muy corta. No es necesario conocer Structure Query Language (SQL), una

base de datos relacional (RDBMS) ni la estructura de los datos para empezar a hacer consultas.

Obtiene los datos de forma segura y el sistema es fácil de mantener.

La última ventaja, pero no la menos importante, es que permite una forma sencilla de acceder a los

datos, conocida como capa semántica, que permite acceder a los datos utilizando términos de negocio.

Como hemos comentado, Business Objects es una herramienta genérica para acceder a las bases de datos de

una empresa, es decir, es una plataforma externa al sistema se supervisión M2000 de Huawei.

Los estadísticos recopilados por M2000 pueden ser exportados a ficheros los cuales pueden ser obtenidos por

Business Objects mediante FTP/SFTP. En Business Objects aparecerá esta información disponible dentro de

lo que se conoce como Universo. Podemos tener diferentes universos definidos, por ejemplo a nivel de

tecnología o a nivel de agregación temporal.

A diferencia de PRS, los datos más recientes que nos puede proporcionar Business Objects son los del día

anterior. Además, la rapidez en la ejecución de consultas es bastante mayor en PRS que en Business Objects.

81


6.2.1 Ejecución de una consulta en Business Objects

Para ilustrar el funcionamiento de Business Objects vamos a mostrar de forma resumida cómo ejecutar una

consulta de datos, concretamente una consulta para obtener el consumo de potencia de las celdas de la red.

Estos datos servirán para alimentar el visor de estadísticos Access que hemos comentado anteriormente.

Tras introducir el usuario y contraseña necesarios para acceder a la herramienta, pasamos a la página principal

del sistema que vemos en la Figura 6-9.

Figura 6-9 Ventana Principal de Business Objects

En el menú “Archivo” de la Barra de Menú podremos acceder a consultas ya predefinidas o generar nuevas

consultas.

Si abrimos la consulta de consumo de potencia veremos lo siguiente:

Figura 6-10 Ventana de Consulta de Bussines Objects

En la parte izquierda de la Figura 6-10 aparece el Administrador de Informes donde se muestran los diferentes

objetos (elementos de red, dimensiones temporales y contadores) que han sido seleccionados del Universo

para ser mostrados en la consulta.

En la barra de herramientas superior tenemos varios botones, entre los cuales se encuentra el botón para

ejecutar la consulta (Actualizar los datos) y el botón para acceder al panel de definición de la consulta que

podemos ver en la Figura 6-11.


82

Figura 6-11 Panel de Consulta de Business Objects

En el Panel de Consulta se distinguen tres secciones:

Clases y objetos. En esta sección se muestran todos los contadores disponibles de la red, agrupados en

diferentes carpetas. También se muestran diferentes entidades de la red (RNC, Nodo, Celda) y

entidades temporales (Hora, Día, Semana, etc.).

Objetos del resultado. Arrastrando objetos de la sección anterior a esta sección, seleccionaremos los

datos que queremos mostrar en la consulta.

Condiciones. En esta sección se pueden definir condiciones para restringir o filtrar los datos que

queremos obtener. Por ejemplo seleccionar una determinada RNC, unos determinados nodos o celdas

o un determinado período de tiempo.

Los resultados obtenidos de una consulta se pueden mostrar en formato tabla o como gráfica, y pueden ser

exportados a ficheros en diferentes formatos. En nuestro caso, para poder alimentar el visor de estadísticos que

veremos posteriormente, exportaremos los datos en formato texto.

En la siguiente figura podemos ver el resultado de la consulta sobre consumo de potencia para una celda

concreta en formato tabla.

83


Figura 6-12 Resultado de Consulta de Business Objects

6.3 Bases de Datos de Parámetros y de Configuración Hardware

Como ya hemos comentado, además de saber el valor de los diferentes contadores que va generando la red en

su funcionamiento, necesitaremos conocer determinados parámetros definidos en la red, así como la

configuración hardware que tiene cada nodo. En cuanto a parámetro nos referimos, por ejemplo, al valor de

potencia que tiene disponible una celda, y en cuanto a configuración hardware nos referimos, por ejemplo, al

número de tarjetas banda base que posee un nodo y su tipo.

Ambas informaciones, parámetros y hardware, se obtienen también a través del sistema de supervisión

M2000.

6.3.1 Base de Datos de Parámetros

Haciendo una exportación en M2000 se pueden obtener todos los parámetros definidos en la red. Esta

información se estructura en tablas, las cuales están referenciadas, por ejemplo, a nivel de nodo o a nivel de

celda. En el caso de la red Huawei, estamos hablando de más de 4000 parámetros estructurados en más de 200

tablas. Para poder manejar toda esta información, los datos obtenidos de M2000 se almacenan en una base de

datos Access.


84

Figura 6-13 Base de Datos con tablas de parámetros de la red

Necesitamos conocer la configuración de sectores, celdas y banda de frecuencia que posee cada nodo. Para

ello se desarrolló una base de datos Access, que partiendo de una de las tablas comentadas anteriormente, nos

generara un listado de todos los nodos de la red y su configuración. Concretamente partimos de la tabla

UMTS_RADIO_UCELL que tiene el listado de todas las celdas de la red. Cada nodo se divide en sectores, y

cada sector puede tener hasta cuatro portadoras, una en la banda de 900 MHz y tres en la banda de 2100 MHz.

Cada una de las portadoras por sector es una celda. En la siguiente tabla vemos parte de la información

suministrada por la tabla UMTS_RADIO_UCELL para un nodo determinado.

Tabla 6-1 Parámetros Tabla UMTS_RADIO_UCELL

Controller Name

NODEBNAME CELLNAME BANDIND CNOPGRP

INDEX MAXTX POWER

UARFCN DOWNLINK

UARFCN UPLINK

RNC_1 NODO0001 NODO0001U1A 0 0 460 10688 9738

RNC_1 NODO0001 NODO0001U2A 0 0 460 10688 9738

RNC_1 NODO0001 NODO0001U3A 0 0 460 10688 9738

RNC_1 NODO0001 NODO0001U1B 0 0 460 10663 9713

RNC_1 NODO0001 NODO0001U2B 0 0 460 10663 9713

RNC_1 NODO0001 NODO0001U3B 0 0 460 10663 9713

RNC_1 NODO0001 NODO0001U1C 0 0 460 10638 9688

RNC_1 NODO0001 NODO0001U2C 0 0 460 10638 9688

RNC_1 NODO0001 NODO0001U3C 0 0 460 10638 9688

RNC_1 NODO0001 NODO0001V1A 7 0 460 2959 2734

RNC_1 NODO0001 NODO0001V2A 7 0 460 2959 2734

RNC_1 NODO0001 NODO0001V3A 7 0 460 2959 2734

85


Explicamos los parámetros de Tabla 6-1:

ControllerName: Es la denominación de la RNC.

NODEBNAME: Es la denominación del NodoB.

CELLNAME: Es la denominación de la celda. En la codificación se identifica la banda, el sector y la

portadora de cada celda. Los 8 primeros dígitos nos identifican el nodo. El noveno dígito nos indica la

banda (U para 2100 y V para 900). El décimo dígito nos indica el sector. Normalmente los nodos

suelen tener tres sectores, numerados según su azimut (orientación) y partiendo de 0º. El undécimo

dígito nos indica la portadora dentro de la banda.

BANDIND: Identifica la banda (0 para 2100 MHz y 7 para 900 MHz).

CNOPGRPINDEX: Nos puede identificar distintos operadores que están soportados por el nodo.

MAXTXPOWER: Indica la potencia máxima de transmisión downlink de la celda. El parámetro

viene expresado en 0.1 dBm. El valor por defecto es 430 (43 dBm = 20 W). En nuestro ejemplo el

valor es 460 (46 dBm = 40 W).

UARFCNDOWNLINK y UARFCNUPLINK: Identifica los canales downlink y uplink de la banda

UMTS.

La tabla UMTS_RADIO_UCELL contiene otros muchos parámetros, como por ejemplo, el código de

scrambling de la celda o el LAC, el código del área de localización.

Mediante la base de datos mencionada, y tras un procesamiento de los datos de la tabla

UMTS_RADIO_UCELL obtenemos la siguiente tabla de configuración simplificada del nodo.

Tabla 6-2 Configuración de portadoras de un NodoB

NODEBNAME ControllerName U900 U2100

NODO0001 RNC_1 1+1+1 3+3+3

Dado que el U900 suele compartir la RRU con el GSM900, también necesitaremos conocer la configuración

de los TRX de GSM900 para determinar la viabilidad de una ampliación en la banda de 900 MHz.

6.3.2 Base de Datos de Configuración Hardware

A través del sistema de supervisión M2000 podemos obtener también datos de configuración del nodo

relativos a las tarjetas que tiene instaladas, tanto a nivel de banda base como de RF, el tipo o modelo de tarjeta,

o los grupos de recursos definidos. Mientras que los parámetros se definen a nivel de RNC, la información de

configuración se obtiene del nodo.

La exportación de M2000 nos genera un fichero Excel con una serie de tablas.

Bastidores

Tabla 6-3 Bastidores del nodo

NEType NEName Rack No. Rack Type

GSMBTS NODO0001 0 BTS3900

NodeB NODO0001 0 BTS3900

Tendremos un solo bastidor BTS3900 para GSM y UMTS.

Tarjetas


86

Tabla 6-4 Tarjetas del nodo

NEType NEName Node_CN_SRN_SN Board Name

Board Type RackNo FrameNo SlotNo

GSMBTS NODO0001 NODO0001_0_0_2_0_-1_-1 UBRI WD53UBRI 0 0 2

GSMBTS NODO0001 NODO0001_0_0_6_0_-1_-1 GTMU WD22GTMUb 0 0 6

GSMBTS NODO0001 NODO0001_0_4_0_0_-1_-1 MRFU WD5MMRFU73B 0 4 0 MRFU GSM1800



GSMBTS NODO0001 NODO0001_0_60_0_0_-1_-1 MRRU WD5MJRUAC8E 0 60 0 RRU 900



GSMBTS NODO0001 NODO0001_0_4_1_0_-1_-1 MRFU WD5MJFUE830 0 4 1 MRFU GSM1800



NodeB NODO0001 NODO0001_0_0_0_0_-1_-1 WBBP QWL1WBBPF4 0 0 0

NodeB NODO0001 NODO0001_0_0_1_0_-1_-1 WBBP QWL1WBBPD2 0 0 1


NodeB NODO0001 NODO0001_0_0_7_0_-1_-1 UMPT WD22UMPTa1 0 0 7

NodeB NODO0001 NODO0001_0_60_0_0_-1_-1 MRRU WD5MJRUAC8E 0 60 0 RRU 900



NodeB NODO0001 NODO0001_0_80_0_0_-1_-1 MRRU WD5MIRU281 0 80 0 RRU U2100



En esta tabla tenemos un listado de las tarjetas instaladas en el nodo, tanto para la parte GSM (GSMBTS)

como para la parte UMTS (NodeB). Se indica el tipo de tarjeta y su ubicación física dentro del nodo, mediante

el número de bastidor (Cabinet Number), la bandeja dentro del bastidor (Subrack Number) y el slot dentro de

la bandeja (Slot Number).

Tal como podíamos ver en la Figura 5-3 las tarjetas WBBP podían ir dentro de la BBU en los slots 0 al 4. En

nuestro ejemplo tenemos una WBBPF4 en el slot 0, una WBBPD2 en el slot 1 una WBBPD1 en el slot 3.

También tenemos una GTMU en el slot 6, una UBRI en el Slot 2 y una UMPT en el slot 7.

Como podemos ver las RRU de 900 MHz son comunes al GSM y al UMTS, y en este caso, para el GSM1800

hay instaladas seis MRFUs y no tres, debido a que el nodo tiene también instalado el LTE1800 en

configuración MIMO.

Grupos de recursos banda base UL y DL

Tabla 6-5 Grupos de recursos UL

Node Node_CN_SRN_SN UL BB Group

CN SRN SN

NODO0001 NODO0001_0_0_0 0 0 0 0

NODO0001 NODO0001_0_0_3 0 0 0 3

NODO0001 NODO0001_0_0_1 1 0 0 1

87


Tabla 6-6 Grupos de recursos DL

Node Node_CN_SRN_SN DL BB Group

CN SRN SN

NODO0001 NODO0001_0_0_0 0 0 0 0

NODO0001 NODO0001_0_0_3 0 0 0 3

NODO0001 NODO0001_0_0_1 1 0 0 1

Tendremos dos grupos. El grupo 0 tiene asociadas las tarjetas de los slots 0 y 3 (WBBPF4 y WBBPD1 según

la Tabla 6-4). El grupo 1 tiene asociada la tarjeta 1 (WBBPD2 según la Tabla 6-4).

Asociación entre celda y tarjeta

Tabla 6-7 Asignación de celda a tarjeta

Node UTRANCELL(T) Status DL BB CN

DL BB

SRN

DL BB SN

Board Type DL BB Group

UL BB CN

UL BB

SRN

UL BB SN

Board Type UL BB Group

NODO0001 NODO0001U1A Available 0 0 1 QWL1WBBPD2 1 0 0 1 QWL1WBBPD2 1



NODO0001 NODO0001U1B Available 0 0 3 QWL1WBBPD1 0 0 0 3 QWL1WBBPD1 0



NODO0001 NODO0001U1C Available 0 0 3 QWL1WBBPD1 0 0 0 3 QWL1WBBPD1 0



NODO0001 NODO0001V1A Available 0 0 1 QWL1WBBPD2 1 0 0 1 QWL1WBBPD2 1



6.4 Visor de Estadísticos

Aunque tanto PRS como Business Objects permiten representar los contadores de la red mediante gráficas,

debido a la gran cantidad de contadores que manejan, presentan una limitación respecto al número de días que

pueden acumular. Normalmente mantienen uno o dos meses de datos. Esto nos planteaba la necesidad de crear

una herramienta adicional, que nos permitiera mantener un histórico de datos suficiente para analizar las

necesidades de ampliación de los nodos. Además nos daba la opción de generar unas gráficas más

personalizadas y adaptadas al usuario.

Se eligió Microsoft Access para implementar la herramienta, que nos permite acumular gran cantidad de datos,

definir consultas sobre esos datos y generar formularios con gráficas de una forma relativamente sencilla.

Se definió una base de datos principal que se iría alimentado de datos extraídos mediante consultas de PRS y

Business Objects. Este fichero se ubica en una unidad compartida para acceso de todos los usuarios.

Además se generó una segunda base de datos, que es en realidad el visor, el cual está vinculado a las tablas de

la base de datos principal. Este segundo fichero se ubica en el PC de cada usuario. Esto permite que la

ejecución del visor no afecte de unos usuarios a otros, y que cada usuario pueda definir en su visor sus propias

consultas e incluso personalizar las gráficas del visor.

En las subsecciones 6.1.1 y 6.2.1 vimos como obteníamos consultas, del consumo de CEs y de potencia, de

PRS y Business Objects respectivamente. Los resultados se almacenaban en un fichero .csv y en un fichero de


88

texto. Ambos ficheros están vinculados a la base de datos principal del visor. Los datos los tenemos a nivel

horario, pero como en el visor sólo vamos a almacenar un valor por día, realizamos un procesado de los datos.

Dicho procesado consiste en calcular para cada día la hora con el valor máximo de un determinado contador.

En caso del consumo de channel elements es el contador VS.LC.DLMax.LicenseGroup.Shared para el

downlink, y VS.LC.ULMax.LicenseGroup.Shared para el uplink. En el caso del consumo de potencia es el

contador VS.MeanTCP.NonHS para el downlink, y VS.RAC.UL.EqvUserNum para el uplink. Una vez

calculada la hora cargada, extraemos el valor del resto de contadores y los vamos acumulando. Extraemos

también algunos parámetros de la base de parámetros, como son la potencia máxima de transmisión downlink

de la celda MAXTXPOWER (de la tabla UMTS_RADIO_UCELL) o el número máximo de usuarios

equivalentes ULTOTALEQUSERNUM (de la tabla UMTS_RADIO_UCELLCAC).

Figura 6-14 Ventana Principal Base de Datos del Visor

Dentro del visor disponemos de dos formularios independientes, para representar los datos CEs y potencia.

Ambos visores presentan en la parte superior un combo desplegable para poder seleccionar un nodo (en el

caso de los CEs) o una celda (en el caso de la potencia). También incluyen un subformulario para poder definir

el período de tiempo que se desea representar. Modificando las fechas inicial y final del subformulario

podremos hacer un “zoom” en un período determinado.

89


Figura 6-15 Formulario Visor CEs

En el visor de CEs se representan los datos de consumo downlink y uplink.

Figura 6-16 Formulario Visor Potencia

En el caso del visor de potencia, al lado de cada gráfica, disponemos de un botón mediante el cual podemos

mostrar en formato tabla los datos de dicha gráfica. Tenemos dos pestañas, una para los datos downlink y otra

para los datos uplink.

Veamos más en detalle las diferentes gráficas:


90

Gráfica de consumo de channel elements.

Figura 6-17 Gráfica de consumo de CEs

En esta gráfica representamos mediante barras el consumo máximo y medio de la hora cargada, y mediante

áreas las licencias definidas en el nodo (en azul) y el hardware disponible en el nodo (en amarillo). En gráfico

de líneas y referido al eje secundario tenemos el porcentaje de consumo. En este ejemplo podemos observar

una ampliación de licencias temporal que se realizó en el nodo, para soportar el aumento de consumo previsto

en un período determinado. Concretamente la Semana Santa de 2014.

Como se ve en la Figura 6-15 en el formulario de CEs del visor hay una gráfica para el consumo DL y una

para el consumo UL.

Gráfica de consumo de potencia DL.

Figura 6-18 Gráficas Potencia DL

91


En el caso de la potencia se decidió separar los contadores en tres gráficas, para poder representarlos de una

forma más clara. La selección en el formulario de potencia se realiza por celda y no por nodo como en el caso

del formulario de CEs.

En la primera gráfica se representan los valores de consumo medio y máximo en hora cargada para la potencia

total y la potencia no-HSDPA, en dBm. También se representa mediante barras el número de fallos RRC y

RAB en hora cargada. Por RRC entendemos las conexiones establecidas, y por RAB los servicios

establecidos. Sobre un mismo RRC podemos tener varios RAB. Los RABs pueden ser de conexión de

circuitos y de conexión de paquetes, y en consecuencia, podremos tener fallos de ambos tipos.

En la segunda gráfica se representan los valores del CPICH y el valor de potencia de transmisión máximo

definido en la celda. Modificando el valor del CPICH podemos “recortar” la celda en casos de congestión. El

valor por defecto es 33 dBm. El valor por defecto de la potencia máxima que puede dar una celda es 43 dBm

(20 W), pudiéndose ampliar a 46 dBm (40 W). Evidentemente previo pago de la licencia correspondiente.

En la tercera gráfica se representa el porcentaje de carga no-HSDPA de la celda, así como de nuevo los fallos

RRC y RAB, aunque en este caso los totales del día. El porcentaje de carga es el denominado índice de uso

medio de la potencia de portadora transmitida que vimos en el capítulo 3.

En este ejemplo podemos observar que cuando el porcentaje de carga está en torno al 70% el nodo empieza a

presentar fallos. Para evitar la degradación se efectúa una disminución del CPICH, lo que provoca una caída

del consumo de potencia y en consecuencia de la carga del nodo. En este caso el pico de tráfico coincidió con

la Cabalgata de Reyes.

Gráfica de usuarios equivalentes UL y potencia total recibida.

Figura 6-19 Gráfica Usuarios y Potencia UL

En este caso los datos se separaron en dos gráficas, y la selección se hace también a nivel de celda.

En la primera se representan los usuarios equivalentes en la hora cargada, los fallos RRC y RAB y el umbral

definido en el control de admisión para los servicios de datos.

En la segunda gráfica se representan los valores máximo, mínimo y medio de la potencia total recibida, así

como los fallos totales del día.


92

Tal como comentamos en el capítulo 4, el valor mínimo de potencia recibida nos puede permitir detectar en la

celda una interferencia externa o un fallo hardware cuando supera los -100 dBm o cuando cae de los -110

dBm.

Además del número total de usuarios definidos en el nodo (UlTotalEqUserNum), se pueden definir en el

control de admisión diferentes umbrales para cada tipo de servicio (servicios de voz AMR, servicios

conversacionales no-AMR, handovers y servicios de datos). Estos umbrales se definen como un porcentaje

respecto al número total de usuarios. Cuando un servicio accede a la celda, la RNC evalúa la carga de la celda

si el servicio fuera admitido. Si la carga de la celda supera el umbral definido, dicho servicio será rechazado.

De lo contrario será admitido.

Si estos parámetros tienen un valor alto, serán admitidos más usuarios, pero en esta situación es fácil que el

sistema congestione, afectando a la estabilidad de dicho sistema y a la calidad de los servicios activos. Si el

valor es bajo, la capacidad de la celda para usuarios equivalentes será menor y el porcentaje de éxito en la

admisión disminuirá. En esta situación se reduce la utilización de recursos del sistema.

93

7 MÉTODOS DE MONITORIZACIÓN Y GESTIÓN

lo largo del documento se han ido mostrando los recursos disponibles en una red UMTS. El uso de

los smartphones y la demanda creciente de datos por parte de los usuarios, hace que el tráfico en las

redes móviles siga aumentando, especialmente en el uso de datos. Este aumento de tráfico puede

llegar a consumir los recursos de la red, que inicialmente se desplegó con una capacidad concreta. Por tanto es

necesario implementar procesos para detectar aquellos nodos que están llegando a congestionarse, para poder

llevar a cabo su ampliación, de forma que la calidad del servicio no se degrade, y el cliente se vea afectado.

Además hay que tener en cuenta que los operadores no disponen de un presupuesto ilimitado para ampliar

continuamente la red. Es por ello que habrá que intentar conseguir la máxima eficiencia en el aprovechamiento

de los recursos, y valorar la degradación permitida en la red antes de realizar una nueva ampliación.

Hay dos métodos de monitorizar los recursos del sistema y detectar posibles cuellos de botella:

Proceso Reactivo. Proceso continuo que cubre las necesidades detectadas mediante la monitorización

de la ocupación de recursos.

Planes programados. Cubren las necesidades estacionales de la red.

Estos métodos tendrían su correspondencia con los tipos de comportamiento de tráfico que podemos

encontrarnos en los nodos de una red:

Nodos con crecimiento continuo de tráfico. Sería el comportamiento normal de un nodo de interior.

Figura 7-1 Nodo con crecimiento de tráfico continuo

A

Métodos de monitorización y Gestión

94

Nodos con crecimiento estacional. Sería el comportamiento de un nodo de costa.

Figura 7-2 Nodo con crecimiento de tráfico estacional

Nodos con crecimiento eventual. Sería el comportamiento de un nodo que da cobertura en una zona

de eventos deportivos, ferias o cualquier otra concentración elevada de usuarios. Estos nodos

experimentan un crecimiento muy alto de tráfico en períodos de tiempo muy concretos.

Figura 7-3 Nodo con crecimiento eventual

El método reactivo serviría para monitorizar y ampliar nodos con un crecimiento continuo, mientras que los

planes programados se emplean para cubrir las necesidades de los nodos con un crecimiento estacional o

eventual.

7.1 Proceso Reactivo

Como hemos comentado, este método se basa en la monitorización continua de la ocupación de los recursos

95


de la red. Cuando se detecta que el uso de los recursos supera de forma continua unos umbrales, será necesario

acometer ampliaciones de capacidad para aliviar la congestión de la red.

El proceso reactivo incluye tanto la comprobación de los criterios de dimensionado que se definen para cada

indicador de consumo de recursos, como la aplicación de un criterio adicional de priorización de inversiones

basado en el éxito de establecimiento de llamada. Lo que se conoce como CSSR (Call Setup Success Rate).

En la siguiente figura se muestran un ejemplo de los pasos a seguir para implementar un proceso de

monitorización reactivo.

Figura 7-4 Proceso Reactivo

Al comienzo de cada semana se genera un fichero con la ocupación de los nodos de la red, o lo que se conoce

como cuadro de mando. A partir del fichero anterior se obtiene un listado de los nodos infradimensionados. Se

realizará un filtrado, eliminando del listado aquellos nodos cuya congestión se pueda haber producido por

posibles incidencias en la red. También se filtrarán aquellos nodos afectados por algún evento o estacionalidad.

Estos nodos deberán ser cubiertos por los planes programados. En el caso de los eventos, posiblemente,

aunque lanzáramos la ampliación dentro del proceso reactivo, su implementación llegaría tarde.

En función de los criterios de priorización y de la disponibilidad presupuestaria se definirá finalmente el

listado de ampliaciones priorizadas. A continuación se realizará el lanzamiento de los pedidos al

suministrador. Estos pedidos pueden implicar la instalación de nuevo hardware en el nodo, como nuevas

tarjetas en la BBU o unidades RF de mayor potencia, o simplemente la carga de nuevas licencias software,

como ampliaciones de channel elements, ampliaciones de portadoras o ampliaciones de potencia sobre las

portadoras existentes.

Un tema importante a la hora de definir el fichero con la ocupación de los nodos es la forma en la que

agregamos los contadores que estamos monitorizando. Los indicadores serán periódicamente monitorizados

empleando una base semanal. El valor significativo semanal de un determinado indicador se obtendrá de la

siguiente forma:

Para cada indicador, se reunirán los valores máximos de las horas cargadas para los siete días de la semana. Se

estimarán dos promedios a partir de estos valores, el primero se corresponderá con los cinco valores desde el

lunes al viernes, y el segundo basado en los tres valores desde el viernes al domingo.

Figura 7-5 Cálculo de promedios semanales


96

El valor significativo para la semana bajo análisis será el máximo de los dos promedios anteriores.

Esta forma de trabajar se debe a que los nodos pueden presentar dos tipos de comportamientos “extremos”.

Por un lado, nodos que cubren zonas donde la gente se desplaza los fines de semana. Sería el caso típico de los

nodos de costa. Su perfil de tráfico sería por tanto el siguiente:

Figura 7-6 Nodo con tráfico de Fin de Semana

Por otro lado, el caso que suele ser más usual, donde el tráfico se concentra fundamentalmente en los días

laborables. Su perfil de tráfico sería el siguiente:

Figura 7-7 Nodo con tráfico de No-Fin de Semana

Evidentemente habrá nodos con comportamientos intermedios entre los dos anteriores, o que incluso varían su

comportamiento según la época del año.

En cualquier caso, esta operativa nos garantiza que la media semanal obtenida sea representativa del valor de

tráfico del nodo, y en consecuencia de sus indicadores de capacidad. Si por ejemplo, para un nodo de playa

hiciéramos el promedio para toda la semana, el valor obtenido se vería atenuado por los valores de lunes a

97


jueves, por lo que el análisis de sus necesidades en cuanto a capacidad sería erróneo.

7.1.1 Cuadro de mandos del proceso reactivo

La elaboración del fichero de ocupación de los nodos se basará en la monitorización semanal de los

indicadores de capacidad. Estos indicadores serán el consumo de CEs en el nodo, el consumo de potencia DL

en las celdas y la carga de procesado del nodo, que son fundamentalmente los que generan la necesidad de una

ampliación en un nodo. Para cada uno de ellos generaremos un fichero con el consumo de cada nodo. Los

indicadores se extraerán semanalmente de las herramientas de monitorización, tales como PRS o Business

Objects.

En la siguiente tabla mostramos un grupo de nodos extraído del fichero de consumo de CEs en el uplink.

Tabla 7-1 Ejemplo de listado de consumos de CEs

L M X J V S D

Promedio L-V CE

Promedio V-S-D CE

Max Promedio

CE

CE UL Lic

CE UL HW

% Ocupación Fuera de

umbral UL

NODO0001 213,73 194,49 61,47 192,62 181,92 132,32 72,62 168,85 128,95 168,85 1408 1408 11,99% No

NODO0002 205,80 185,73 118,80 197,19 207,66 169,62 134,85 183,04 170,71 183,04 2048 2048 8,94% No

NODO0003 97,60 93,49 68,46 96,33 87,30 66,56 62,72 88,64 72,19 88,64 960 960 9,23% No

NODO0004 133,93 122,16 75,20 111,49 105,08 76,74 71,83 109,57 84,55 109,57 1280 1280 8,56% No

NODO0005 90,98 65,00 52,39 66,82 56,98 70,98 67,88 66,44 65,28 66,44 1280 1280 5,19% No

NODO0006 280,40 295,24 293,11 305,18 324,55 325,46 309,72 299,70 319,91 319,91 400 1472 79,98% Sí

NODO0007 404,10 412,77 421,60 403,79 464,14 388,99 450,18 421,28 434,43 434,43 496 1664 87,59% Sí

NODO0008 362,44 376,77 389,03 342,89 389,97 324,70 374,15 372,22 362,94 372,22 448 1344 83,08% Sí

El porcentaje de ocupación uplink, o el UL_CE_Mean_Ratio tal como vimos en la sección 4.1.5, lo

obtendremos dividiendo el máximo promedio semanal entre las licencias disponibles en el nodo. En el caso de

que el porcentaje de consumo sea superior al 70%, se considerará que el nodo está fuera de umbral. El hecho

de no apurar toda la capacidad para considerar que el nodo está fuera de umbral, proporciona un margen de

tiempo para que, en el caso de que el consumo siguiera creciendo, la ampliación llegara antes de alcanzar la

capacidad máxima.

Para el consumo downlink se generaría un listado similar.

Para el consumo de potencia de cada nodo obtenemos primero el consumo a nivel de celda, tal como muestra

la siguiente tabla:

Tabla 7-2 Consumo de potencia de un nodo a nivel de celda

L M X J V S D Sector Promedio

L-V Promedio

V-S-D

Max Promedio

Pot

Potencia Ref

% Ocupación

Fuera de umbral

NODO0001U1A 37,58 37,60 37,55 37,52 37,60 37,43 37,30 1 37,57 37,44 37,57 19,95 0,29 No

NODO0001U1B 37,30 37,32 37,38 37,38 37,34 37,16 37,20 1 37,34 37,23 37,34 19,95 0,27 No

NODO0001U1C 36,84 37,00 36,95 36,88 36,85 36,71 36,65 1 36,90 36,74 36,90 19,95 0,25 No

NODO0001U2A 37,86 37,86 37,79 37,97 37,88 36,67 36,54 2 37,87 37,03 37,87 19,95 0,31 No

NODO0001U2B 37,49 37,48 37,41 37,50 37,61 36,41 36,35 2 37,50 36,79 37,50 19,95 0,28 No

NODO0001U2C 36,73 36,77 36,77 36,76 36,89 36,74 36,23 2 36,78 36,62 36,78 19,95 0,24 No

NODO0001U3A 42,03 42,07 42,22 42,60 42,31 38,41 38,17 3 42,25 39,63 42,25 19,95 0,84 Sí

NODO0001U3B 41,12 41,25 41,33 41,83 41,57 38,15 37,81 3 41,42 39,18 41,42 19,95 0,69 No

NODO0001U3C 40,90 41,00 41,12 41,33 40,86 37,43 36,98 3 41,04 38,43 41,04 19,95 0,64 No

NODO0001V1A 37,43 37,46 37,64 37,65 37,67 37,89 38,14 1 37,57 37,90 37,90 19,95 0,31 No

NODO0001V2A 38,44 38,45 38,47 38,76 38,77 38,30 38,47 2 38,58 38,51 38,58 19,95 0,36 No

NODO0001V3A 39,13 39,34 39,30 39,83 39,69 37,49 37,50 3 39,46 38,22 39,46 19,95 0,44 No


98

Habrá que comparar el promedio semanal de cada celda con su potencia definida. En este caso todas las celdas

del nodo están definidas a 43 dBm (19,95 W). El umbral de potencia considerado será también del 70%.

Se considerará que el consumo de potencia del nodo vendrá dado por el consumo máximo de sus sectores. A

su vez, el consumo de cada sector será el promedio de los consumos de sus celdas. Teóricamente las celdas de

un sector se parametrizan para que haya un balanceo de carga entre todas ellas. Si no es así será necesario

revisar y optimizar el sector para intentar conseguir alcanzar ese balanceo, de forma que se aproveche al

máximo la potencia disponible en todo el sector.

A partir de la tabla anterior llegaremos al consumo a nivel de nodo:

Tabla 7-3 Consumo de potencia del nodo

Emplazamiento % Ocupación Fuera de umbral

NODO0001 65,36% No

Como vemos, aunque una de las celdas del nodo presentaba un consumo fuera de umbral, no se considera

todavía que el nodo también esté fuera de umbral.

Para la carga CNBAP de los nodos podremos tener un fichero de la siguiente forma:

Tabla 7-4 Ejemplo de listado de carga CNBAP

Nodo L M X J V S D Capacidad

CNBAP

Carga CNBAP

L

Carga CNBAP

M

Carga CNBAP

X

Carga CNBAP

J

Carga CNBAP

V

Carga CNBAP

S

Carga CNBAP

D

Fuera de

umbral

NODO0010 144 146 140 124 132 106 118 170 84,66% 86,08% 82,40% 72,70% 77,70% 62,21% 69,46% Sí

NODO0011 95 126 124 116 95 77 81 180 52,78% 69,77% 69,03% 64,49% 52,69% 42,55% 45,14% Sí

NODO0012 106 160 115 107 123 118 113 170 62,35% 93,82% 67,89% 63,19% 72,55% 69,26% 66,62% Sí

En este caso, se considerará que un nodo está fuera de umbral cuando supera el 60% de carga CNBAP durante

tres días consecutivos. Obtendremos el porcentaje de carga mediante las fórmulas (4-14) y (4-15) que ya

vimos en el capítulo 4, aunque por simplicidad en el cálculo se empleará la fórmula (4-15), que es la más

restrictiva. Necesitaremos conocer la capacidad CNBAP de cada nodo, que como vimos dependía del tipo de

tarjetas que tuviera instaladas. En el caso del ejemplo:

Tabla 7-5 Capacidad CNBAP de nodos

Nodo WMPT UTRP UTRPc UMPT WBBPb WBBPd WBBPf Capacidad

CNBAP

NODO0010 1 0 0 0 0 4 0 170

NODO0011 1 1 0 0 0 3 0 180

NODO0012 1 0 0 0 0 3 1 170

A partir de toda la información anterior podremos elaborar el cuadro de mandos, al que incorporaremos el dato

del CSSR, que veremos con más detalle en el siguiente apartado. De esta forma, un ejemplo de cuadro de

mandos podría ser el siguiente:

99


Tabla 7-6 Ejemplo de cuadro de mandos

NO

DO

B

Fu

era

um

bra

l

Das

hb

oa

rd

CS

SR

PS

se

ma

na

N-1

CS

SR

PS

se

ma

na

N-2

CS

SR

PS

se

ma

na

N-3

CS

SR

PS

se

ma

na

N-4

CS

SR

me

s

Pe

or

Se

cto

r

%O

cu

pa

ció

n

Po

ten

cia

se

ma

na

N-1

%O

cu

pa

ció

n

Po

ten

cia

se

ma

na

N-2

%O

cu

pa

ció

n

Po

ten

cia

se

ma

na

N-3

%O

cu

pa

ció

n

Po

ten

cia

se

ma

na

N-4

%O

cu

pa

ció

n

CE

_U

L

se

ma

na

N-1

%O

cu

pa

ció

n

CE

_U

L

se

ma

na

N-2

%O

cu

pa

ció

n

CE

_U

L

se

ma

na

N-3

%O

cu

pa

ció

n

CE

_U

L

se

ma

na

N-4

%C

arg

a C

NB

AP

fu

era

de

um

bra

l

NODO0010 CE+CNBAP 99,67% 99,68% 99,76% 98,66% 99,59% 2 59% 57% 51% 59% 72% 67% 59% 71% SI

NODO0011 CE+CNBAP 99,61% 99,64% 99,54% 99,27% 99,57% 1 38% 36% 36% 42% 290% 283% 281% 254% SI

NODO0012 CNBAP 99,22% 99,40% 99,30% 98,74% 99,24% 2 56% 57% 60% 61% 64% 63% 58% 59% SI

NODO0013 POT 98,28% 99,21% 98,94% 98,93% 98,76% 1 72% 22% 19% 28% 25% 18% 14% 30% NO

NODO0014 CE 98,47% 98,67% 98,41% 97,90% 98,46% 3 45% 46% 40% 40% 77% 80% 70% 71% NO

NODO0015 CE 98,21% 98,53% 98,26% 98,24% 98,32% 2 30% 29% 28% 33% 96% 80% 78% 119% NO

En el cuadro de mandos semanal mantendremos un histórico de los distintos indicadores para poder priorizar y

decidir la ampliación final de un nodo. Aunque los consumos de recursos estén fuera de umbral, sólo se

lanzará la ampliación en el caso de que el cliente esté siendo afectado, es decir, cuando el CSSR empieza a

degradar de forma continuada. Se calcula el promedio de CSSR mensual dándole mayor peso a la última

semana, y se priorizarán los nodos que están por debajo de un determinado umbral, completando el listado de

nodos a ampliar hasta consumir el presupuesto que haya disponible. Es por ello que será importante verificar la

viabilidad de la ampliación y el coste económico que supone. Además también será importante filtrar del

listado aquellos nodos cuyo CSSR se haya visto impactado por una incidencia en la red o por un evento que ya

ha pasado.

En relación con la afectación del usuario, otro indicador que puede tenerse en consideración es el throughput

ofrecido por la celda. Es algo que ha ido tomando relevancia debido a las crecientes necesidades de consumo

de datos que hay en las redes actuales. Una vez salvada la accesibilidad al servicio, es necesario que el servicio

sea rápido. De esta forma si un usuario, por ejemplo, puede navegar por internet pero la navegación es muy

lenta, su percepción de la calidad de dicho servicio se verá afectada. Cabe la posibilidad de que un nodo no

presente congestión de sus recursos, ni bajo CSSR, pero que su throughput ofrecido sea bajo, debido a que los

servicios de datos tienden a darse en modo “best effort”, permitiendo el sistema el acceso a más usuarios pero

a una menor velocidad.

Otro punto importante a revisar semanalmente es el consumo de CEs a nivel de grupo. Puede que un nodo no

presente congestión de consumo de CEs a nivel del nodo, pero sí que la esté presentando a nivel de los grupos

de recursos definidos en el nodo. Como vimos las celdas se agrupan en distintos grupos de recursos.

Ilustraremos esta situación con un ejemplo de un nodo concreto.

Un nodo presentaba la siguiente configuración de tarjetas y grupos a nivel uplink:

Tabla 7-7 Ejemplo de tarjetas de un nodo

NEType NEName Node_CN_SRN_SN Board Name

Board Type RackNo FrameNo SlotNo




Tabla 7-8 Ejemplo de grupos de recursos

UTRANCELL(T) UL BB

CN UL BB SRN

UL BB SN


NODO0100B1A 0 0 0 QWL1WBBPD1 1




100

UTRANCELL(T) UL BB

CN UL BB SRN

UL BB SN


NODO0100B1B 0 0 3 QWL1WBBPD1 0



NODO0100B1C 0 0 3 QWL1WBBPD1 0



NODO0100F1A 0 0 0 QWL1WBBPD1 1



El nodo tenía por tanto dos tarjetas WBBPD1 y una tarjeta WBBPD2. El grupo 0 tenía asignada una

WBBPD1 y una WBBPD2, y el grupo 1 tenía asignada una WBBPD1. La D1 dispone de 192 CEs y la D2

dispone de 384 CEs. Además el nodo tenía licencias definidas para toda su capacidad hardware, es decir,

2x192+384=792 CEs. Sin embargo a nivel de grupo, el grupo 0 tenía 192+384=576 CEs, y el grupo 1 tenía

192 CEs.

Observando el consumo de CEs del nodo, presentaba la siguiente gráfica:

Figura 7-8 Ejemplo de consumo de CEs de un nodo

Es decir, el consumo de CEs del nodo estaba en torno al 50% de su capacidad, por lo que no debería presentar

problemas. Sin embargo viendo el consumo de CEs a nivel de grupo teníamos lo siguiente:

101


Figura 7-9 Consumo de CEs a nivel de grupo

El grupo 1 había alcanzado el máximo de su capacidad. Por ello hubo que reconfigurar los grupos, pasando

una WBBPD1 del grupo 0 al grupo 1, y por tanto el grupo 1 quedaba con dos WBBPD1 (384 CEs) y el grupo

0 con una WBBPD2 (384 CEs).

Extrayendo una consulta de los contadores de fallos RRC y RAB, que explicaremos en la siguiente sección, se

observa una degradación del servicio que coincide con el período que se observa en la gráfica anterior.

Tabla 7-9 Ejemplo de fallos por congestión de CEs

Día F. (Dim)

Hora (Dim) Vs Rab Failestcs Ulce Cong Vs Rab Failestps Ulce Cong Vs Rrc Rej Ul Ce Cong

03/05/2015 0 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 1 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 2 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 3 0,00 0,00 0,00


102

Día F. (Dim)

Hora (Dim) Vs Rab Failestcs Ulce Cong Vs Rab Failestps Ulce Cong Vs Rrc Rej Ul Ce Cong

03/05/2015 4 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 5 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 6 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 7 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 8 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 9 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 10 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 11 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 12 0,00 4,00 8,00

03/05/2015 13 0,00 23,00 67,00

03/05/2015 14 0,00 8,00 20,00

03/05/2015 15 0,00 42,00 61,00

03/05/2015 16 0,00 20,00 20,00

03/05/2015 17 0,00 2,00 3,00

03/05/2015 18 0,00 8,00 16,00

03/05/2015 19 0,00 2,00 9,00

03/05/2015 20 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 21 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 22 0,00 0,00 0,00

03/05/2015 23 0,00 0,00 0,00

7.1.2 CSSR (Call Setup Success Rate)

Definimos el CSSR como el porcentaje de llamadas realizadas con éxito respecto al total de intentos. En una

llamada entran en juego dos conceptos que ya hemos mencionado anteriormente, RRC y RAB. Por RRC se

entiende el establecimiento de la conexión con la RNC, y por RAB se entiende el establecimiento de un

servicio determinado sobre una conexión RRC. Como dijimos, sobre una conexión RRC podemos tener varios

servicios establecidos.

El porcentaje de éxito de las llamadas realizadas vendrá por tanto determinado por el porcentaje de éxito de los

RRCs y el porcentaje de éxito de los RABs, es decir el CSSR_RRC y el CSSR_RAB, tal como vemos en la

siguiente fórmula:

𝐶𝑆𝑆𝑅 = 𝐶𝑆𝑆𝑅_𝑅𝑅𝐶 × 𝐶𝑆𝑆𝑅_𝑅𝐴𝐵 =É𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠_𝑅𝑅𝐶

𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠_𝑅𝑅𝐶×

É𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠_𝑅𝐴𝐵

𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠_𝑅𝐴𝐵

(7–1)

Además se hace una distinción entre las llamadas mediante conmutación de paquetes, y las llamadas mediante

conmutación de datos, CS o Circuit Switched y PS o Packet Switched. Tendremos por tanto un porcentaje de

éxito de llamadas de circuitos y un porcentaje de éxito de llamadas de datos:

𝐶𝑆𝑆𝑅_𝐶𝑆 = 𝐶𝑆𝑆𝑅_𝐶𝑆_𝑅𝑅𝐶 × 𝐶𝑆𝑆𝑅_𝐶𝑆_𝑅𝐴𝐵 =É𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠_𝐶𝑆_𝑅𝑅𝐶

𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠_𝐶𝑆_𝑅𝑅𝐶×

É𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠_𝐶𝑆_𝑅𝐴𝐵

𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠_𝐶𝑆_𝑅𝐴𝐵

(7–2)

𝐶𝑆𝑆𝑅_𝑃𝑆 = 𝐶𝑆𝑆𝑅_𝑃𝑆_𝑅𝑅𝐶 × 𝐶𝑆𝑆𝑅_𝑃𝑆_𝑅𝐴𝐵 =É𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠_𝑃𝑆_𝑅𝑅𝐶

𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠_𝑃𝑆_𝑅𝑅𝐶×

É𝑥𝑖𝑡𝑜𝑠_𝑃𝑆_𝑅𝐴𝐵

𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠_𝑃𝑆_𝑅𝐴𝐵

(7–3)

103


Cuando un nodo empieza a presentar problemas su CSSR bajará. Podemos entonces determinar el origen de

dichos problemas analizando los contadores de congestión. Tendremos contadores de congestión asociados al

establecimiento de la conexión RRC y contadores asociados al establecimiento del RAB.

7.1.2.1 Contadores asociados a la congestión RRC

En la siguiente tabla podemos ver las causas de rechazo en el establecimiento de la conexión RRC y los

contadores correspondientes.

Tabla 7-10 Causas de congestión RRC

Causa del Rechazo Contador

Congestión por potencia en el

Uplink VS.RRC.Rej.ULPower.Cong

Congestión por potencia en el

Downlink VS.RRC.Rej.DLPower.Cong

Congestión por CEs en el Uplink VS.RRC.Rej.ULCE.Cong

Congestión por CEs en el Downlink VS.RRC.Rej.DLCE.Cong

Congestión por Ancho de Banda Iub

en el Uplink VS.RRC.Rej.ULIUBBand.Cong


en el Downlink VS.RRC.Rej.DLIUBBand.Cong

Congestión por recursos de códigos

en el Downlink VS.RRC.Rej.Code.Cong

La tasa de bloqueo RRC se calcula de la siguiente forma:

𝑉𝑆. 𝑅𝑅𝐶. 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑘. 𝑅𝑎𝑡𝑒 =𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑅𝑅𝐶 𝑅𝑒𝑗

𝑉𝑆. 𝑅𝑅𝐶. 𝐴𝑡𝑡𝐶𝑜𝑛𝑛𝐸𝑠𝑡𝑎𝑏. 𝑆𝑢𝑚× 100%

(7–4)

donde

Total RRC Rej = VS.RRC.Rej.ULPower.Cong + VS.RRC.Rej.DLPower.Cong + VS.RRC.Rej.ULCE.Cong + VS.RRC.Rej.DLCE.Cong + VS.RRC.Rej.ULIUBBand.Cong + VS.RRC.Rej.DLIUBBand.Cong + VS.RRC.Rej.Code.Cong

(7–5)

Y VS.RRC.AttConnEstab.Sum mide el número de solicitudes de establecimiento de conexión RRC en una

celda.

7.1.2.2 Contadores asociados a la congestión RAB

En la siguiente tabla podemos las causas de rechazo en el establecimiento de la conexión RAB y los

contadores correspondientes.


104

Tabla 7-11 Causas de congestión RAB

Causa del Rechazo Contador

Congestión por potencia en el Uplink

● VS.RAB.FailEstabCS.ULPower.Cong: número de establecimientos de

conexión RAB CS fallidos debidos a congestión de potencia en el uplink en una

celda

● VS.RAB.FailEstabCS.DLPower.Cong: número de establecimientos de

conexión RAB CS fallidos debidos a congestión de potencia en el downlink en

una celda

● VS.RAB.FailEstabPS.ULPower.Cong: número de establecimientos de

conexión RAB PS fallidos debidos a congestión de potencia en el uplink en una

celda

● VS.RAB.FailEstabPS.DLPower.Cong: número de establecimientos de

conexión RAB PS fallidos debidos a congestión de potencia en el downlink en

una celda

Congestión por CEs en el Uplink

● VS.RAB.FailEstabCS.ULCE.Cong: número de establecimientos de conexión

RAB CS fallidos debido a congestión CE uplink en una celda

● VS.RAB.FailEstabPS.ULCE.Cong: número de establecimientos de conexión

RAB PS fallidos debido a congestión CE uplink en una celda

Congestión por CEs en el Downlink

● VS.RAB.FailEstabCS.DLCE.Cong: número de establecimientos de conexión

RAB CS fallidos debido a congestión CE downlink en una celda

● VS.RAB.FailEstabPs.DLCE.Cong: número de establecimientos de conexión

RAB PS fallidos debido a congestión CE downlink en una celda

Congestión por recursos de códigos en el Downlink

● VS.RAB.FailEstabCs.Code.Cong: número de establecimientos de conexión

RAB CS fallidos debido a congestión de recursos de códigos en una celda

● VS.RAB.FailEstabPs.Code.Cong: número de establecimientos de conexión

RAB PS fallidos debido a congestión de recursos de códigos en una celda


● VS.RAB.FailEstabCS.DLIUBBand.Cong: número de solicitudes de

asignación RAB CS rechazadas debido a congestión en el ancho de banda Iub

downlink en una celda

● VS.RAB.FailEstabCS.ULIUBBand.Cong: número de solicitudes de

asignación RAB CS rechazadas debido a congestión en el ancho de banda Iub

uplink en una celda

● VS.RAB.FailEstabPS.DLIUBBand.Cong: número de solicitudes de asignación

RAB PS rechazadas debido a congestión en el ancho de banda Iub downlink en

una celda

● VS.RAB.FailEstabPS.ULIUBBand.Cong: número de solicitudes de asignación

RAB PS rechazadas debido a congestión en el ancho de banda Iub uplink en una

celda

La tasa de bloqueo RAB se calcula de la siguiente forma:

𝑉𝑆. 𝑅𝐴𝐵. 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑘. 𝑅𝑎𝑡𝑒 =𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑅𝐴𝐵 𝐹𝑎𝑖𝑙

𝑉𝑆. 𝑅𝐴𝐵. 𝐴𝑡𝑡𝐸𝑠𝑡𝑎𝑏. 𝐶𝑒𝑙𝑙× 100%

(7–6)

donde VS.RAB.AttEstab.Cell mide el número total de solicitudes de conexión RAB en la celda. Este contador

se calcula de la siguiente forma:

VS.RAB.AttEstab.Cell = VS.RAB.AttEstabCS.Conv + VS.RAB.AttEstabCS.Str + VS.RAB.AttEstabPS.Conv + VS.RAB.AttEstabPS.Bkg + VS.RAB.AttEstabPS.Int + VS.RAB.AttEstabPS.Str

(7–7)

105


7.2 Planes programados

Los planes programados tratan de adelantarse a los crecimientos estacionales que sufre la red. Estos

crecimientos estacionales están provocados por los movimientos naturales de los usuarios a lo largo de todo el

año, que provocan crecimientos relevantes de tráfico en determinadas zonas, que de no ser por dichos planes,

generarían problemas serios de congestión. En la siguiente figura podemos ver los más relevantes.

Figura 7-10 Planes programados

El último caso, que hemos denominado Calidad, no sería estrictamente una estacionalidad. Cambios en

parametrizaciones de la red o la activación de nuevas funcionalidades pueden provocar un crecimiento en el

consumo de los recursos de la red. Normalmente, antes de realizar estos cambios de forma masiva, se realizan

pruebas en un número reducido de nodos, para ver su impacto en la capacidad de la red. De esta forma

podremos estimar las ampliaciones necesarias antes de implementar los cambios en toda la red.

Para la realización de los planes programados será básico disponer de un histórico de los indicadores de red,

tanto para poder estimar el tráfico futuro aplicando un factor de crecimiento al tráfico del año anterior, como

para poder determinar los nodos que se ven afectados por ese comportamiento estacional.

En los siguientes apartados veremos cómo determinar el universo de nodos, y un ejemplo de la elaboración de

un plan programado.

7.2.1 Universo de nodos afectados por el plan

Debido a que el volumen de nodos que puede manejar un operador es elevado, podemos estar hablando de

miles de nodos, es importante tener un listado de los nodos que realmente se ven afectados por la

estacionalidad que estamos analizando. Esto nos permitirá centrar los esfuerzos en dichos nodos, tanto en su


106

análisis y priorización de sus ampliaciones, como en su posterior monitorización durante la estacionalidad o

evento, para intentar corregir posibles problemas sobre la marcha.

Una vez más, hay que señalar, que los presupuestos con los que cuentan los operadores para un determinado

plan están acotados, y por tanto es necesario aprovechar las inversiones al máximo. Se evita de esta forma,

mediante este filtrado, considerar nodos con un comportamiento no estacional, que deberían ser gobernados

mediante el proceso reactivo.

La elección de los nodos se lleva a cabo combinando dos análisis:

Un análisis geográfico, seleccionando los nodos que estén ubicados en las zonas donde consideramos

que se va a producir el crecimiento de tráfico.

Un análisis de tráfico, seleccionando los nodos que históricamente han experimentado dicho

crecimiento de tráfico.

Veamos por ejemplo el caso de la elaboración de un plan programado para el verano. Si empleamos sólo el

análisis geográfico, podríamos pensar que los nodos que van a experimentar el crecimiento son los nodos

situados en la costa. Sin embargo, analizando los datos de tráfico, se comprueba que también hay muchos

nodos de interior que sufren un incremento relevante. Si por el contrario, nos basáramos sólo en los datos

históricos de tráfico, podríamos pasar por alto nodos para los cuales no disponemos de dichos datos, por

ejemplo nodos de reciente integración, o nodos para los que tenemos la información pero que no tuvieron un

comportamiento estival debido, por ejemplo, a una incidencia o a algún tipo de parametrización.

Para el análisis geográfico emplearemos algún sistema de información geográfica, como puede ser MapInfo o

Google Earth, donde representaremos la ubicación de los nodos de la red a partir del conocimiento de sus

coordenadas. También se podrán representar las orientaciones de los sectores.

Siguiendo con el caso de un plan estival, realizaremos el análisis de tráfico basándonos en el tráfico semanal

del último año. Consideraremos que un nodo es estival cuando su perfil de tráfico presenta un “joroba”

significativa en verano. Para ello fijaremos las siguientes condiciones:

4 semanas o más en verano con promedio de tráfico un 40% superior al promedio anual. Se filtrarían

así picos ocasionados por eventos y se absorbe parte del crecimiento sostenido del tráfico.

Promedio de tráfico en verano superior al promedio de mayo (>10%).

Promedio de tráfico en verano superior al promedio de octubre en adelante (>10%).

Las dos últimas condiciones se incluyen para no contabilizar los nodos que hayan experimentado un

crecimiento justo antes del verano y que dicho crecimiento se mantenga después del verano.

Mostremos algunos ejemplos gráficos de nodos para verlo de forma más clara:

Figura 7-11 Ejemplo filtrado nodo estival I

Este nodo cumple las condiciones establecidas, reafirmando la gráfica su comportamiento estival.

107


Figura 7-12 Ejemplo filtrado nodo estival II

Este nodo no cumple ninguna de las condiciones y por tanto no lo consideraremos estival.

Figura 7-13 Ejemplo filtrado nodo estival III

En este nodo se observa un pico de tráfico de más de un 40% del promedio anual. Sin embargo, al basarnos en

el promedio de al menos cuatro semanas, evitamos considerarlo estival.

Figura 7-14 Ejemplo filtrado nodo estival IV

Este nodo podríamos haberlo considerado estival si hubiésemos usado sólo el criterio del 40%. Sin embargo al

mantener su tráfico una vez pasado el verano, no cumple la tercera condición de nuestro análisis. Este nodo en

concreto, presenta este comportamiento, debido a que estaba congestionado. Una vez que fue ampliado, justo

antes del verano, experimentó un escalón de tráfico, pero no por causa estival.


108

7.2.2 Ejemplo de un plan programado

Un plan programado consiste en estimar el tráfico que cursarán los nodos en un período determinado, de cara a

lanzar las ampliaciones que sean necesarias. Para ello aplicaremos un factor de crecimiento interanual al

tráfico que cursaron los nodos en el período anterior. Ese factor de crecimiento puede ser suministrado a los

departamentos de planificación de un operador por parte de las unidades de negocio, que valoran parámetros

como las expectativas de nuevos usuarios, el porcentaje de penetración poblacional o el lanzamiento de nuevas

tarifas que puedan alterar el uso que los usuarios puedan hacer de su móvil.

En este caso, se trataba de estimar las ampliaciones de channel elements y potencia necesarias para el período

navideño. Al no disponer de unos factores de crecimiento suministrados por las unidades de negocio, hubo que

calcularlos basándonos en el histórico de consumos de los nodos.

Para los channel elements teníamos la siguiente evolución del consumo:

Figura 7-15 Evolución anual del consumo de CEs

En base a la evolución anterior se estimó un porcentaje de crecimiento interanual para uplink del 25%, y

aunque el crecimiento downlink se mantenía prácticamente plano se consideró una factor del 5%.

Para el caso de la potencia se hizo un análisis similar obteniendo un factor de crecimiento del 15%.

Aplicaremos los factores de crecimiento a los valores significativos semanales de consumo de las navidades

anteriores para obtener los consumos estimados en las próximas navidades. En la siguiente tabla podemos ver

un ejemplo de cómo podría ser el fichero de análisis.

Tabla 7-12 Ejemplo de estimación de CEs

Site

CE DL NAV 13

CE UL NAV 13

CE DL NAV 14

CE UL NAV 14

DL ACT

UL ACT

NEC DL

NEC UL

CE DL Lic

CE DL HW

CE UL Lic

CE UL HW

Delta DL

Delta UL

NODO0001 654 676 687 845 225 354 687 845 336 2304 496 1536 352 352

NODO0002 593 631 623 789 261 333 623 789 672 1536 752 1280 0 48

NODO0003 688 670 722 838 188 303 722 838 640 1536 656 1280 96 192

NODO0004 606 629 636 786 266 436 636 786 624 1344 800 1088 16 0

NODO0005 634 629 666 786 320 469 666 786 384 1536 640 1280 288 160

109


Site

CE DL NAV 13

CE UL NAV 13

CE DL NAV 14

CE UL NAV 14

DL ACT

UL ACT

NEC DL

NEC UL

CE DL Lic

CE DL HW

CE UL Lic

CE UL HW

Delta DL

Delta UL

NODO0006 325 409 341 511 184 299 341 511 464 960 656 960 0 0

NODO0007 311 370 327 463 150 249 327 463 336 1152 400 1152 0 64

NODO0008 388 507 407 634 226 344 407 634 384 1152 512 1152 32 128

Tendríamos el consumo de channel elements en las navidades anteriores y la estimación en base a los factores

de crecimiento de las próximas navidades. Comparando con las licencias definidas en el nodo y con la

capacidad hardware, podremos determinar el número de licencias a ampliar, así como la necesidad de ampliar

alguna tarjeta de banda base. A tener en cuenta que las licencias de CEs se amplían en múltiplos de 16.

En el caso de la potencia aplicaríamos el factor de crecimiento a la potencia consumida por el sector.

Tabla 7-13 Ejemplo de estimación de potencia

POT MAX NAV 13

POT DEF

NODO SECTOR A A B C POT

SECTOR A A B C

POT DEF

SECTOR

POTENCIA ESTIMADA

NODO0001 3 11,6 27,5 27,2 18,3 84,6 20 20 20 20 80 97,3

NODO0002 3 17,1 19,6 19,1 0,0 55,9 20 20 20 60 64,3

NODO0003 2 0,0 19,0 15,9 0,0 35,0 20 20 40 40,2

NODO0004 2 33,1 36,3 19,9 20,0 109,3 40 20 20 20 100 125,7

En un sector podemos tener hasta cuatro portadoras, una de 900 MHz y hasta tres de 2100 MHz. Además cada

una de las portadoras puede estar configurada entre 20 y 40 vatios.

En caso de que sea necesaria la ampliación podremos tener varias casuísticas:

Ampliar portadora en el caso de que no tengamos ya cuatro. Esto puede suponer meter la banda de

2100 MHz cuando el nodo sólo posea la de 900 MHz, o meter la de 900 MHz cuando el nodo sólo

posea la de 2100 MHz. La inclusión de una nueva banda implica la instalación de una nueva RRU,

mientras que la ampliación de una portadora dentro de la banda de 2100 MHz sólo implica la

activación de la licencia correspondiente dentro de la RRU existente.

Ampliar potencia en las portadoras existentes si ya disponemos de cuatro portadoras. Dado que las

RRUs instaladas por defecto son de 80 W, si queremos definir todas las portadoras de U2100 a 40 W

será necesario pasar a una RRU de 120 W.

Cuando hayamos llegado al límite de portadoras y de potencias del sector la opción será el despliegue

de un nuevo nodo en la zona cubierta por el sector, o incluir un nuevo sector en el nodo para descargar

en parte el sector congestionado. Debido a las dificultades que suele haber para realizar nuevos

despliegues de nodos, así como por su coste, suele ser más factible la realización de una sectorización.

7.3 Movimiento de licencias y uso de nodos almacén

En este apartado explicaremos una metodología complementaria para la gestión de los recursos disponibles en

la red. Como ya hemos comentado, los channels elements y la potencia de los nodos y celdas se definen

mediante licencias. Además de pagar por el hardware, el operador debe pagar al suministrador, en este caso

Huawei, por las licencias que se definen en dicho hardware. Las licencias que han sido adquiridas al

suministrador estarán disponibles a nivel de RNC, y podremos repartirlas entre los nodos de dicha RNC.

En la fase de despliegue se define una capacidad por defecto en el nodo, según unos criterios de dimensionado

prefijados, en función del entorno donde se despliega o la estimación de tráfico. Pues bien, es posible que haya


110

nodos que se encuentren sobredimensionados, es decir, que presenten recursos sobrantes. Por tanto, dado que

podemos mover licencias entre nodos, para reducir las inversiones necesarias en la red, se puede plantear el

movimiento de las licencias desde los nodos “ociosos” hacia los nodos “congestionados”. Incluso se puede

llegar a plantear el movimiento de tarjetas. Por ejemplo, las tarjetas WBBP que se despliegan actualmente son

las F4, que tienen mayor capacidad que las D1 y D2 que se desplegaban inicialmente. Es posible, por tanto,

que al ampliar un F4, quede alguna D1 o D2 ociosa, la cual podremos mover a otro nodo que necesite

ampliación.

Un nodo ocioso puede surgir también por el despliegue de otro nodo en su entorno, o por la propia

estacionalidad. Se pueden diseñar planes para ajustar los recursos de la red según el período del año. De este

modo, durante el invierno, concentraríamos los recursos en los nodos no estivales, y en verano los moveríamos

hacia los nodos estivales.

Otra metodología basada en el movimiento de licencias es el uso de los nodos almacén. Si se produce un

incremento inesperado de tráfico en un nodo, por ejemplo debido a un evento, sería más rápido mover

licencias desde otro nodo, antes que realizar un pedido al suministrador. Desde el lanzamiento de un pedido

hasta su implementación transcurre un tiempo que sería siempre superior al crecimiento eventual de un nodo.

Ahora bien, para plantear el recorte de recursos de un nodo también es necesario un análisis previo, para poder

concluir que el nodo está ocioso. Para reducir al máximo los tiempos de reacción y evitar la degradación del

servicio, lo que se hace es concentrar recursos ociosos en nodos donde sabemos que no se van a producir

incrementos de tráfico inesperados. Periódicamente, y conforme fuera necesario, se realizarían análisis de red

para detectar recursos sobrantes, los cuales se irían moviendo a los nodos almacén. El departamento de

operación y mantenimiento realiza una monitorización en tiempo real de la red. En caso de producirse una

degradación en la red por congestión, recurriría a los nodos almacén, ejecutando un movimiento sobre la

marcha y solucionando la congestión del nodo que ha provocado la degradación.

111

8 CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS

lo largo del documento se han ido mostrando los diferentes conocimientos que se requieren para

poder monitorizar la interfaz radio de una red UMTS Huawei, y se han definido las metodologías que

hay que aplicar para llevar a cabo la ampliación de la red. Podríamos considerar que este proyecto es

una guía de dimensionamiento de los nodos B de una red UMTS.

8.1 Conclusiones

Las principales conclusiones que se han obtenido de la realización de este proyecto serían las siguientes:

Es necesario conocer los recursos con los que cuenta un nodo según su tecnología, ya que cada uno de

ellos puede generar un cuello de botella durante su funcionamiento, cuando el tráfico empieza a

crecer.

La identificación de los contadores que muestran el consumo de los recursos, así como la

disponibilidad de los mismos en el nodo es esencial para poder monitorizar el comportamiento del

nodo. Una vez conocidos los contadores deberemos saber utilizar las herramientas que la red nos

proporciona, para conseguir la información que posteriormente hay que procesar y analizar.

En relación con lo anterior, es básico en cualquier departamento de planificación, el dominio de

herramientas que nos hacen posible el procesado del gran volumen de datos que se llegan a manipular

en el día a día.

Hace falta un conocimiento de los equipos que hay desplegados en nuestra red para llevar a cabo las

ampliaciones que sean necesarias.

La definición de procesos reactivos y de planes programados nos permiten asegurar la calidad de

servicio proporcionada al usuario, absorbiendo tanto el crecimiento sostenido del tráfico como los

crecimientos estacionales. Además remarcar que estos procesos no son exclusivos de una tecnología

concreta, de forma que también podríamos emplearlos en la nueva generación que se está

desplegando actualmente, el LTE, o incluso en generaciones futuras.

Aunque lo fácil sería desplegar de entrada los nodos a su máxima capacidad, para ello las inversiones

necesarias serían enormes. Es necesario ajustar la capacidad de los nodos tanto en su despliegue

inicial como en su posterior funcionamiento. Habrá siempre un compromiso entre las ampliaciones

que se pueden acometer y la calidad de servicio que se quiere garantizar.

8.2 Líneas futuras

Entre las principales ampliaciones que se podrían llevar a cabo partiendo de este proyecto cabría destacar las

siguientes:

Dado que las redes actuales llegan a contar hasta con tres tecnologías diferentes concurriendo en un

mismo nodo, 2G, 3G y 4G, sería interesante evaluar cómo afecta cada nueva tecnología a la capacidad

del resto, viendo cómo aprovechar al máximo los recursos de cada una de ellas según las condiciones

A

Conclusiones y Líneas Futuras

112

y la naturaleza del tráfico cursado.

En este proyecto se han visto los recursos básicos de la red, pero además existen multitud de

funcionalidades, incluso algunas que los suministradores van implementando a lo largo de la vida de

sus productos, que nos permiten aprovechar mejor los recursos disponibles.

Se podría extender el documento detallando cómo se llevan a cabo en el gestor M2000 las

ampliaciones tanto de potencia, de portadora o de channel elements, e incluso detallar la generación

de los pedidos hacia el suministrador y los presupuestos asociados.

Como hemos comentado en el apartado de conclusiones, los planes reactivos y programados podrían

aplicarse al LTE. Por tanto, podría llevarse a cabo un proyecto similar que definiera los recursos,

indicadores y equipamiento para esta nueva tecnología, y aplicar estas metodologías basándose en el

tráfico LTE.

113

BIBLIOGRAFÍA

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2001”. CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni.

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proyecto fin de carrera ingeniería de...

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