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Equation Chapter 1 Section 1

Trabajo de Fin de Grado

Grado en Ingenería de las Tecnologías de

Telecomunicación

Optimización de red móvil 2G y 3G en Guinea

Ecuatorial

Autor: Alejandro Grande Gómez

Tutor: Juan José Murillo Fuentes

Dep. Teoría de la Señal y Comunicaciones

Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2018

Trabajo de Fin de Grado

Grado en Ingeniería de las Tecnologías de Telecomunicación

Optimización de red móvil 2G y 3G en Guinea

Ecuatorial

Autor:

Alejandro Grande Gómez

Tutor:

Juan José Murillo Fuentes

Catedrático de Universidad

Dep. de Teoría de la Señal y Comunicaciones

Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2018

Trabajo de Fin de Grado: Optimización de red móvil 2G y 3G en Guinea Ecuatorial

Autor: Alejandro Grande Gómez

Tutor: Juan José Murillo Fuentes

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

Presidente:

Vocales:

Secretario:

Acuerdan otorgarle la calificación de:

Sevilla, 2018

El Secretario del Tribunal

A mi familia

A Jennifer

A mis amigos

Agradecimientos

Por mi familia, por Jennifer, por aguantarme durante tanto tiempo y por insistir en que acabe este proyecto tras

dos años de redacción, gracias a todos por hacerme mejor persona, porque no hay mejor herencia que la

educación que podemos dejar a los demás. Es imposible escribir este trabajo y olvidarme de ellos, hubiera sido

imposible llegar hasta aquí sino fuera por ellos.

A mis amigos, en especial a los que conocí durante esta etapa, a los que acabaron y a los que se quedaron por el

camino, a mis compañeros de noche de estudio de bunker, Juan, Manuel, Ismael, gracias por las risas cuando

suspendíamos y por las hipótesis al descifrar los problemas.

A Juan José, mi tutor de este proyecto, gracias por estar durante todo este tiempo respondiendo a mis correos y

mis dudas, por enseñarme y por transmitir el conocimiento de la manera en la que lo hace.

Alejandro Grande Gómez

Autor del proyecto

Sevilla, 2018

Resumen

Los sistemas de comunicaciones móviles se han convertido en uno de los motores más importantes de la

sociedad de información. La telefonía móvil es aquella forma de comunicación donde uno o más interlocutores

participan en la comunicación mediante un acceso por vía radio y que además, dichos interlocutores tienen la

posibilidad de desplazarse durante la comunicación sobre el área de cobertura del sistema de telefonía móvil.

El objeto de este proyecto es documentar y estudiar la optimización de telefonía móvil en las tecnologías 2G y

3G que se está llevando acabo sobre una operadora nacional en Guinea Ecuatorial.

Para ello, el presente proyecto se estructurará en una primera parte introductoria a dichas tecnologías existentes

en la red. Una segunda parte, más técnica, la cual menciona los KPIs o parámetros analizados y modificados.

Una tercera parte, donde dataremos y mostraremos a lo largo del tiempo el efecto de realizar los cambios en

dicha parametrización y por último, unas posibles líneas futuras para mantener un estado óptimo de la red.

Así, será necesario comprender tanto los conceptos teóricos de las tecnologías que nos incumben y el estado

inicial de la red móvil a optimizar.

.

Abstract

Mobile communication systems have become one of the most important engines of the information society. The

mobile telephony is that form of communication where one or more interlocutors participate in the

communication by means of a radio access and that, in addition, these interlocutors have the possibility of

moving during the communication on the coverage area of the mobile telephony system.

The purpose of this project is to document and study the optimization of mobile telephony in the 2G and 3G

technologies that is being carried out on a national operator in Equatorial Guinea.

For this, the present project will be structured in a first introductory part to said existing technologies in the

network. A second part, more technical, which mentions the KPIs or parameters analyzed and modified. A third

part, where we will date and show over time the effect of making the changes in said parameterization and,

finally, some possible lines of future to maintain an optimal state of the network.

Therefore, it will be necessary to understand both the theoretical concepts of the technologies that concern us

and the initial state of the mobile network to be optimized.

Índice

Agradecimientos ix

Resumen xi

Abstract xiii

Índice xv

Índice de Tablas xvii

Índice de Figuras xix

1 Introducción 1 1.1 Motivación 1 1.2 Objetivos 1

2 Generaciones de la telefonía móvil 2 2.1 Primera Generación 2

2.1.1 Arquitectura del sistema TACS 3 2.2 Segunda Generación, GSM 4

2.2.1 Especificaciones del Sistema GSM 4 2.2.2 Arquitectura del sistema GSM 5 2.2.3 Establecimiento y control de las comunicaciones 7

2.3 Tercera Generación, 3G 8 2.3.1 Especificaciones del Sistema 3G 8 2.3.2 Arquitectura del Sistema 3G 8

3 Red móvil EcuatoGuineana. Herramientas de optimización y Gestión 9 3.1 Estado inicial 9 3.2 Herramientas de optimización 10

3.2.1 Centro de Operación y Mantenimiento (OMC) 10

4 Optimizaciones y parametrizaciones 13 4.1 Nivel de acceso 13

4.1.1 Introducción 13 4.1.2 Parámetros y factores que influyen 13 4.1.3 Problemas de acceso en la red EcuatoGuineana 14 4.1.4 Propuestas y resultados 17

4.2 Freccuency Hopping 21 4.2.1 Introducción 21 4.2.2 Parámetros y factores que influyen 22 4.2.3 Problemas en la red EcuatoGuineana 23 4.2.4 Propuestas y resultados 26

4.3 Radiolink TimeOut 29 4.3.1 Introducción 29 4.3.2 Parámetros y factores que influyen 29 4.3.3 Problemas en la red EcuatoGuineana 30 4.3.4 Propuestas y resultados 32

4.4 Neighbors 34

4.4.1 Introducción 34 4.4.2 Parámetros y factores que influyen 36 4.4.3 Problemas en la red EcuatoGuineana 37 4.4.4 Propuestas y resultados 37

4.5 Handovers 39 4.5.1 Introducción 39 4.5.2 Parámetros y factores que influyen en los Handovers 39 4.5.3 Problemas de Handover en la red EcuatoGuineana 40 4.5.4 Propuestas y resultados 41

4.6 Problemas de canales e identificadores 43 4.6.1 Introducción 43 4.6.2 Parámetros y factores que influyen en los BCCH, BSIC 44 4.6.3 Problemas de frecuencias e identificadores en la red EcuatoGuineana 44 4.6.4 Propuestas y resultados 45

4.7 Congestión canales SDCCH 47 4.7.1 Introducción 47 4.7.2 Parámetros y factores que influyen 48 4.7.3 Problemas en la red EcuatoGuineana 49 4.7.4 Propuestas y resultados 49

4.8 Repeated SACCH y FACCH 51 4.8.1 Introducción 51 4.8.2 Parámetros y factores que influyen 51 4.8.3 Problemas en la red EcuatoGuineana 51 4.8.4 Propuestas y resultados 51

4.9 Ajustes adicionales para la red 3G 52 4.9.1 Introducción 52 4.9.2 Parámetros y factores que influyen 52 4.9.3 Problemas en la red EcuatoGuineana 53 4.9.4 Propuestas y resultados 53

5 Resultados generales, líneas futuras de actuación 55

Referencias 58

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2-1. Diferencias entre redes móviles de primera generación. 2

Tabla 4-1. Bandas de interferencias. 44

Tabla 4-2. Configuración de canales lógicos SDCCH. 48

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2-1. Elementos que componen la arquitectura TAC [1]. 3

Figura 2-2. Arquitectura Sistema GSM. Figura tomada de la asignatura “Estructura y Protocolos

de Redes Públicas” de la Escuela superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla. 5

Figura 2-3. Arquitectura sistema 3G. Figura tomada de la asignatura “Estructura y Protocolos de

Redes Públicas” de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla. 8

Figura 3-1 . Arquitectura del Centro de Operación y Mantenimiento (OMC) [4] 10

Figura 3-2. Captura de pantalla. Pantalla principal del OMC. Software de gestión Alcatel – Lucent. 11

Figura 3-3. Captura de pantalla. Operaciones disponibles a editar de una estación base desde el

RNUSM. Software de gestión Alcatel – Lucent. 11

Figura 3-4. Captura de pantalla. Gráficas generadas a partir de la herramienta NPO Analysis Desktop.

Software de gestión Alcatel – Lucent. 12

Figura 3-5. Captura de pantalla. Display de listas de alarmas actuales en la red. Software de

gestión Alcatel – Lucent. 12

Figura 4-1. Captura de pantalla de cartografía para problemas nivel de acceso. 15

Figura 4-2. Datos preoptimización del emplazamiento 1. 16

Figura 4-3 . Datos preoptimización del emplazamiento 7. 16

Figura 4-4. Datos preoptimizción del emplazamiento 18. 17

Figura 4-5. Análisis de datos tras optimización del emplazamiento 1. 18

Figura 4-6. Análisis de datos tras optmización del emplazamiento 7. 18

Figura 4-7. Análisis de datos tras optimzación del emplazamiento 18. 19

Figura 4-8. Datos generales de la BSC tras la optimización de nivel de acceso. 20

Figura 4-9. Ejemplo de esquema básico de una estación Base. 21

Figura 4-10. Captura de pantalla de cartografía para problemas de Frequency Hopping. 23

Figura 4-11. HO 2G – 2G datos preoptimización del emplazamiento 14. 24

Figura 4-12.CDR datos preoptimización del emplazamiento 14. 24

Figura 4-13.HO 2G – 2G datos preoptimización del emplazamiento 22. 25

Figura 4-14. CDR datos preoptimización del emplazamiento 22. 25

Figura 4-15. Análisis de datos HO 2G–2G tras optimización en el emplazamiento 14. 26

Figura 4-16. Análisis de datos CDR tras optimización en el emplazamiento 14. 26

Figura 4-17. Análisis de datos HO 2G–2G tras optimización en el emplazamiento 22. 27

Figura 4-18.Análisis de datos CDR tras optimización en el emplazamiento 22. 27

Figura 4-19.Datos generales de la BSC tras la optimización de Frequency Hopping. 28

Figura 4-20. Solapamiento de coberturas ideales. 30

Figura 4-21.Captura de pantalla de cartografía para problemas de Radiolink Timeout. 31

Figura 4-22. Éxito HO 2G–2G de emplazamientos rurales. 31

Figura 4-23. CDR de emplazamientos rurales. 32

Figura 4-24. Análisis de datos HO 2G–2G tras optimización en los emplazamientos 15 y 19. 33

Figura 4-25. Análisis de datos CDR tras optimización en los emplazamientos 15 y 19. 33

Figura 4-26. Metodología de asignación de vecinas. Captura 1. Software de gestión Alcatel – Lucent. 34

Figura 4-27. Metodología de asignación de vecinas. Captura 2 Software de gestión Alcatel – Lucent. 35

Figura 4-28. Metodología de asignación de vecinas. Captura 3 Software de gestión Alcatel – Lucent. 36

Figura 4-29. Datos generales HO 2G–2G BSC Alcatel tras plan de vecinas. 38

Figura 4-30. Resultados finales de HO 2G–2G en la BSC Alcatel a lo largo del tiempo. 42

Figura 4-31. Interferencias en Banda 4 y 5. 46

Figura 4-32. Éxito de HO a lo largo del tiempo en tanto por cien. 46

Figura 4-33. Canales lógicos en telefonía móvil [12]. 47

Figura 4-34. SDCCH FAIL SITE 1. 50

Figura 4-35. Flujo de información entre Nodoss 3G y RNC. 52

Figura 4-36. Accesibilidad de datos en las RNC tras la optimización. 54

Figura 4-37. Accesibilidad de voz en las RNC tras la optimización. 54

Figura 5-1. Accesibilidad final 2G voz RNC Malabo. 55

Figura 5-2. Accesibilidad final 2G datos RNC Malabo. 56

Figura 5-3. Accesibilidad final 3G voz RNC Bioko. 56

Figura 5-4. Accesibilidad final 3G datos RNC Bioko. 57

1

1 INTRODUCCIÓN

1.1 Motivación

Tras finalizar el periodo estudiantil y comenzar con los primeros puestos de empleo, me encuentro en la tesitura

de tener que seguir formándome profesionalmente para avanzar con mi carrera personal. Para ello intento

recurrir primeramente a lo estudiado en años anteriores y en nuevos libros para recopilar información que hasta

ahora no había visto.

Como es de esperar, no toda la información se encuentra reflejada en los textos, por lo que me propongo a mí

mismo, comenzar a escribir lo aprendido en este trabajo de fin de grado para que pueda haber constancia en un

futuro de algo distinto y que hasta ahora, no había sido escrito.

El proyecto de optimización ejecutado a lo largo de siete meses, se realizó en gran parte en remoto desde la sede

en España, sin embargo, periódicamente, realizábamos viajes a la ciudad de Malabo en Guinea Ecuatorial, para

comprobar, sin retrasos de datos ni problemas de VPNs, los datos que reportaba la red.

Para llegar al objetivo descrito en el siguiente apartado, me baso en todo lo aprendido a lo largo del proyecto de

optimización de la red, tanto en correos electrónicos recibidos, como en compañeros con los que formábamos

un grupo de cuatro. Este grupo de optimizadores estaba compuesto por un ingeniero responsable, una

optimizadora senior, la cual ha descrito también su punto de vista del proyecto de optimización en su proyecto

de fin de carrera con título “Optimización de una red móvil 2G y 3G en vías de expansión” y dos optimizadores

juniors entre los cuales me encontraba yo.

1.2 Objetivos

Una vez descrita la motivación inicial, el principal objetivo de este trabajo es plasmar y recoger en un documento

los métodos de optimización radio utilizados en la red de telefonía móvil 2G y 3G, con el fin de que pueda ser

comprendido por otra persona que se pueda encontrar en la misma tesitura en la que se encontró un estudiante

de telecomunicaciones. Para ello, valoraremos el problema de valor inicial del que partimos y detallaremos la

problemática de cada caso con las soluciones adaptadas para mejorar o paliar las deficiencias iniciales de la red.

En este procedimiento, nos encontraremos con problemas ajenos a la optimización software, como puede ser

problemas de alimentación eléctrica o problemas hardware, que se podrán ver reflejados en las gráficas

mostradas en los próximos capítulos, además de problemas de permisos y accesos a las herramientas al principio

del proyecto que ocasionaban un mayor tiempo de reacción.

2

2 GENERACIONES DE LA TELEFONÍA MÓVIL

n este capítulo, analizaremos los elementos que componen cada generación. Estudiaremos con que

otros elementos se interconectan y la finalidad que tienen cada uno y en común. Además, haremos una

analogía entre los distintos elementos de cada generación y especificaremos los parámetros y

procedimientos de una red móvil, como pueden ser la asignación de frecuencias, radio búsquedas de abonados

o establecimientos, mantenimiento y finalización de una llamada.

2.1 Primera Generación

Los sistemas celulares de primera generación son sistemas analógicos diseñados en Estados Unidos, Japón y

Europa en los años setenta.

Dichos sistemas poseen dos bandas frecuenciales de trabajo; una para el enlace ascendente y otra para el enlace

descendente. En los comienzos, se utilizaban la banda de los 450 MHz, la cual se hizo insuficiente y por ello se

amplió el número de frecuencias a la banda de 900 MHz.

Cada país, desarrolló su sistema analógico. Estados Unidos desarrolló el sistema Advanced Mobile Phone

Service (AMPS), en el cual se basó el sistema de Reino Unido Access Comunications System (TACS). El Nordic

Advanced Mobile System (NMTS) en los países escandinavos y el Nippon Advanced Mobile Telephone Service

(NAMTS) en Japón. [1]

Aunque todos estos sistemas se basen en modulación analógica y señalización digital, son sistemas

incompatibles entre sí, ya que utilizan frecuencias distintas para los enlaces de comunicaciones y por tanto se

necesita un tipo de terminal para cada sistema. Es por ello, que la primera generación de telefonía móvil estaba

abocada a la extinción, dando paso a los sistemas de segunda Generación.

En Guinea Ecuatorial esta primera generación se encuentra en desuso, por lo que únicamente a continuación se

nombran las características más relevantes para dejar paso a los sistemas de 2G y 3G que se encuentran en el

país.

Tabla 2-1. Diferencias entre redes móviles de primera generación

Sistema AMPS TACS NMTS NAMTS

Enlace Ascendente 824-849 MHz 872-905 MHz 890-915 MHz 925-940 MHz

Enlace Descendente 869-894 MHz 917-950 MHz 935-960 MHz 870-885 MHz

Δω/canal 30 kHz 25 kHz 12,5 kHz 25 kHz

Nº de Canales 832 1320 1999 600

Modulación FM FM FM FM

Desv. Frec. 12 kHz 9,5 kHz 5 kHz 5 kHz

Señalización FSK FSK FSK FSK

E

3 Optimización de red móvil 2G y 3G en Guinea Ecuatorial

2.1.1 Arquitectura del sistema TACS

Los elementos que aparecen en la siguiente figura son los elementos que componen el sistema TACS. Cada uno

de ellos tiene una finalidad concreta y se comunican mediante los enlaces de señalización y control de manera

digital. En la figura, se observa como hay una división entre el sistema de comunicaciones o red fija, y los

elementos que componen la interfaz aire, encargada de encontrar, comunicar y señalizar a las estaciones móviles

(MS) .

Figura 2-1. Elementos que componen la arquitectura TAC [1].

- OMC: Centro de Operación y Mantenimiento, es el centro que realiza funciones de supervisión y

gestión de red donde se ubican los OSS encargados tanto en los aspectos técnicos como administrativos

de la red.

- MSC: Centro de Conmutación Móvil, realiza las funciones propias de una red fija. Encaminamientos

hacia/desde la PSTN y dispone de bases de datos denominados HLR y VLR. Los enlaces de

señalización con la red PSTN, las BS y las RSU son de 2 Mbit/s. Los encaminamientos entre MSC, BS

y PSTN deben hacerse mediante diversidad de rutas, para garantizar una mayor seguridad.

- HLR: Registro de localización local, no es más que un registro dentro de la MSC que contiene los datos

de los abonados finales asignados a cada MSC. Contiene, entre otros, el teléfono del abonado,

identificación de terminal, etc.

- VLR: Registro de localización visitante, es el segundo registro de la MSC que contiene los datos de los

móviles transeúntes en otras MSC distintas a la habitual del abonado porque se ha desplazado a lo largo

de la zona de cobertura de la red.

- BS: Estaciones base, son los emplazamientos que contienen los elementos para poder radiar en el

interfaz aire.

- MS: Estaciones móviles, son los móviles de los abonados.

- PS: Estaciones portables, estaciones móviles que se utilizan para abarcar una zona donde se estudia una

posible congestión de red durante un determinado tiempo o evento.

- RSU: Unidad de conmutación remota, permite la conmutación y gestión de las BS.

Generaciones de la telefonía móvil

4

4

2.2 Segunda Generación, GSM

Como anunciábamos al comienzo, la primera generación carecía de un estándar con el que se pudieran conectar

los terminales móviles de las distintas generaciones. Es por ello, que la primera generación pronto dejó de usarse

y se pasó a la segunda generación.

El sistema GSM (Global System for Mobile Communications) fue el primer estándar implantado con el que se

lograba esta interconexión dentro del marco Europeo y posteriormente de forma mundial. Con él, se lograron

muchos cambios en la concepción, diseño y explotación de los sistemas de telefonía móvil.

Su implantación coincidió con el fin del monopolio de las empresas de telefonía móvil, por lo que se generaron

muchísima competencia y por tanto esto ayudó al estudio y desarrollo del sistema.

La expansión mundial que tuvo fue gracias a la fundación del Memorandum of Understanting (MoU), que no

es más que una fundación de los operadores de redes GSM donde acordaban la itinerancia internacional entre

ellos, por lo que, cualquier operador que se afiliase al MoU podía tener dicha itinerancia.

2.2.1 Especificaciones del Sistema GSM

El sistema GSM tiene asociada dos bandas de frecuencias que posteriormente se vieron extendidas en el sistema

E-GSM. Inicialmente, se establecieron las frecuencias comprendidas entre 890 – 915 MHz para el enlace

ascendente, y las comprendidas entre 935 – 960 MHz para el enlace descendente. La elección de frecuencias

para el tipo de enlace no es arbitraria, ya que según la ecuación de Friis, a mayor frecuencia, mayores pérdidas.

Por otro lado, como la zona de cobertura siempre la limita el enlace ascendente debido a la potencia de los MS

(máximo de 1W) frente a los 50 W que emiten las estaciones base, se utilizan los enlaces ascendentes con

menores pérdidas para mejorar los vanos de cobertura.

La separación de los canales es de 200 kHz, y la separación entre enlaces ascendentes y descendentes es de 45

MHz, usando una modulación GMSK y una relación de protección cocanal de Rp = 9 dB, es decir, la C/I mínima

necesaria entre celdas cocanales.

Además, se utiliza una técnica de acceso múltiple TDMA de banda estrecha con 8 intervalos de tiempo por

trama, cada intervalo de duración 0,577 ms. Cada trama comprende 8 canales físicos que transportan los lógicos

de tráfico y los de señalización asociadas al canal, todo ello con retardo máximo admisible de 223 μs.

Los canales de tráfico están divididos en dos, tráfico de voz y tráfico de datos, cada uno con una velocidad

diferente. En los canales de voz tenemos las velocidades de 13 kbit/s y 6,5 kbit/s para la velocidad total y

velocidad mitad respectivamente. Por otro lado, para los de tráfico se admiten velocidades de 2,4, 4,8 y 9,6

kbit/s.

En los antiguos terminales usados para GSM, los móviles no tenían capacidad de decisión ninguna debido a la

tecnología que tenían integrada, es por ello que la BSC será la encargada de efectuar todas las decisiones de los

móviles que están conectados a las estaciones base que administran. Para tomar las distintas decisiones, el móvil

debe medir la pérdida básica de propagación y tener en cuenta los múltiples desvanecimientos, retrasos, etc. El

móvil tendrá que enviar mediante los distintos canales de control las medidas realizadas y posteriormente actuar

en función a las medidas que haya decidido la BSC.

Aunque realmente lo que hace más valioso del sistema es la interconexión entre sistemas o la localización de los

terminales, la movilidad del móvil que proporciona el sistema tiene que ser compaginando la radio búsqueda

con los traspasos entre celdas cuando el móvil está tanto en reposo Idle o en llamada. El método del traspaso se

basa en el control de ambos enlaces, tanto ascendente como descendente, así el móvil supervisa el nivel de

calidad de la señal que le llega desde la estación base de las células vecinas, y a su vez, la estación base supervisa

el nivel y calidad de la señal ascendente de cada móvil. Estas mediciones de RF hacen que la BSC decida en

función de la cobertura y de la interferencia si el móvil debe cambiar a una célula vecina. Habría que detallar

que estos traspasos no deben darse únicamente debido al movimiento del móvil, sino también por un aumento

de pérdidas debido a un desvanecimiento plano o incluso para intentar descongestionar alguna BS debido al

tráfico ocasional [2].


Figura 2-2. Arquitectura Sistema GSM. Figura tomada de la asignatura “Estructura y Protocolos de Redes

Públicas” de la Escuela superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla.

2.2.2 Arquitectura del sistema GSM

Aunque el sistema de segunda generación sea muy avanzando respecto al de primera, la arquitectura de los

sistemas no se han modificado tanto entre sí. En la arquitectura del sistema GSM se suele hablar de interfaces y

unidades funcionales. Las unidades funcionales son los elementos que llevan a cabo un determinado número de

tareas del sistema, y las interfaces son las fronteras de separación entre las unidades. Concretamente, se detallan

cuatro unidades funcionales y dos interfaces [3].

1. Estación móvil (MS)

2. Subsistema de estación base (BSS)

3. Subsistema de conmutación de red (NSS)

4. Subsistema de operación y mantenimiento (MNS)

Tal y como sus nombres indican, las estaciones móviles son todos los terminales de los abonados. El subsistema

de estación base son todos los elementos que actúan en la función radio y que permiten la conexión entre los

MS y las estaciones. Por último, el subsistema de conmutación de red coincide con los sistemas de telefonía fija

y el subsistema de operación y mantenimiento es el encargado de la gestión de tanto la red fija como móvil.

En la siguiente figura, vemos de manera visual la arquitectura que se detallará a continuación.

2.2.2.1 Estación móvil (MS)

Toda estación móvil se compone de cuatro elementos fundamentales. El terminal móvil (MT), la tarjeta SIM

(Subscriber Identity Module), el adaptador de terminal (TA) y por último el equipo terminal de datos (TE). Cada

uno realiza unas funciones específicas, pero en su conjunto, su función final es el acceso a la red GSM a través

de la interfaz radio además de crear una interfaz de usuario para el abonado. Por tanto, decir estación móvil y

terminal móvil es completamente distinto ya que una es parte de la otra.

Para que un terminal sea completamente funcional debe incluir una tarjeta SIM; identificador del abonado dentro

del operador. Sin ella, el abonado no puede ser controlado por la red y por tanto tiene bloqueado todo tipo de

servicios, salvo las llamadas de emergencias, no tarificadas.

La tarjeta SIM contiene diferentes tipos de información, tanto del abonado, como de la red o las claves PIN

(Personal Identity Number) y PUK (Personal Unblocking Key) y se aloja en el lector de tarjetas SIM del terminal

móvil. La posibilidad de cambiar de SIM permite al abonado la posibilidad de cambiar de operador de red sin

la necesidad de cambiar de terminal móvil.

El adaptador de terminal es un elemento que permite la conexión del terminal móvil con un equipo terminal de

datos, normalmente incluido en el terminal móvil.


6

6

2.2.2.2 Subsistema de estación base (BSS)

Este subsistema agrupa todos los elementos implicados en la interfaz radio salvo las estaciones móviles. Dicho

subsistema está compuesto por las estaciones base (BTS) y las controladoras de dichas estaciones (BSC). El

subsistema de estación base está comprendido entre la interfaz radio o Um y la interfaz A. Tal y como ocurre en

los sistemas de primera generación, las BSC o controladoras, contienen numerosas estaciones base. El número

de BTS contenidas en una misma BSC está determinado por la capacidad de los equipos de la BSC.

Las BTS son las Estaciones Bases de Transmisión que contienen los dispositivos necesarios para la transmisión,

recepción radio y antenas. Cada BTS contiene entre uno y doce TRX (transceiver), normalmente son cuatro los

transceptores incluidos en cada BTS donde cada uno de ellos opera a una frecuencia distinta asignadas por el

operador GSM.

El método del freccuency hopping o salto de frecuencia no es más que un juego de TRXs. Cada estación o célula,

emite en una misma frecuencia durante un tiempo determinado o salto de reloj. El salto de frecuencia ocurre

cuando en varios canales se comparten el uso de varios TRXs de manera que no se solapen en el tiempo y cada

canal comience a trabajar el siguiente en otra frecuencia totalmente distinta. Además, el salto entre TRXs no es

organizado, sino aleatorio, lo que hace que el freccuency hopping sea un método muy eficaz en cuanto a

protección de interferencias y codificación de canal. Esta técnica será mejor descrita en capítulos anteriores

donde se verán diferentes comportamientos dentro de una misma zona de cobertura.

Por último, las BSC son las Controladoras de Estaciones Base las cuales se encargan de administrar los recursos

radios en remoto mediante las tarjetas RRU (Radio Remote Unit) que tienen las células de cada estación. Como

hemos dicho, una misma BSC está conectada por un lado con varias BTS y por otro lado con un elemento de

conmutación de la red fija MSC, cruzando así la interfaz A de la arquitectura de GSM.

2.2.2.3 Subsistema de red y conmutación (NSS)

Es el subsistema más homólogo a una central de redes de telefonía fija. Este subsistema está compuesto por los

elementos capaces de administrar, gestionar y conmutar las llamadas dentro y fuera de una misma red (en

función de si el número destino pertenece a otro operador distinto al del número origen). Entre sus funciones,

las principales son:

- Control de llamada: Identificación de llamada, búsqueda del número destino, señalización para la

gestión de canales tanto para el establecimiento de la llamada como para su desconexión, en las

interfaces A y Um.

- Tarificación: Información de cobros de una llamada; números y abonado a los que llama, hora y

duración de la llamada. Toda la información es transferida al centro de facturación.

- Gestión de movilidad y administración de datos del suscriptor: Mantiene la movilidad permanente, tanto

en reposo como en llamada, de los abonados dentro de la cobertura de la red. Almacenamiento

permanente de datos en el HLR y temporal en el VLR.


2.2.3 Establecimiento y control de las comunicaciones

En este apartado, estudiaremos los procedimientos de comunicaciones entre los MS de los abonados.

2.2.3.1 Inicialización y registro

Tras encender el dispositivo móvil o perder la cobertura de la red, el MS debe realizar una medida de RF para

obtener el canal que llega con mayor potencia. Una vez realizada dicha medida, el MS debe mandar una petición

de conexión a la MSC, la cual debe verificar que el abonado está dado de alta en su sistema con los códigos

IMSI y ESN, que son los códigos de identificación del móvil y el número de serie respectivamente, los cuales

fueron enviados en la petición de conexión del MS.

2.2.3.2 Permancencia o Idle

Durante la permanencia de la conexión en estado Idle, la MSC y la MS se comunican continuamente para

almacenar la localización del MS. Esta localización se guarda en los registros HLR o VLR según proceda, y en

el caso de que sea un MS transeúnte en una nueva MSC, se avisa al HLR de la MSC a la cual pertenece el MS

originalmente. Así, para garantizar la permanecía de la conexión, se utiliza uno de los veintiún canales

reservados a control, en el cuál el móvil mide constantemente el nivel de RF que le llega. Los canales usados

son FOCC (Foward Control Channel) para la comunicación “hacia delante” en sentido estación - móvil y

RECC (Reverse Control Channel) para la comunicación en sentido móvil – estación. Así pues, si el MS recibe

el canal FOCC por debajo de un determinado umbral de potencia, se reinicia el proceso de registro y se vuelve

a buscar un nuevo canal FOCC que llegue con más potencia al móvil.

2.2.3.3 Activación

Tanto como si el MS recibe o emite la llamada, éste debe analizar el canal FOCC para conocer si hay disponibles

canales RECC para transmitir a la estación. En este punto, tendríamos dos opciones; no hay canales disponibles,

es decir, la llamada no podría emitirse, o sí existen canales disponibles, por lo que la MS debe realizar de nuevo

el proceso de registro para validar que las informaciones de los IMSI y ESN son correctas y poder asignar un

canal de tráfico TCH.

2.2.3.4 Conversación

Una vez se consigue encontrar el destinatario, se activa el altavoz del mismo y se alerta al otro abonado con unos

tonos antes de que se acepte la llamada. Una vez aceptada la llamada por el destinatario, se consolidan todos los

canales usados y se puede establecer la comunicación, mientras que la BS y la MSC realizan un control

permanente para controlar el tiempo de llamada, asegurar la calidad de la señal, optimizar la potencia,

tarificación... En el momento en el que la llamada baje de unos umbrales de calidad, se le comunica al MS y se

queda a la espera de que conteste. Si el MS no consigue responder, se liberan la llamada y por tanto todos los

canales usados.

2.2.3.5 Liberación

Una vez que uno de los abonados corte la llamada, el móvil envía un mensaje a la MSC la cual desconectará

todos los enlaces y canales utilizados y el móvil pasará al modo Idle.


8

8

Figura 2-3. Arquitectura sistema 3G. Figura tomada de la asignatura “Estructura y Protocolos de Redes Públicas”

de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla.

2.3 Tercera Generación, 3G

La tercera generación es la actualización de las redes 2G y 2,5G para conseguir una velocidad de internet más

rápida a través de comunicaciones de banda ancha además de añadir servicios a los sistemas de telefonía móvil

como los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) o las Videoconferencias.Especificaciones del Sistema

GSM.

2.3.1 Especificaciones del Sistema 3G

El sistema 3G nace de la estandarización demandada por la ITU (International Telecommunication Union) a

través del IMT-2000. Tras esta demanda, se presentaron multiples propuestas para establecer el estándar basadas

en en la tecnología CDMA (acceso multiple por division de código). La UMTS es el estándar propuesto por la

ETSI (European Telecommunications Standards Institute).

Dentro del mismo sistema 3G, existen distintas versions o releases que incluyen mejoras del sistema donde se

comenzaron a transmitir velocidades desde 64 Kbps hasta 2Mbps.

2.3.2 Arquitectura del Sistema 3G

Además de todas las mejoras realizadas en la evolución de los sistemas, existe un claro objetivo entre todas las

arquitecturas y este es la compatibilidad entre todas ellas. Por ello, la arquitectura del Sistema 3G debe tener

conexiones directas con los elementos de la arquitectura 2G que se ven en la siguiente.

De manera simplificada, se pueden separar tres elementos claramente definidos que son:

- Terminal de Usuario (UE): Elementos que component el terminal final de l abonado.

- UTRAN (UMTS): Es la interfaz radio del Sistema 3G que garantiza la conexión entre los abonados y

la red de telefonía conmutada.

- Red Core: Red fija de la red que interconecta distintas UTRANs y/o redes fijas.

9

3 RED MÓVIL ECUATOGUINEANA. HERRAMIENTAS DE OPTIMIZACIÓN Y GESTIÓN

na vez descritos los principales elementos que componen una red de telefonía móvil que deben tenerse

en cuenta para que funcione correctamente, pasamos a describir las actuaciones que se realizaron sobre

la red y el impacto que tuvieron. Para ello, debemos tener claro que hay dos tipos de optimizaciones, y

que optimizar no implica totalmente mejorar la percepción del cliente.

Durante el proyecto, se realizaron tanto optimizaciones de software como físicas. La optimización física no es

más que aumentar la capacidad y mejorar el rendimiento de la red colocando nuevos equipos o reparando los

equipos caídos. Así, la integración de nuevas estaciones base está dentro de la optimización física.

Claramente, la optimización física debe ir de la mano con la optimización de software. La optimización software

es la optimización que más predomina en la mayoría de proyectos ya que tiene un menor impacto monetario a

la hora de optimizar. Dicha optimización es el ajuste de los parámetros de los equipos ya sea de forma local o

en remota.

La mayoría de los problemas que vamos a estudiar se deben a un mal mantenimiento de la red ya que se copiaron

las configuraciones de las estaciones base en la mayoría de los emplazamientos, lo que originó numerosos

problemas de enfrentamiento radio entre emplazamientos próximos entre sí.

Para abordar esta sección, se describirán los problemas encontrados con su posterior optimización, detallando

incluso cuando sea posible, los datos de la red antes y después del ajuste y analizando la repercusión en la red.

3.1 Estado inicial

Antes de comenzar, hay que detallar la diferencia entre la optimización de KPIs (Key Performance Indicator) y

la percepción del cliente. Aunque ambos detallan la calidad de la red, no tienen por qué medir la misma calidad.

El ejemplo más claro es el de la potencia de la red.

Si una estación radia con muy baja potencia, nos aseguramos de que solo se conecten los móviles que están muy

cercanos a ella, luego voy a reducir la probabilidad de que un dispositivo se caiga en la comunicación. Sin

embargo, realmente estoy perdiendo zona de cobertura en la que no necesariamente debe haber problemas, y

por tanto, el cliente puede percibir que no tiene cobertura ya sea en cualquier espacio libre, o peor aún, dentro

de su casa.

Es por ello que debe haber un compromiso entre las estadísticas de los KPIs y la percepción del cliente. De nada

sirve tener un éxito rotundo en las caídas de los móviles cuando apenas podemos dar servicio a los clientes.

La red en cuestión tiene dos vendors, es decir, tiene dos proveedores de equipos, lo que hace aún más compleja

la optimización ya que deben trabajar en constante armonía teniendo en cuenta que las parametrizaciones no

coinciden unas con otras. Los vendors son Alcatel-Lucent y Huawei, los cuales están ubicados en las ciudades

y en las zonas rurales respectivamente. Realmente, es como si tuviésemos dos redes en una, ya que no hay

continuidad de cobertura en los traspasos de una red a otra, así que nos encontraremos con fronteras

radioeléctricas dentro de un mismo operador.

U

No vayas a creer lo que cuentan del mundo (ni siquiera esto

que te estoy contando) ya te dije que el mundo es incontable.

Mario Benedetti

Red móvil EcuatoGuineana. Herramientas de optimización y Gestión

10

10

Para introducirnos poco a poco en la red, comenzaremos por los KPIs básicos de una red, como las DCR (drop

call rate), éxito de Hand-Over, accesibilidad de la red, etc. Para ello, al comienzo del proyecto se pactó comenzar

por aquellas optimizaciones que degraden los KPIs de la red, pero que sin embargo mejoren la percepción de

los clientes. Esta medida se acordó ya que para notar las mejoras en las estadísticas, es mejor comenzar

“rompiendo” la red y luego “arreglarla” que estar continuamente estropeando las estadísticas.

Tanto en la red de 2G como en la red de 3G existen numerosas carencias de capacidades siendo la red de 3G la

más afectada. En general, la red estaba preparada para que todo el tráfico de datos se volcase sobre la red de 3G,

lo que originaba una congestión enorme teniendo en cuenta que faltaban tarjetas, llamadas Channels Elements

(CE). Dichas tarjetas se encargan de la capacidad de demodulación del canal de los NodeB. Las tarjetas CEs

deben ser capaces de soportar tanto el tráfico de subida como de bajada, cuantas más tarjetas soporte una estación

de 3G, mayor será la capacidad de demodulación de las estaciones.

A todo ello, se le suma el problema del nivel de acceso y la falta de vecindades tanto en 2G2G, 3G2G y 3G3G,

lo que contribuía a una red con unos clientes acotados en unas zonas muy próximas a las estaciones y muy

estáticos. Así pues, el estado inicial de la red era pésimo en muchos de los aspectos de optimización pero con

cualquier mínima mejora, obtendremos resultados muy favorables tanto en Alcatel como en Huawei, por lo que

cumpliremos fácilmente con las expectativas impuestas por el cliente.

3.2 Herramientas de optimización

Para poder gestionar la red que tenemos entre manos, es necesario utilizar las herramientas de optimización

proporcionadas por cada vendor. En este caso, mostraremos capturas de pantallas de los sistemas de gestión de

Alcatel – Lucent, ya que el sistema de Huawei es un sistema más orientado a scripts a través de consolas de

comandos [4].

Para poder optimizar la red de 2G, utilizamos el sistema Centro de Operación y Mantenimiento (OMC) junto

con la herramienta Network Performance Operation (NPO), los cuales nos darán la mayor visibilidad de la red.

Con dichas herramientas se tiene un control total sobre la red, pudiendo realizar un gran abanico de acciones,

desde sacar un simple export de una estación base o de toda la red, hasta poder cargar configuraciones en remoto

en cada emplazamiento, apagarlos o resetearlos [5].

3.2.1 Centro de Operación y Mantenimiento (OMC)

El Centro de Operación y Mantenimiento es la base de datos de la Radio Access Network (RAN) que está

compuesto por el administrador de red, Network Manager (NM) para la supervision de red, alarmas,

transmission y administración de software, más el Optimizador de rendimiento de la red (NPO), para el ajuste

de la red radio y el seguimiento de QoS de la red sobre el usuario.

Figura 3-1 . Arquitectura del Centro de Operación y Mantenimiento (OMC) [4]


Las operaciones disponibles en la pantalla principal del OMC se ven reflejadas en la siguiente captura, donde

podemos observar como tenemos distintas funcionalidades, tanto para las operaciones de red como para la

exportación de datos tal y como hemos comentado.

Figura 3-2. Captura de pantalla. Pantalla principal del OMC. Software de gestión Alcatel – Lucent.

De todas las opciones disponibles mostradas, las más utilizadas o importantes para una optimización fina sobre

la red son las recuadradas en rojo. De izquierda a derecha y de arriba abajo, tenemos:

- Radio Network (RNUSM): Conjunto de herramientas que, por excelencia, son las utilizadas tanto para

cargar configuraciones sobre la red como para ver el estado actual de cada elemento que compone la

red 2G y 3G. Podemos ver capturas de pantalla de estas herramientas en el apartado 4.4. Neighbors,

donde explicamos la manera de añadir vecindades a una estación base.

- NPO Analysis Desktop: Conjunto de herramientas para poder generar diagramas y gráficas online sobre

los datos que genera la herramienta NPO Data Management.

- NPO Data Management: Base de datos bruta online del estado de la red. Contiene todas las

parametrizaciones, y datos generados a nivel de BSS, BSC y NodeB, RNC para consultar de manera

online.

- NPO Import/Export Management: Herramienta para poder exportar la base de datos generada por el

apartado anterior. Herramienta muy útil para poder tratar los datos posteriormente y poder ser

presentados de una manera más amigable a la vista.

- Historical Alarms (FM): Herramienta que contiene todo el histórico de alarmas generadas por cada

estación base, ya sean alarmas leves o críticas, además de mostrar las alarmas actuales.

Figura 3-3. Captura de pantalla. Operaciones disponibles a editar de una estación base desde el RNUSM.

Software de gestión Alcatel – Lucent.

Red móvil EcuatoGuineana. Herramientas de optimización y Gestión

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Figura 3-4. Captura de pantalla. Gráficas generadas a partir de la herramienta NPO Analysis Desktop.

Software de gestión Alcatel – Lucent.

Figura 3-5. Captura de pantalla. Display de listas de alarmas actuales en la red. Software de gestión

Alcatel – Lucent.

13

4 OPTIMIZACIONES Y PARAMETRIZACIONES

4.1 Nivel de acceso

4.1.1 Introducción

En todo sistema que use un canal de comunicaciones bidireccional, tanto los enlaces ascendentes como

descendentes tienen una potencia inicial de transmisión y éstos se ven atenuados por unas pérdidas introducidas

a lo largo del trayecto. Es por ello que se debe de trabajar con un margen de error de potencia para asegurar que

la comunicación bidireccional se mantiene estable y además de forma óptima.

Una comunicación bidireccional óptima se entiende cuando el nivel de potencia que llega al borde de los sectores

es el justo y necesario en ambos enlaces. En los sistemas de comunicaciones móviles, el enlace que siempre

limita el radio de cobertura de las celdas es el enlace ascendente, debido a que la potencia radiada por los móviles

no pueden ser comparables a las potencias de las estaciones base, es decir, en el límite de cobertura un móvil

puede escuchar a la estación pero no puede comunicarse con ella. Por tanto, un sistema de comunicaciones

móviles bidireccional y óptimo será el que transmita con la mínima potencia necesaria y cubra la mayor zona de

cobertura, teniendo en cuenta, que no es necesario cubrir zonas de coberturas más lejanas desde las que el móvil

no puede transmitir.

Cuando una comunicación bidireccional es óptima, se dice que los enlaces ascendentes y descendentes están en

equilibrio, esto quiere decir que las pérdidas máximas de trayecto en el uplink deben ser iguales a las pérdidas

máximas de trayecto en el downlink [6].

4.1.2 Parámetros y factores que influyen

Si estudiamos el sistema entre estaciones base y móviles, se deben de tener en cuenta múltiples factores, puesto

que las potencias y las sensibilidades de TRXs y móviles no son comparables como bien se ha dicho. El sistema

de comunicaciones funcionará bajo la ecuación de Friis [7], donde se tienen en cuenta las potencias radiadas por

los equipos y el sumatorio de pérdidas y ganancias a lo largo del trayecto y de los sistemas, como por ejemplo

atenuaciones debidas a cables y conectores.

Para calcular las pérdidas máximas en cada uno de los trayectos atenderemos al estudio de las dos siguientes

ecuaciones, las cuales deben de tener el mismo valor cuando el sistema de comunicaciones sea óptimo.

𝑀𝐷𝑤𝐿𝑜𝑠𝑠 = 𝑃𝑤𝑟𝑇𝑅𝑋 − ∑𝐵𝑇𝑆𝑆𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚𝐿𝑜𝑠𝑠 + 𝐵𝑇𝑆𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑛𝑎𝐺𝑎𝑖𝑛 + 𝑀𝑆𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑛𝑎𝐺𝑎𝑖𝑛 − ∑𝑀𝑆𝑆𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚𝐿𝑜𝑠𝑠 − 𝐻𝑢𝑚𝑎𝑛𝐵𝑜𝑑𝑦𝐿𝑜𝑠𝑠 − 𝑀𝑆𝑆𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑦

(4–1)

∎

"Si he logrado ver más lejos, ha sido porque he subido a

hombros de gigantes"

Isaac Newton

Optimizaciones y parametrizaciones

14

14

𝑀𝑈𝑝𝐿𝑜𝑠𝑠 = 𝑀𝑆𝑃𝑤𝑟 − ∑𝑀𝑆𝑆𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚𝐿𝑜𝑠𝑠 + 𝑀𝑆𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑛𝑎𝐺𝑎𝑖𝑛 − 𝐻𝑢𝑚𝑎𝑛𝐵𝑜𝑑𝑦𝐿𝑜𝑠𝑠+ 𝐵𝑇𝑆𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑛𝑎𝐺𝑎𝑖𝑛 + 𝑇𝑀𝐴𝐺𝑎𝑖𝑛 + 𝐷𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑡𝑦𝐺𝑎𝑖𝑛 − ∑𝐵𝑇𝑆𝑆𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚𝐿𝑜𝑠𝑠

(4–2)

∎

Inicialmente, en una red optimizada, si existen problemas de equilibrio de pérdidas es debido a los equipos

hardware. No obstante, y tal y como estudiaremos en el siguiente apartado, en nuestro caso el problema de

equilibrio lo tenemos debido a una mala parametrización software. Los principales problemas que afectan a la

potencia de los enlaces suelen deberse a las distintas frecuencias usadas, ya que varían las pérdidas introducidas

por los equipos:

1. Instalación de alimentadores o de las antenas. Todo equipo en comunicaciones móviles debe ser

conectado con el resto de componentes mediante conectores. Dichos conectores introducen distintas

atenuaciones a distintas frecuencias. Los conectores, introducen más pérdidas a más alta frecuencia, es

decir se producen mayores pérdidas en el canal descendente, cuando la señal aún es fuerte (alrededor

de 30 dBm). Aun así, las señales del canal de subida al ser más débiles (en torno a –80 dBm) suelen

verse más afectadas aunque se les introduzca una menor atenuación.

2. Instalación de equipos amplificadores en la estación base. Típicamente el elemento activo usado se

denomina TMA (Tower Mounted Amplifier) o MHA (Mast Head Amplifier), que no es más que un

amplificador de bajo ruido (LNA). Aunque existen TMA bidireccionales, la instalación del dispositivo

está enfocada en amplificar la señal ascendente, y por tanto la medición de los enlaces aumentan o

disminuyen respecto el uno del otro, por lo que debe tenerse en cuenta este efecto de compensación de

potencias.

3. Problemas hardware, como caídas de equipos, indisponibilidades, etc.

4. Uso de repetidores para obtener una cierta ganancia en los enlaces. Estas ganancias no son las mismas

en los dos enlaces debido a la diferencia de frecuencias, luego suele haber una diferencia entre ambos.

5. Las antenas tienen un distinto tipo de patrones de radiaciones en función de las frecuencias, por ello,

introducen una ganancia distinta en cada enlace.

6. Mala parametrización software. Los amplificadores TMA pueden ser configurados para establecer una

ganancia de señal, pero dicha ganancia suele introducir desequilibrio en los enlaces. Para ello, se deben

amplificar los enlaces que tengan menor potencia e intentar reducir los de máxima potencia para

compensar los desequilibrios. Además, otro de los parámetros software que se pueden modelar es el

nivel mínimo de acceso de la red.

4.1.3 Problemas de acceso en la red EcuatoGuineana

El nivel de acceso de una red es el mínimo nivel de potencia que necesita llegar al MS para que la red admita al

teléfono dentro de la misma. Es decir, cuánto menor es el nivel de acceso, más lejos puede llegar la cobertura en

el enlace descendente estación base móvil.

Hay que tener en cuenta que carece de sentido establecer un nivel de acceso más bajo que el umbral de

sensibilidad de los dispositivos móviles, por ello debe haber un compromiso entre calidades de señales y zonas

de cobertura, pues cuanto más bajo es el nivel, más lejos pueden acceder los dispositivos a costa de una peor

calidad de señal.

Una de las principales quejas de los clientes es que apenas tienen cobertura dentro de sus casas, y se ven

obligados a tener que salir a la calle para poder llamar o recibir llamadas. La atenuación introducida por los

edificios es suficiente para que la señal que llega a los MS sea menor que la necesaria establecida por la red.

La red inicialmente tiene ajustado un nivel de acceso muy restrictivo y por tanto exigimos al cliente estar cerca

de las estaciones o tener una casi visión directa con las mismas. El nivel inicial era de -100 dBm, que si bien es

bajo, no era suficiente en ninguna tecnología.


Como medida preventiva y para estudiar el comportamiento de la red, se estudia una zona de cobertura donde

exista una gran demanda de tráfico en zonas alejadas de las estaciones, como es el caso de estaciones costeras o

que colindan con zonas rurales.

La siguiente imagen, muestra la orientación y ubicación de los tres emplazamientos piloto a los que hacemos

referencia, además de otros que cubren la zona pero que por distancias y debido a que el emplazamiento uno se

encuentra a mitad de camino, tienen una menor repercusión sobre esta zona a optimizar.

Figura 4-1. Captura de pantalla de cartografía para problemas nivel de acceso.

El nombre de los sectores lo designan la orientación, comenzando en cero grados y en sentido horario, el primer

sector será el uno, el segundo sector el dos, etc. Además los colores de cada orientación designan la tecnología

instalada. Las orientaciones azules son sectores de G900 (GSM en frecuencia 900 MHz), los amarillos de G1800

(DCS o GSM en frecuencia 1800 MHz) y los rojos de U2100 (UMTS o 3G en frecuencia de 2100 MHz), y el

tamaño de los mismos representan, de mayor a menor, el alcance de cobertura de cada uno.

En las siguientes gráficas se muestran el estado de las estaciones antes de realizar la modificación. Las

fluctuaciones que aparecen en los datos a lo largo de los días se deben a la ubicación de los emplazamientos y a

la demanda de la red por parte del usuario, ya que si suponemos que una estación está localizada en una zona de

oficinas, tendrá un comportamiento distinto en los días laborables respecto a los fines de semanas o festivos.

Las siguientes gráficas muestran, en una ventana previa a la optimización, el éxito de asignación de canal de

tráfico (RTCH Assign Success) frente al porcentaje en tanto por cien de los fallos radio. La nomenclatura

utilizada para definir a cada sector es “emplazamiento_sector” es decir, S1_1 significa sector uno del

emplazamiento uno.


16

16

Figura 4-2. Datos preoptimización del emplazamiento 1.

Figura 4-3 . Datos preoptimización del emplazamiento 7.


Figura 4-4. Datos preoptimizción del emplazamiento 18.

4.1.4 Propuestas y resultados

En los tres emplazamientos se modificó el nivel de acceso desde -95 dBm a -105 dBm. Esta modificación se

estableció tanto en 2G como en 3G y tiene una doble repercusión, ya que al aumentar el rango de cobertura de

la red, empobrecemos los KPIs a costa de mejorar la percepción de cliente tal y como ya se ha explicado. Esta

modificación origina que al tener mayor cobertura, recibiremos mayores peticiones de los clientes y por tanto

congestionaremos más las estaciones, aumentaremos las probabilidades de caídas al trabajar con niveles de

potencias más bajos, la tasa de fallos de HO etc, que estarán reflejados en capítulos posteriores. No obstante, se

realizó una parametrización provisionalmente en las estaciones uno, siete y dieciocho mostradas anteriormente

para comprobar que el resultado sería positivo y realmente obtuvimos unos resultados muy favorables.

Los emplazamientos fueron elegidos porque están en una zona rural y apuntando a zonas urbanas, cerca de un

aeropuerto y además algunos sectores apuntan a la costa, donde la zona de cobertura se extiende al no haber

obstáculos de por medio.

Tras la modificación de los tres emplazamientos conseguimos un aumento de 15.000 llamadas iniciadas

aproximadamente al día, lo cual viene a demostrar que con la nueva parametrización estas estaciones son capaces

llegar más lejos que antes.

Además, se estudió el impacto de este aumento de tráfico y se concluye que la congestión causada tras la

parametrización no es significante frente a los beneficios que se generan y la tasa de caídas no aumenta

drásticamente frente al gran número de nuevas llamadas iniciadas, por lo que la parametrización se puede

extender con éxito al resto de sites.

Para poder realizar una comparación correcta, se establece unos datos pre con una ventana de siete días anteriores

a la modificación y una ventana de datos post con otros siete días, separadas por una barra vertical, de manera

que podamos comparar el día de cada semana entre distintas semanas.


18

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Figura 4-5. Análisis de datos tras optimización del emplazamiento 1.

Figura 4-6. Análisis de datos tras optmización del emplazamiento 7.


Figura 4-7. Análisis de datos tras optimzación del emplazamiento 18.

Como se puede observar, la respuesta es distinta en cada emplazamiento, incluso para cada sector dentro de un

mismo emplazamiento. Se puede concluir que el sector 1_1 ha sido el más beneficiado de la parametrización

mientras que el sector 7_2 ha sufrido una mayor pérdida de tasa de caídas frente al inapreciable aumento

llamadas iniciadas. La justificación para esta degradación es que el sector dos del emplazamiento siete cubre

una zona forestal donde el aumento de nivel de acceso permite llegar mucho más lejos que en una zona urbana

y es por ello por lo que el aumento de asignación de canales de tráfico no es apreciable frente al aumento de los

fallos de establecimiento RTCH. Dicho aumento de fallos, como se ha comentado, se debe a que existe una

mayor probabilidad de caídas al cubrir zonas más alejadas

No obstante, hay que destacar que, al aplicar la misma parametrización para todos los emplazamientos, la

asignación de llamadas de los tres emplazamientos pilotos puede bajar, ya que la asignación se puede dar en un

mayor abanico de posibles emplazamientos al tener la red, en general, más cobertura.

Aun así, y como muestra la siguiente gráfica, también podemos observar el aumento de Erlangs en los canales

de tráfico TCH. Al completar el aumento del nivel de acceso el 30 de junio a todos los emplazamientos, el tráfico

total de la BSC de Alcatel aumenta en unos dos mil Erlangs diarios, lo que conlleva una importante tarificación

por parte de la empresa sin invertir dinero previo.


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Figura 4-8. Datos generales de la BSC tras la optimización de nivel de acceso.

Si analizaramos el desglose de todas las estaciones una por una, todas harían la sumatoria del gráfico mostrado

en la Figura 4-8. Sin embargo, hay que puntualizar que el hecho de que una estación en concreto consiga abarcar

más tráfico, no quiere decir que el tráfico aumentado por esa estación podría haber estado absorbido por otra,

por lo que cuando una estación no aumenta los Erlangs tras la nueva parametrización puede darse por problemas

de congestión (se llega al límite de lo que puede cursar) o por una estabilidad entre el nuevo tráfico de datos que

recoge y del que deja de cubrir. No obstante, los emplazamientos que se situán en los extremos del radio de

cobertura de la red, hacen que el incremento sea muy favorable, aumento de tarificación, sin haber desembolsado

una cantidad ecónomica de dinero previa.

Por motivos de memoria de la BSC, todos los datos que se almacenan son borrados pasado año y medio, por lo

que no ha sido posible comparar los días de la Figura 4-8 con los días del año anterior y poder reflejar que el

aumento de Erlangs a partir del día 30/06/2016 no es algo que ocurre todos los años, por motivos de ubicación

vacacional, sino que es un aumento debido gracias a la nueva parametrización.

Finalmente, se puede concluir que la bajada del nivel mínimo de acceso en la red ha sido un éxito ya que se

incrementa tanto el número de llamadas, como el tráfico de datos en la red de 2G, sin congestionar ninguna

estación y por tanto mejorar el rendimiento de la red sin ningún costo inicial, obteniendo mayores beneficios de

tarificación.


4.2 Freccuency Hopping

4.2.1 Introducción

Todo sistema radiante está conectado a una serie de equipos de transmisión que pueden ser instalados en una

caseta de obra o en el exterior como por ejemplo en la azotea de un edificio. Estos equipos tienen una función

específica y componen lo que se denomina estación base en 2G o NodeB en 3G.

En las instalaciones de la red, los sistemas radiantes se encuentran conectados mediante cables coaxiales o de

fibra óptica a los equipos que están situados dentro de las casetas, y aunque la operadora está instalando remote

radio unit, RRUs, progresivamente detrás de las antenas, la siguiente figura muestra de forma básica los equipos

y componentes que se encuentran dentro de la caseta de telecomunicaciones y que se pueden clasificar en seis

funcionalidades:

Figura 4-9. Ejemplo de esquema básico de una estación Base.

1. Sistemas de seguridad contraincendios e intrusos.

2. Sistemas de refrigeración para mantener una temperatura adecuada dentro del recinto.

3. Sistemas eléctricos tanto de corriente alterna como continua, cuadro de fuerza eléctrico con

correspondiente línea a tierra.

4. Sistemas de soporte de elementos radiantes y transporte de cableado.

5. Sistemas de transmisión y recepción de señales de radiofrecuencia y transmisión por anillo de fibra o

coaxial interconectados a otras estaciones o CORE.

6. Sistemas de procesamiento y control de señales recibidas y transmitidas.

Aunque todos los elementos son muy importantes, en este capítulo nos centraremos en el rack de

telecomunicaciones donde se integran los transceptores de 2G. Estos transceptores pueden ser suplantados por

las RRUs que se colocan detrás de las antenas y son controlados remotamente desde las controladoras situadas

en las casetas, de manera que la conversión a frecuencia intermedia o banda base se produce en el mástil y no

en la estación, evitando mayores pérdidas de alimentación a lo largo del mástil debido a que éstas, dependen de

la frecuencia.

Por tanto, las RRUs hacen la función de combinadores y TRXs a la vez, y su capacidad varía en función del

modelo que se comercialice, en el caso de Huawei, pueden contener hasta cuatro TRXs de 2G, y pueden

alimentar a varias antenas a la vez e incluso permiten dos operadores distintos.


22

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Tal y como se ha explicado, GSM utiliza dos bandas de 25 MHz para transmitir y recibir de manera que ambas

bandas de frecuencia se dividen en canales de 200 kHz, lo que equivalen a 125 canales totales disponibles.

Nuevamente, cada canal es compartido por hasta ocho usuarios usando TDMA los cuales usan un único slot de

tiempo ST por trama y el mismo par de frecuencias ARFCN.

Con la modulación digital binaria GMSK la duración de un bit es de 3,692 ms, es decir, una tasa máxima de

270,833 kbp/s, lo que asigna a cada usuario 33,854 kbp/s. Ahora bien, el estándar GSM transmite a una velocidad

24,7 kbp/s con una duración de trama GSM de 4,615 ms, por tanto, tendremos que cada TS tendrá una duración

de 576,92 𝜇𝑠.

Hablar de TRXs implica hablar de 2G, ya sea en la banda de GSM como DCS, ya que en 3G no existen estos

equipos pues únicamente se transmite y se recibe en un par de frecuencias debido a que el acceso del abonado

se hace mediante distinción de código.

Si nos basamos en un emplazamiento que este sectorizado, lo común es que exista un número determinado de

TRXs por cada sector, y que estos TRXs sea independientes entre sectores. Este número usualmente llega hasta

cuatro TRXs por sector y varía en función de la densidad de tráfico en la zona.

El funcionamiento de un TRX es sencillo, pues cada TRX se divide en ocho timeslots, de los cuales por defecto

uno de ellos se deja para señalización CCH y el resto para canales de tráfico TCH donde se conectan los

abonados. En función de la demanda de tráfico, se puede modificar el número de canales dedicados a la

señalización y al tráfico de usuario.

Por tanto, cada TRX permite hasta ocho abonados a conectarse al canal en su time slots correspondiente,

haciendo uso de la técnica de acceso múltiple TDMA, luego, si cada sector de la estación tiene hasta cuatro

TRXs, podrá admitir a 31 TS para usuarios a la vez por sector siempre que la ubicación del emplazamiento sea

en una zona pobre de carga de señalización.

El método del freccuency hopping [8] es un método usado por primera vez con uso militar y no es más que un

juego de funcionamiento de TRXs y TS. Cada estación o célula, emite y recibe en un juego de frecuencias

durante un tiempo determinado o salto de reloj. Se pueden diferenciar dos tipos de hoppings:

1. Base Band Hopping (BBH), el hopping se realiza con el cambio de funcionamiento de los TRXs, por

lo que es necesario que existan más de un TRX por sector. Hay que distinguir que aunque el hopping

se produzca entre TRXs, la frecuencia en la que se emite el canal BCCH no “hoppea” ya que cuando el

móvil se encuentra en reposo, solo está conectado a los canales BCCH y son estos los encargados de

indicar a los MS de los abonados que se conecten a los canales TCH una vez se establece la

comunicación.

2. Synthesizer Frequency Hopping (SFH), la llamada es conmutada entre TS dentro de un mismo TRX.

Teniendo en cuenta que la trama de GSM es de 4,615 ms, se producirán 217 saltos por segundo (1 / 4,615 ms),

tanto Tx como Rx conocen el patrón que siguen de manera síncrona, de forma que se pueden detallar los

siguientes parámetros principales necesarios para la activación del Frequency Hopping:

1. Mobile Allocation (MA) son las frecuencias a las que el móvil está autorizado a saltar en el freccuency

hopping, de manera que el móvil no podrá conectarse a otro canal que no esté en su lista. El número

máximo por móvil es de 63 frecuencias distintas para saltar.

2. Hopping Sequency Number (HSN) es la secuencia pseudoaleatoria en la que el móvil realizará los

saltos. Se pueden realizar 64 secuencias diferentes de manera que cuando HSN = 0 se ejecutaran saltos

cíclicos y para el resto de valores serán 63 secuencias distintas

3. Mobile Allocation Index Offset (MAIO), en castellano, Desplazamiento del Índice de Asignación

Movil. Determina dentro de la secuencia establecida la frecuencia con la que el móvil comienza a

transmitir, es decir, la primera frecuencia antes de comenzar el frequency hopping.


El Frequency Hopping proporciona tres ventajas sobre un sector que no lo tenga habilitado:

1. Cifra el canal ante intrusos ya que es necesario conocer el patrón de saltos producidos en los TCH o

TRXs, de manera que si se intercepta un canal, solo se detectaran los bits transmitidos en ese canal, pero

no la información completa.

2. Señales muy resistentes al ruido y a la interferencia debido a que toda la información no se transmite en

la misma frecuencia. En dos canales con diferentes HSN pero con la misma lista de frecuencias

permitidas MA coincidirán en frecuencia en 1/n veces, donde n es el número máximo de frecuencias

diferentes permitidas.

3. Si se realiza un espectro ensanchado por salto de frecuencia se puede compartir una banda de frecuencia

con otros tipos de trasmisiones con la mínima interferencia.

4.2.3 Problemas en la red EcuatoGuineana

Observando inicialmente la red y comparando los ajustes que tiene la red al comienzo del proyecto, nos dimos

cuenta de que la mayoría de la estaciones tienen la misma configuración debido a que se realizaban backups y

se restauraban la configuración en otras estaciones.

Esto ocasionaba multitud de problemas de colisiones de frecuencias e identificadores de estaciones que serán

descritos posteriormente, aun así, numerosos parámetros fueron cambiados en distintas estaciones sin

explicación, y en este caso era la desactivación del Frequency Hopping.

La desactivación del FH conlleva el desaprovechamiento de la capacidad total de la estación y por tanto del

rendimiento, además de las ventajas descritas anteriormente. Las estaciones que tenían el FH desactivado en la

modalidad Base Band Hopping con más de un TRX por sector son las estaciones 14, 21 y 22 que se muestran

en la siguiente figura y que cubren una zona densa de tráfico por lo que la opción FH es muy importante estar

habilitada.

Figura 4-10. Captura de pantalla de cartografía para problemas de Frequency Hopping.

Aunque el FH este desactivado, los datos que reportan las estaciones no tienen por qué ser malos, de hecho,

muchas de las estaciones que tienen desactivado el hopping, tienen incluso mejores KPIs que otras estaciones.

Es por ello, que la detección del hopping solo se podía detectar observando la parametrización introducida en la

BSC, donde se indican todas las funcionalidades activadas y desactivadas de las BTS que tiene a su cargo.


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Por tanto, tal y como vamos a observar, la activación del hopping no va a ocasionar grandes mejoras en los KPIs

de la red, debido a que los datos pre–optimización no son necesariamente degradantes. Para ello, volvemos a

comparar los datos pre–optimización con los datos post–optimización y observar los cambios ocasionados.

A modo de ejemplo de varias estaciones con el FH desactivado, vamos a estudiar el comportamiento de las

estaciones 14 y 22, para comparar resultados muy distantes entre sí.

Figura 4-11. HO 2G – 2G datos preoptimización del emplazamiento 14.

Figura 4-12.CDR datos preoptimización del emplazamiento 14.


Figura 4-13.HO 2G – 2G datos preoptimización del emplazamiento 22.

Figura 4-14. CDR datos preoptimización del emplazamiento 22.


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Tras activar la funcionalidad FH en los emplazamientos 14 y 22 y ralizando la comparación con la segunda

quincena del mes, veremos dos comportamientos muy diferentes en los emplazamientos optimizados. Sin

adelantar acontecimientos, una misma parametrización en estaciones muy próxima entre sí, o que compartan

una misma región de cobertura, deben tener respuestas parecidas. El hecho de que esto no ocurra, da lugar a

pensar que hay fallos internos dentro de las estaciones y que por tanto, suelen derivar en fallos hardware como

veremos a continuación.

Figura 4-15. Análisis de datos HO 2G–2G tras optimización en el emplazamiento 14.

Figura 4-16. Análisis de datos CDR tras optimización en el emplazamiento 14.


Figura 4-17. Análisis de datos HO 2G–2G tras optimización en el emplazamiento 22.

Figura 4-18.Análisis de datos CDR tras optimización en el emplazamiento 22.

Tal y como se puede observar en las gráficas anteriores, tenemos dos comportamientos totalmente distintos

dentro de una misma zona de cobertura en cuanto a la tasa de llamadas caídas, aunque quizás lo que más llame

la atención es que ambos emplazamientos comparten valores y respuestas parecidas en cuanto a HO.

Esto se debe a que están fuertemente conectados comunicando la zona mostrada en la Figura 4-10. Captura de

pantalla de cartografía para problemas de Frequency Hopping. Sin embargo, esta conexión ocasiona que si el

HO de una estación comienza a fallar, automáticamente fallaran los HO de las estaciones colindantes tal y como

ocurre en nuestro caso. Cuando esto ocurre, existe un planteamiento sobre cuál es el emplazamiento que

verdaderamente baja los KPIs y por lo tanto es el que está degradando la red.

Observando la Figura 4-15 y la Figura 4-17 ambos emplazamientos degradan el HO 2G – 2G pero esta

degradación realmente se puede producir por ambos emplazamientos o únicamente por uno. Dejando dos días

de margen para comprobar si alguno de los emplazamientos mejora, se observa que es el emplazamiento 22 el

que mejora levemente en el segundo día sin haberle realizado ninguna parametrización por lo que se entiende

que este emplazamiento no tiene ningún problema con la nueva parametrización y la degradación que muestra

se debe al HO que realiza con el emplazamiento 14 que es el que verdaderamente tiene problemas con la nueva

parametrización.


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Si nos fijamos en la gráfica de Call Drop Rate , CDR, en las figuras 4-16 y 4-18 el comportamiento es muy

distinto tras la optimización. En la estación 14 tuvo que volver a la configuración inicial ya que se comenzaron

a tirar más de 1200 llamadas al día y ocasionaba multitud de caídas tanto en el site como en los traspasos a otros

sites. Ver Figura 4-16. Mientras tanto, en el emplazamiento 22, fue el que mejor rendimiento a la optimización

tuvo en cuanto a las llamadas caídas, ver Figura 4-18, es por ello y analizando el resto de estaciones colindantes,

podemos señalar a la estación 14, como la causante del problema de las llamadas caídas y fallos de HO.

Aunque la mejora de los sectores de los emplazamientos optimizados no superó el uno por ciento, el mejor

comportamiento lo obtuvo el sector dos del emplazamiento 22, ya que se consiguió bajar la tasa de llamadas

caídas en un 1,5 %.

La causa de esta diferencia de comportamientos se debe a un TRX en mal estado de los cuatro disponibles en el

sector. Este TRX no consigue hacer su función dentro del patrón HSN establecido y por tanto la llamada se corta

tras un corto periodo de tiempo llamado RadioLink TimeOut. El intento de reconexión falla nuevamente debido

al mismo TRX en mal estado. Luego la optimización necesaria para concluir con el estudio del Frequency

Hopping debe ser la sustitución del TRX en mal estado del sector 5 del emplazamiento 14.

No obstante, entre los emplazamientos optimizados se consigue un decremento de 500 llamadas diarias caídas,

que combinándose con el efecto del nivel de acceso, se puede concluir que hemos aumentado el radio de

cobertura llegando a más clientes y además cayéndose un menor número de llamadas en la red.

Figura 4-19.Datos generales de la BSC tras la optimización de Frequency Hopping.

Por último, se concluye con la parametrización, demostrando que se consigue un aumento de demanda y

rendimiento sin congestión en los emplazamientos. Los emplazamientos como el emplazamiento 14, los cuales

tienen algún TRX en mal estado, quedaran pendiente de activar la función FH a falta de cambiar los TRXs.

El resto de fluctuaciones que se observan en la Figura 4-19, se debe también a la batería de optimizaciones que

se realizan a lo largo del periodo y que se describirán en los posteriores capítulos como el aumento de CDR entre

los días 25/06/2016 en adelante debido al parámetro Radiolink TimeOut que se describe en el siguiente capítulo.


4.3 Radiolink TimeOut

4.3.1 Introducción

Radiolink TimeOut es un parámetro que afecta puramente a la percepción del usuario final y que no perjudica

en gran medida el resto de KPIs de la red 2G y 3G. [9]

El parámetro RLT es un contador que parte de un valor inicial e incrementa o decrementa en función de la

cobertura del MS en ese mismo momento, de manera que tiene un valor máximo y mínimo. El valor máximo es

el establecido por el optimizador y el mínimo es el valor cero. De manera que mientras el contador tenga un

valor superior al mínimo existe la posibilidad de reconexión mientras que el cliente percibe un vacío en la

conversación que todos hemos experimentado alguna vez.

De esta forma, se establece cuánto tiempo pasará desde que se pierde la conexión entre el terminal del cliente y

la red durante una conversación, hasta que se corta la llamada de forma efectiva.

Partiendo del valor inicial impuesto por el optimizador, el contador decrementará en uno siempre que no consiga

decodificar el bloque SACCH y aumentará en dos el valor cuando consiga decodificar el bloque siempre y

cuando no supere el máximo establecido del contador.

Dicho bloque, se transmite completamente en cuatro multitramas de 120 ms, por tanto el periodo de los bloques

SACCH y del incremento o decremento del contador es de 480 ms. De esta manera, al multiplicar el periodo de

los bloques por el valor del contador RLT tendremos el tiempo de espera de reconexión del enlace MS BTS.

Este procedimiento se analiza tanto en el descendente como ascendente, de manera que la BTS controlará su

propio valor RLT para cada móvil conectado gracias al bloque SACCH ascendente.

En definitiva, cuanto menor es el valor del contador, más fácil es llegar a cero y por tanto que la llamada resulte

en caída. Por lo que hay que ajustar un valor con compromiso de mantener o liberar la conexión en función de

la zona en la que se encuentre la conexión.

En áreas con poco tráfico se recomienda establecer el contador entre 52 ~ 62. En áreas con tráfico ligero y

espacios abiertos como zonas rurales se recomienda el contador entre 36 ~ 48. En zonas urbanas con tráfico

denso entre 20 ~ 32 y para picocélulas se recomienda entre 4 ~ 16.

La variación del valor se debe a la necesidad de liberar una conexión debido a la congestión del tráfico o al

aumento de la posibilidad de reconexión en estaciones base donde las caídas de las llamadas son acusadas.


Tal y como se ha comentado, al llegar el contador a cero, el MS o la BTS de la red 2G cortan la llamada de la

estación, de manera que la llamada no se finaliza correctamente y se computa como una llamada caída. A su

vez, este contador es muy útil para la realización de Handovers ya que alargamos la posibilidad del éxito de

traspaso, tanto en la modalidad de Soft-Handover como Hard – Handover que serán descritos en el apartado

4.5 Handovers

Por tanto, los dos parámetros a los que más influye el contador RLT son las DCR y el éxito de Handovers

nuevamente. Sin embargo, quien más percibe estos cambios es el cliente, ya que debe esperar el valor establecido

para que la llamada consiga reconectar o por el contrario sea cortada tanto por la red.

Este procedimiento detallado en 2G también es extensible a la red 3G. En el caso de estar en 3G el temporizador

del RLT es el denominado T313. Cuando el T313 llega a cero el móvil del abonado decide cortar la llamada

debido a que el enlace descendente no puede ser demodulado con fiabilidad.

Para comprenderlo mejor, supongamos el siguiente caso, en el que el abonado se mueve del punto A al punto B

situados ambos en células adyacentes C1 y C2 en la red de 3G.


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30

Figura 4-20. Solapamiento de coberturas ideales.

Como de forma natural ocurre, el abonado se mueve mientras está realizando una llamada. Si suponemos que

las celdas C1 y C2 son adyacentes, existirá un traspaso saliente de C1 hacia C2. Usando el método del Soft –

Handover el móvil se conectará a ambas estaciones a la vez, mientras que si utiliza el Hard – Handover tendrá

un breve corte de conexión con ambas BTS. Tanto en una modalidad como en otra, el valor del contador tiene

un gran impacto en estos traspasos ya que si el valor del parámetro “tiempo de espera de enlace radio” llega a

cero, se corta los intentos de HO y computará como un fallo de HO.

Por tanto, si tenemos un valor alto establecido tendremos más tiempo de intento de reconexión lo que causará

una mayor inutilización de la red que será muy desfavorable en altas congestiones de la misma. Por otro lado,

un valor muy pequeño conseguirá que la red tenga una alta tasa de caídas o de HO fallidos ya que será necesaria

una pronta reconexión de los enlaces.


Tanto la red de Alcatel como la de Huawei tenían este parámetro en un valor muy elevado, aproximadamente

de 29 segundos, lo que equivale a un valor del RLT de 60.

Valores muy elevados en este parámetro degradan la percepción del cliente, que apreciará que la conexión sigue

(sin escuchar ningún sonido), con su correspondiente facturación, y sin embargo no podrá hacer uso de dicha

conexión. Estos valores elevados son innecesarios, pues normalmente en cobertura 2G, el teléfono raramente

logra reconectarse pasados 10 segundos.

Ya que la red y el usuario debían esperar tanto tiempo, lo más común que ocurriese es que el usuario, cansado

de la espera, cortase la llamada pulsando el botón de colgar. Este hecho finaliza la llamada con éxito, mientras

que realmente, la llamada ha sido caída por distintas causas. Es decir, se computa una llamada correcta mientras

que debía computarse como fallida y por tanto se comienzan a ver valores de los KPIs distintos a los reales.

Este cambio, puede verse reflejado en Figura 4-19. Datos generales de la BSC tras la optimización de Frequency

Hopping. Tras modificar el parámetro RLT la red comienza a computar llamadas fallidas antes de que el abonado

final pulse el botón de colgar y cuente como llamada correcta. Es por ello que en la Figura 4-19 en el día

12/06/2018 se observa un aumento de las CDR a lo largo del mes.

Debido a esto, los KPIs que se muestran a continuación no son precisamente malos, sino que como bien se ha

dicho, no son los reales de las estaciones que tienen este problema cuando las llamadas caen o se producen HO

en zonas muy pobres de coberturas.


Figura 4-21.Captura de pantalla de cartografía para problemas de Radiolink Timeout.

Las estaciones que se detallan a modo de ejemplo son las estaciones, 15 y 19, concretamente el sector dos de

cada una, pues aunque no apuntan a una misma zona, cubren zonas adyacentes y lejanas donde hay poca

densidad de tráfico y la cobertura y la posibilidad de éxito de HO empeoran.

Figura 4-22. Éxito HO 2G–2G de emplazamientos rurales.


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32

Figura 4-23. CDR de emplazamientos rurales.


Una vez cambiado el valor del RLT a algo menos de 10 segundos tanto en la red de Huawei y Alcatel se

comienzan a observar los cambios esperados en la red. Si se analizasen todas y cada una de las estaciones, se

observará que esta parametrización no afecta por igual a todas las estaciones, pues dependen de la demanda que

cubra el sector en cada caso.

Una estación que cubra una zona no muy lejana y densa de tráfico, percibirá un incremento de peticiones de

conexión, ya que los sectores dejaran de tener ocupado los canales TCH, por tanto mejorará la accesibilidad de

estas estaciones a costa de reducir el tiempo de reconexión.

Con este cambio se persigue, por un lado, mejorar la experiencia de cliente ya que la tarificación cortará en

cuanto corte la red y además puede usar el móvil justo cuando acabe la conexión, y por otro, poner de manifiesto

desde el primer momento el número real de llamadas que se caen en la red. Si el abonado debe esperar 90

segundos para que la BSC corte la conexión lo más normal es que antes de que llegue a ese valor el usuario,

enfadado, corte la llamada por lo que se contabilizará como una llamada finalizada correctamente y no como

una llamada caída.

En las siguientes gráficas, se muestran la tasa de llamadas caídas y de éxito de HO de los sectores 15_2 y 19_2,

que tal y como se dijo al principio, son los sectores que experimentaron las mayores degradaciones.

Se debe nombrar la tendencia de cada una de las estaciones después de realizar el cambio el día 12/06/2016,

además de la caída del emplazamiento 19 durante los días 28, 29 y 30 de junio debido a un corte de alimentación,

durante el cual, la estación dejó de prestar servicio y por tanto reportar datos en la BSC.


Figura 4-24. Análisis de datos HO 2G–2G tras optimización en los emplazamientos 15 y 19.

Figura 4-25. Análisis de datos CDR tras optimización en los emplazamientos 15 y 19.

Como se aprecia en ambas figuras, la reducción del contador RLT hace que la tendencia de los HO y de las CDR

de ambos emplazamientos empeore. El motivo por el cual, los HO no degradan tanto como los CDR se debe a

que las CDR computan tanto las caídas por desvanecimiento de cobertura como por traspasos de celdas y aunque

esta medida sea contraproducente a la optimización de la red, es necesaria para mostrar los verdaderos datos que

debería de reportar la BSC.

No obstante, el valor del RLT puede ser modificado para cada estación de manera distinta, pudiendo seleccionar

qué estación debe esperar más tiempo en función si ésta cursa un tráfico lejano donde no hay más opciones de

cobertura para el usuario. Además, el efecto global de las actuaciones realizadas en la red 2G hace que la

evolución de las llamadas caídas sea constante e incluso a veces positiva teniendo en cuenta que abarcamos más

tráfico y cobertura.

Tendencia

Tendencia


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4.4 Neighbors

4.4.1 Introducción

La principal ventaja de las telefonías móviles es la movilidad de los usuarios tanto en reposo como con

conexiones activas. Esta ventaja se basa principalmente en las relaciones de vecindades establecidas entre cada

estación 2G – 2G, 2G – 3G, 3G – 3G y 3G – 2G, ya que con ellas, el teléfono y la estación son capaces de

conocer quien colinda con las zonas de coberturas. Es por ello, que es debidamente necesario establecer un

número fiel de relaciones que cubran una zona en común para garantizar la continuidad de los abonados.

Las vecinas en una red de telefonía móvil permiten al abonado la posibilidad de moverse en la región sin perder

continuidad en la conexión o las llamadas. Existen varios tipos de vecinas según su naturaleza, ya que no es lo

mismo establecer una relación de vecindad entre estaciones 2G – 2G, 3G – 3G o 3G – 2G.

Una lista de vecinas en GSM, es una lista de frecuencias de las estaciones adyacentes a la BTS local o Nodos B,

de manera que el móvil realizará mediciones de las frecuencias vecinas y en determinadas ocasiones realizará

los traspasos oportunos. En GSM, el móvil no tiene capacidad de elección para elegir la nueva celda candidata,

por lo que deberá ser la BSC mediante la BTS la que elija a qué celda deberá realizar el traspaso.

En la tecnología 3G, los traspasos cambian, ya que las estaciones transmiten y reciben siempre en un mismo par

de frecuencias, la lista de vecinas que tendrán las estaciones serán los Scrambling Code de cada estación

adyacente y los teléfonos tienen capacidad de decisión.

Las siguientes imágenes, muestra el método de añadir una vecina en la interfaz de Alcatel – Lucent en 2G

seleccionando los parámetros y umbrales deseados para optimizar los handovers. En la primera imagen se puede

observar cómo se detalla en árbol, el número de BSC y de estaciones que dependen de cada una, y además los

sectores de cada estación.

Seleccionando la estación deseada, podemos modificar multitud de parámetros como la potencia de radiación,

los BCCH, BSIC, apagar el sector, ver alarmas etc. En nuestro caso, deseamos añadir vecinas al sector 5_2,

luego seleccionamos la opción Adjacencies.

Figura 4-26. Metodología de asignación de vecinas. Captura 1. Software de gestión Alcatel – Lucent.


Una vez seleccionada la estación origen a la cual queremos añadir vecinas, se muestra una interfaz como la de

la siguiente imagen. En ella, observamos cómo podemos seleccionar el tipo de vecindad que queremos añadir

en función de la tecnología destino. Además, nos da la posibilidad de añadir una vecina que pertenezca a otra

BSC distinta a la que pertenece la celda origen, seleccionando el desplegable “OMC CELLS”.

Por último y lo más importante, se seleccionan, entre todas los sectores disponibles de la BSC, el sector destino

que se desea añadir de forma bidireccional, de esta forma, nos aseguramos que en el sector destino se cree

también el sector origen.

Figura 4-27. Metodología de asignación de vecinas. Captura 2 Software de gestión Alcatel – Lucent.

Una vez presionado el botón de insertar, obtendremos de nuevo otra interfaz donde podemos seleccionar los

distintos parámetros necesarios para que se produzcan los traspasos entre celdas, además de seleccionar distintos

parámetros en función si el traspaso es saliente (outgoing) o entrante (incoming).


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Figura 4-28. Metodología de asignación de vecinas. Captura 3 Software de gestión Alcatel – Lucent.

En la parte baja de la imagen se pueden leer los distintos parámetros para los traspasos, que detallan lo siguiente:

- LINK FACTOR: Se utiliza para medir la influencia del traspaso ejecutado sobre la celda y poder evaluar

al abonado.

- CANDIDATE CELL PRIORITY: Definición de prioridades entre varias celdas candidatas destino.

- HO_MARGIN_LEV: Nivel mínimo mayor que debe tener la celda destino para que se produzca un

traspaso en el caso particular de que sea necesario los traspasos debido a que el móvil se queda sin

cobertura.

- L_RXLEV_CPT_HO: Mínimo nivel necesario para que se produzca un traspaso.

- HO_MARGIN: Nivel mínimo mayor que debe tener la celda destino para que se realice un traspaso.

- HO_MARGIN_QUAL: Umbral de nivel de recepción en el móvil para realizar un traspaso causado por

una mala calidad de la señal.

- EN_TRAFFIC_HO: Habilitación de curso de tráfico mientras se realiza el traspaso.

- NC_RESELECT_HYSTERESIS: Una vez ocurrido un fallo de traspaso con una celda destino, el nivel

de histéresis indica, cuánto mayor debe ser en dB la potencia de la señal recibida en el móvil respecto

al resto de candidatas, para que se vuelva a intentar el traspaso con la celda destino inicial. De esta

forma, se evita que se entre en un bucle de traspasos fallidos cuando una celda tiene mayor prioridad

que las demás.


El hecho de añadir vecinas de sobra no debe influir, teóricamente, al éxito de traspaso de HO ya que según el

criterio de Handovers, si una estación no es candidata no debe realizar el traspaso. Así, cuantas más relaciones

definidas mejor la probabilidad de caída por HO. En nuestro caso, se pueden establecer 32 vecinas

bidireccionales, es decir, 32 vecinas entrantes y 32 vecinas salientes. Esto implica que si la estación 1 tiene

definida la estación 2 como handover entrante y saliente, la estación 2 tendrá definida la estación 1 como

handover saliente y entrante.


Por el contario, si una estación con estaciones cercanas, que cubran una misma zona no están definidas como

vecinas se reduce el éxito de traspaso de la misma, ya que se intentará realizar un traspaso con una estación que

puede ser menos candidata que las demás.

Por tanto, las vecinas influyen enormemente tanto en los handovers como en las llamadas caídas, ya que una

estación sin ninguna o pocas vecinas pueden derivar en una caída debido a que no conoce estaciones colindantes.

De la misma forma, definir vecinas muy lejanas o que cubran nuestra zona local con poca potencia o cobertura

sin tener otra vecina mejor, derivará en una llamada caída tanto por HO como por imposibilidad de traspaso,

pues para que se efectúe el traspaso se debe cumplir unos requisitos mínimos de calidad en el criterio de

handovers.


Al inicio del proyecto, la red tenía unos índices de Handovers completados muy altos ya que las relaciones de

vecindad establecidas eran muy estrictas junto al parámetro de nivel de acceso. Ambas parametrizaciones

conllevan a que el usuario se encuentre en zonas muy cercanas a la estación, ya que deben cumplir unas

exigencias de cobertura mayores.

En un estudio realizado, se observa que existen vecinas con estaciones muy próximas entre ellas, que tienen

establecidas una relación pero no de forma bidireccional, por lo que no existen las vecinas recíprocas o incluso

vecinas cosites.

Definir vecinas recíprocas es establecer la misma relación de vecindad entre origen destino y destino origen, es

decir, que haya una movilidad total entre dos estaciones. Las vecinas cosites son los sectores que pertenecen a

un mismo emplazamiento, es decir, si estas relaciones no están definidas, el móvil no podría girar en torno a la

estación aunque sea la que mejor nivel de señal y calidad reciba y por tanto la llamada se caería. Además, debido

a que los lóbulos de radiación no son ideales, los sectores cosites suelen ser los primeros candidatos en el proceso

del handover.

La importancia de añadir vecindades no solo radica en mejorar un valor, sino en mejorar la continuidad y por

tanto reducir el número de llamadas caídas. Si atendemos a la definición de una red, es un conjunto de elementos

interconectados entre sí para un determinado fin, en nuestro caso, al comienzo del proyecto carecíamos de una

red pues la mayoría de las estaciones no estaban conectadas.

Es por ello que a lo largo de un mes se añadieron 1500 relaciones de vecindades además de sus correspondientes

reciprocas, lo cual aumentó el número de peticiones de HO pero disminuyó en gran medida el éxito de estas

peticiones.


Para establecer correctamente las estaciones de vecindad, se debe realizar un estudio de interferencias y solape

en la zona. Debido a la falta de la herramienta necesaria, nos basamos en las zonas de cobertura definidas en

función del downtilt de las antenas, la elevación y cota del terreno y la superposición por colores del resto de

estaciones adyacentes sobre el terreno. De esta forma, se pudieron identificar de manera intuitiva las zonas de

luz y sombra de cada estación.

Por sorpresa, los datos obtenidos tras la carga masiva de vecinas degradan en un 7 % sobre el nivel anterior de

la BSC de Alcatel. Esta degradación no se debe a la carga de vecinas sino a un problema de reutilización de

frecuencias e identificadores BSIC que existía en la red. La causa de que hubiera un mismo BSIC es que en la

mayoría de los emplazamientos se cargaron los backups de algunos emplazamientos tipo a la hora de integrarlos

dentro de la red móvil.

Al definir a una estación una nueva vecina, el móvil tendrá la posibilidad de analizar las señales descendentes

de las nuevas estaciones que la BSC le marque. Si estas nuevas estaciones, que interfieren sobre nosotros, tienen

la misma frecuencia y/o identificador BSIC, el móvil no será capaz de reconocer que estación debe analizar y

en su caso, realizar el traspaso.

Si el móvil consigue realizar el traspaso a la celda errónea, y ésta está lejos, tiene bajo nivel de señal o calidad,

la llamada fácilmente caerá y por tanto el traspaso se contará como fallido.


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El problema de los identificadores y frecuencias será explicado en los siguientes apartados. En la siguiente

Figura 4-29 puede observar que, tras la carga masiva de vecindades, el éxito de HO2G-2G baja drásticamente

al existir la posibilidad de colisiones BCCH,BSIC además de la posibilidad de realizar traspasos con estaciones

que se encuentran más alejadas debido a que con estaciones cercanas puede existir congestiones en los canales

de señalización tras aumentar la posibilidad de traspasos.

Esta optimización vuelve a degradar los datos reportados, por lo que realmente se puede llegar a pensar que no

estamos optimizando, sino “rompiendo” la red para posteriormente arreglarla.

Es aquí, cuando se hace referencia al comienzo del capítulo tres, donde destacábamos la importancia de

diferenciar entre percepción del cliente y datos reportados por la red, pues este es el claro ejemplo de que según

la parametrización inicial, teníamos una red que proporcionaba poca movibilidad a los usuarios ya que no tenían

posibilidad de traspasar de una celda a otra pero sin embargo, los valores reportados por la red eran comparables

con otras operadoras europeas.

Figura 4-29. Datos generales HO 2G–2G BSC Alcatel tras plan de vecinas.


4.5 Handovers

4.5.1 Introducción

Una vez llegados a este punto, se realizarán las optimizaciones oportunas para recuperar los valores de KPIs

anteriores e incluso mejorarlos. Por ello, se dedica un apartado más teórico, como punto de unión entre los

capítulos 4.4 Neighbors y 4.6 Problemas de canales e identificadores, a los Handovers tras el apartado de

vecindades y es que, aunque ambos apartados puedan tratarse como uno mismo, nos encontramos en el punto

de inflexión para corregir el efecto de las parametrizaciones realizadas hasta la fecha.

Las parametrizaciones descritas hasta ahora se han realizado porque además de que son necesarias, falsificaban

los valores reales del estado de la red, como ocurría con el parámetro Radiolink TimeOut, y por tanto, aunque

visualmente degraden los KPIs respecto a los anteriores, son los que realmente emite la red.

El término Handover es una importante función en los sistemas móviles con el cual se intenta maximizar la

probabilidad de continuidad del abonado, y así garantizar la mayor movilidad dentro de la región de cobertura.

El objetivo del HO es poder traspasar el móvil de un sector a otro cuando la calidad de los enlaces no es

suficiente. Estos traspasos deben de darse tanto en idle o reposo del móvil como en una llamada, de manera que

el abonado no perciba ningún corte mientras se producen los traspasos. Además, hasta ahora, el handover se ha

visto afectado por todas las parametrizaciones realizadas. [10]

El handover puede ser clasificado desde dos puntos de vistas; respecto el punto de vista de la red o de usuario.

Según el punto de vista de usuario, se pueden distinguir dos casos:

1. Soft-Handover es el primer de los métodos de handover en el cual, el teléfono móvil está conectado a

la vez tanto a las estaciones origen como destino. Con este método, el móvil transmite a los dos canales

que tiene asignados de cada NodoB así, se garantiza que la comunicación es continua entre las

estaciones y el móvil y evita que haya cortes entre sí.

2. Hard-Handover es el método más drástico. El móvil corta la comunicación con la estación origen y se

conecta a la destino en cuestión de milisegundos, inapreciables por el oído humano. Este método es el

menos fiable aunque es el más utilizado en telefonía móvil, ya que soft-handover necesita de un código

CDMA y WCDMA.

Según el origen y destino del HO y la red, se pueden distinguir de nuevo dos casos:

1. Success Rate of Intra-BSC Handover o éxito de HO dentro de una misma BSC, cómo su nombre indica

son todas las solicitudes de traspasos que ocurren dentro de una misma red o BSC, es decir, dentro de

estaciones bases que dependen de la misma controladora.

2. Success Rate of Inter BSC Handover, al contrario que el anterior, en este tipo de solicitudes intervienen

dos controladoras, por lo que el traspaso se produce entre varias redes o BSCs. Dentro de este tipo de

solicitudes, se pueden encontrar los contadores Success Rate of Incomming BSC Handover o Success

Rate of Outgoing BSC Handover, los cuales computan el éxito de traspasos de cada uno de ellos. Hay

que destacar, que el valor de ambos contadores no deben ser el mismo entre distintas BSCs, ya que cada

controladora es independiente y puede solicitar traspasos con diferentes BSCs.

Sería posible otro tipo de clasificación de Handover si se estudia respecto las tecnologías, ya que puede haber

traspasos dentro de la red 2G – 2G, 3G – 2G y 3G – 3G. El traspaso de 2G – 3G se le denomina proceso de

reelección. Dicho proceso se basa en estudiar el nivel de calidad de la señal 3G, si la calidad cumple con los

requisitos mínimos, el móvil pasa a cobertura 3G.

4.5.2 Parámetros y factores que influyen en los Handovers

La función handover, al involucrar varias estaciones base, BSC y señalizaciones, se ve afectada por una amplia

lista de parámetros que pueden degradar el éxito de HO. De manera global, el origen del fallo de un traspaso

puede deberse a múltiples causas las cuales son:

- Problemas de transmisión hardware; engloban a todos los equipos hardware involucrados para la

realización del traspaso, desde las estaciones base completas (transceptores, problemas de


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sobrecalentamiento, caídas de energía) hasta problemas en los anillos de fibra que interconectan

estaciones base o distintas BSCs.

- Configuración de datos. Parámetros que establecen los umbrales de decisión para la realización o no,

de un traspaso de un móvil. En 2G, los terminales solo realizan medidas del nivel de señal recibido y

de la calidad de la misma, por lo que son las BSC las que deciden a qué estación deben realizar el

traspaso enviándole a los MS los BCCH, BSIC nuevos que identifican el nuevo sector.

- Congestión de la zona. Si tanto la zona origen como destino están congestionados, y tanto los canales

de señalización para la realización del traspaso, como los de tráfico para el mantenimiento de la llamada

están ocupados, el traspaso no logrará efectuarse.

- Problemas de cobertura. Cualquier tipo de desvanecimiento, o problemas de cobertura tanto en la zona

origen como destino determinará si el traspaso podrá ser efectuado con éxito o no.

- Problemas de reloj. Un sistema de comunicaciones móviles es puramente síncrono, si por cualquier

motivo, las tramas no se envían o se reciben en el time slots correcto, se descarta la trama y si pasado

un corto periodo de tiempo no se reestablece la comunicación, el traspaso será negativo.

- Interferencias. No debe existir ninguna estación que este transmitiendo en la misma frecuencia o

frecuencias adyacentes en una misma zona.

Para evitar estas posibles causas de fallos, se debe parametrizar correctamente los umbrales de decisión de

handovers para que el algoritmo de handover sea lo más fiable posible. Para ello, se debe de evitar tanto casos

extremos de handovers, como casos innecesarios los cuales, pueden originar un continuo salto entre celdas.

Los parámetros que son necesarios en el algoritmo del handover son medidos tanto por el móvil como por la

red. Se debe detallar una diferencia clara entre las redes 2G y 3G ya que en 2G el handover solo puede ser

solicitado por la red a diferencia de que en 3G tanto el móvil como la red tienen la capacidad de solicitar dichos

traspasos. A la solicitud de handover desde el móvil se le denomina forward handover mientras que cuando es

la red la que solicita el cambio se denomina backward handover.

Los principales parámetros que deben tenerse en cuenta en el proceso de handovers son:

- RSSI o intensidad de la señal recibida por el móvil.

- BER o tasa de error de bit.

- Pot_MT_max o potencia máxima disponible por el móvil.

- Pot_BTS_max o potencia máxima de las estaciones BTS, normalmente, normalizadas en 30 dBm.

- RXLEV o nível de señal recibida en la portadora de los canales BCCH.

- RSSI_min o mínima intensidad aceptable que debe llegar a los abonados.

- Dis_MT_BTS, distancia entre abonado y estación base máxima para poder comenzar un traspaso.

- Dis_BTS_act, distancia a la BTS actual

- Dis_BTS_ady, distancia a la BTS adyacente o candidata.

- BSIC o identificadores de las celdas involucradas

- Lvl_perm, que indica el máximo valor de pérdidas de propagación aceptables en los enlaces para que

la nueva celda destino sea candidata.

Además de todos estos parámetros, la red conoce la carga de tráfico de cada celda involucrada, la densidad de

abonados en la zona, capacidades requeridas, etc.

4.5.3 Problemas de Handover en la red EcuatoGuineana

Las vecinas son muy importantes para la continuidad del abonado en la red, y por tanto para los handovers. Al

comienzo del proyecto, la red se encontraba con un número de vecinas muy escaso, lo que limitaba en gran

medida el número de intentos de Handovers y por tanto la continuidad del abonado dentro de la red.


Al ampliar estas vecinas, las controladoras tienen definidos qué posibles sectores son buenos para un handover

desde una estación origen. En otras palabras, al añadir vecinas más lejanas se pueden establecer intentos de

handovers con estaciones en las que la cobertura sea menor y por tanto exista una mayor probabilidad de caída

de la llamada.

Estos traspasos no necesariamente se deben intentar, ya que la BSC le asignará el mejor sector que haya medido

el MS, es decir, tendrá en cuenta tanto el nivel de señal como la calidad de la misma entre otros parámetros, y

por tanto lo más probable que el MS se conecte a una estación más cercana siempre y cuando sea posible. Estas

nuevas vecinas definidas por tanto quedarían definidas de manera preventiva, por si alguna estación se cae, o se

encuentra en estado de congestión. Sin embargo, al añadirlas, nos encontramos con que el éxito de HO cae

drásticamente, ver Figura 4-29. Datos generales HO 2G–2G BSC Alcatel tras plan de vecinas cuando realmente,

añadir una nueva vecindad no debe degradar el éxito de handovers.

El problema que originaba esta gran caída no era el mayor número de intentos con estaciones más lejanas, sino

un problema de interferencias. Estas interferencias eran causadas tal y como ya se ha comentado, a que se

copiaron la configuración de la mayoría de las estaciones y un móvil podía escuchar a dos estaciones que

trabajaban a la misma frecuencia y con el mismo identificador BSIC.

Es decir, si la BSC determina que el MS debe traspasar a la estación con frecuencia 912 MHz e identificador A,

el móvil está detectando que hay otra estación trabajando a frecuencia 912 MHz y que además tiene como

identificador A. El éxito del HO en este caso dependerá de la aleatoridad de que el móvil se comunique a la

estación destino correcta. Además, si el traspaso ha sido un éxito y continúa un elevado nivel de interferencias

entre estaciones, la llamada se caerá en un corto plazo de tiempo por lo que aumentará el contador Drop Call

Rate.

En definitiva, nos encontramos que para poder optimizar el éxito de HO que realmente al inicio no era malo

debido al número reducido de vecinas, debemos modificar los identificadores de las estaciones y establecer un

nuevo plan de frecuencias en la red, ya que existían numerosas frecuencias en bandas cuatro y cinco. Una vez

solucionado el problema de la limitación del espectro, el ratio de éxito de Handover aumentará drásticamente,

mejorando incluso los niveles iniciales, consiguiendo por tanto, una mayor continuidad en la red y protegernos

frente a posibles caídas o congestiones de estaciones.


Tal y como se ha detallado en el apartado anterior, en la siguiente figura observamos un grave descenso en el

día 3 de julio 2016 en el cual se hizo una carga masiva de vecinas en la red. Esto afectaba directamente a los

éxitos debido a las interferencias y sobre todo a los identificadores de la red.

Hasta los días doce y trece de julio no se terminaron de definir las mil quinientas relaciones de vecindades

faltantes, por lo que el éxito de Handover seguía decreciendo en contra nuestra de cara al cliente, ya que

realmente aunque se hicieran más handovers, se caían muchos más.

La optimización de una zona de frecuencias y colisiones de identificadores se realizó el 21/07/2018, donde se

notó una gran mejoría. No obstante, no fue hasta septiembre que se terminó el estudio de frecuencias y se

implementaron poco a poco dentro de la ciudad de Malabo.

Una vez concluido, se puede observar como finalmente, el incremento de vecinas no degradó el éxito de

handover, sino que se incrementó dicho éxito en apenas un dos porciento considerando que se realizaban quince

mil traspasos más al día, es decir, un volumen más alto de transiciones entre estaciones. El resto de fluctuaciones

que se observan a lo largo del tiempo se deben a las actuaciones que se llevaban a cabo paralelamente a estas.


42

42

Figura 4-30. Resultados finales de HO 2G–2G en la BSC Alcatel a lo largo del tiempo.

Tendencia

sssds


4.6 Problemas de canales e identificadores

El espectro Radioeléctrico es un recurso natural, de carácter limitado, que

consitutye un bien de dominio público sobre el cual el Estado ejerce su

soberanía.

Gobierno de Argentina

4.6.1 Introducción

Una vez cargadas las vecinas correspondientes en el apartado anterior, se debieron corregir las frecuencias

absolutas o los canales e identificadores de aquellas estaciones que sufrieron una degradación, por lo que los

capítulos 4.5 Handovers y 4.6 Problemas de canales e identificadores están muy ligados entre sí.

Bien se sabe que el espectro radioeléctrico es un recurso natural escaso. Es por ello que la asignación de

frecuencias en el mismo es un bien costoso y se debe aprovechar sus recursos al máximo posible. Para ello, y

lograr dar cabida a todos los usuarios dentro de una región de cobertura, en un sistema de telefonía móvil debe

existir un buen plan de frecuencias.

Este plan de frecuencias debe tener como fin la posibilidad de reutilización de frecuencias en regiones donde no

existan colisiones. En otras palabras, la posibilidad de minimizar las interferencias entre estaciones utilizando

un espectro limitado de frecuencias.

Aun así, nuevamente, deberíamos destacar que hay una gran diferencia en redes 2G y 3G, ya que cuando

hablamos de reutilización de frecuencias, hablamos en la red de 2G, pues en 3G no utilizan distintas frecuencias,

ya que la codificación del canal es WCDMA o acceso múltiple por división de códigos, de forma que solo hay

una diferenciación de frecuencias en los canales ascendentes y descendetes. De este modo la red 3G discrimina

a los usuarios por código, denominado Scrambling Code, así la información no interfiere con ninguna otra ya

que los transceptores rechazarían la información recibida de los demás usuarios.

Dicho esto, con un buen plan de frecuencias, numerosas estaciones podrán compartir la misma frecuencia tanto

en enlaces ascendentes como descendentes siempre y cuando, la zona de cobertura de cada una de las estaciones

no se solape en el espacio, de este modo las operadoras de telefonía móviles no tienen que comprar un canal por

cada sector colocado.

De la misma forma, ocurren con los identificadores de estaciones BCCH y BSIC. El BSIC o Base Station Identity

Code es un código que identifica a las estaciones base en GSM. Equivale al Scrambling Code o SC que identifica

a las celdas y los terminales móviles en los enlaces de downlink y uplink en 3G.

El BSIC está formado por los códigos NCC (Network Color Code) y BCC (Broadcast Control Channel). El

NCC es el código de identificador de cada operador, el cual debe ser diferente para cada operador incluso en las

fronteras nacionales para que así el móvil sepa a qué estación puede asociarse. El BCC es un identificador de

estaciones, el cual puede ser reutilizado siempre y cuando las estaciones con el mismo BCC no cubran la misma

región. Es decir, dentro de un cluster, no debe repetirse un BCC, sin embargo, entre varios clusters, lo lógico es

reutilizar los BCC al igual que las frecuencias de los canales BCCH. [11]

Aunque los códigos BCC puedan reutilizarse, lo más sensato es comenzar dando el valor 0 al identificador BCC

e ir incrementando el valor siempre y cuando nos encontremos con una colisión y no se pueda asignar un valor

inferior. De esta forma, si en una región implementamos una nueva estación base, se le puede asignar un nuevo

identificador mayor al de los demás, de manera que no haya problemas de colisiones y se pueda reutilizar los

identificadores en función de las zonas cubiertas.

No obstante, toda medida para evitar las interferencias no es suficiente pues una estación tiene más radio de

cobertura que otra, en función de la potencia de transmisión de cada una, entorno rural o urbano que le rodea,

atmósfera, etc. Es por ello, que siempre existirá un mínimo de interferencias y que por tanto, estas interferencias

se pueden clasificar en la siguiente tabla.

https://www.enacom.gob.ar/-que-es-el-espectro-radioelectrico-_p117


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Tabla 4-1. Bandas de interferencias.

BANDA NIVEL MÍNIMO DE BANDA NIVEL MÁXIMO DE BANDA

BANDA 1 -98 dBm Menor que - 105 dBm

BANDA 2 -90 dBm - 98 dBm

BANDA 3 - 87 dBm -90 dBm

BANDA 4 - 85 dBm - 87 dBm

BANDA 5 - 47 dBm - 85 dBm

Tal y como se aprecia en la tabla, las bandas más perjudiciales son las bandas cuatro y cinco, ya que indican un

nivel más alto de interferencias. Estas interferencias, son medidas en un canal uplink reportado por una BTS a

su BSC cuando el canal está en modo idle.

Las bandas menores, aunque introduzcan interferencias en los enlaces, no perjudican gravemente a la

comunicación ya que hay grandes diferencias de potencias entre la señal deseada y el resto, por lo que realmente

se considera una interferencia problemática a las bandas cuatro y cinco.

4.6.2 Parámetros y factores que influyen en los BCCH, BSIC

Como bien se ha venido explicando en los capítulos anteriores, debe existir un patrón de reutilización tanto de

frecuencias ARFCN, canales BCCH y BSIC para minimizar la utilización del espectro radioeléctrico y los costos

de su asignación.

Para identificar completamente a un enlace ascendente o descendente en las redes 2G serán necesario el par

BCCH y BSIC, por lo que es fundamental que no exista confusión dentro de una misma región o cluster, de

manera que el móvil que se encuentra escuchando, crea que solo existen canales distintos e independientes.

Esta separación de identificadores de canales, afectan directamente a la reelección de celdas cuando un móvil

va a realizar un traspaso a una celda destino. Mientras que, la separación de frecuencias, debe darse para evitar

las interferencias entre estaciones adyacentes y poder mantener una alta calidad del servicio. Detallando además,

que la separación de frecuencias entre celdas cosites deben ser al menos de un canal libre de por medio, debido

a que los patrones de radiación de las antenas no son ideales y existen distintos lóbulos diferentes de los

principales (los más dañinos los traseros, capaces de alcanzar hasta 500 metros).

Una vez solucionado este problema, la calidad de la red mejorará debido a que se minimizaran interferencias,

problemas de handovers, calidades de voz, y por tanto tendremos una red móvil sin problemas internos de

interferencias y continuidades.

Es importante destacar, la diferencia entre las frecuencias absolutas ARFCN (absolute radio-frequency channel

number) y los canales BCCH, ya que los primeros son las frecuencias absolutas de las portadoras, y por tanto

un canal físico, y los canales BCCH son canales lógicos que pueden multiplexarse y que contienen la

información de control de cada sector. [11]

4.6.3 Problemas de frecuencias e identificadores en la red EcuatoGuineana

Debido a una mala gestión inicial, la red realmente no representaba problemas de identificadores aunque sí de

frecuencias. El problema de esto radica, tal y como ya se ha dicho, en que se copiaron la configuración de

numerosas celdas que aunque no son colindantes, si comparten una visión directa en el espacio.

Es aquí cuando nos planteamos un grave problema dentro de la red pues es necesario una reutilización urgente


de BCCH, BSIC que no se puede llevar a cabo rápidamente pues eso implica dejar sin servicio las estaciones

durante un corto periodo de tiempo. Por ello, que dicha optimización debe realizarse en altas horas de la

madrugada cuando los usuarios están dormidos y la red tiene menos demanda de tráfico y de forma prudente.

Los primeros cambios de BSIC, que no afectan a la frecuencia de los TRXs y que por tanto no cortan el servicio

de la estación se comenzaron a cambiar una vez se comenzarón a cargar las nuevas vecindades. Este efecto se

puede observar en la Figura 4 – 31 Interferencias en Banda 4 y 5 donde la tendencia es decreciente.

Inicialmente, se cambian los identificadores BSIC de las estaciones que tienen un mismo valor y comparten una

misma región. Este cambio se realiza primero ya que al aumentar el número de vecindades definidas, la BSC

tiene un mayor abanico de posibilidades de ordenarle al MS que se conecte a una nueva celda la cual comparte

BSIC con otro sector que puede o no puede estar definido como vecina. Este cambio, no deja sin servicio a los

TRXs por lo que se puede realizar de forma inmediata tanto en cuanto se obtenga un patrón de reutilización

mejor al existente.

Para los planes de frecuencias existen numerosos softwares que pueden calcular las zonas de cobertura y sombra

de cada sector y establecer unas frecuencias que minimicen las interferencias. Para ello, sería necesario multitud

de capas, como la elevación del terreno, datos reales de alturas de antenas, edificios, árboles, downtilts de las

antenas, etc.

De manera preventiva al estado actual de la red, se decidió estudiar un plan de frecuencias a mano para minimizar

costes y tiempo, teniendo en cuenta que las estaciones no están ubicadas de forma sistemática para cubrir las

regiones de la zona, sino para cubrir las demandas de tráfico. Para ello nos basamos en el contador Timing

Advance. [12]

El contador TA nos permite medir cómo están distribuidos los usuarios dentro del rango de cobertura de nuestro

sector, o más bien, hasta donde es capaz nuestro sector de llegar a transmitir basándonos en el retardo de

propagación. Es decir, con el indicador seremos capaces de observar si los sectores tienen sobrealcance o

microalcance, la sobrecarga del sector en la zona y la densidad de distribución de los abonados.

Tal y como su nombre indica, el timing advance o avance temporal es el instante, por adelantado, que debe de

transmitir un MS para que cuando llegue el mensaje a la BTS llegue perfectamente sincronizado en su time slots.

Así pues, sabiendo cada BTS el retardo con cada móvil y teniendo en cuenta que la distancia recorrida es dos

veces la separación entre MS y BTS y que la velocidad de propagación es la velocidad de la luz 3x108 m/s

podemos obtener la distancia a la que están los móviles dentro del rango de cobertura de cada sector.

Una vez conocido la distancia de alcance de cada sector, podemos establecer un patrón de reutilización de

frecuencias asegurándonos completamente de que no existirán colisiones de frecuencias en las bandas cuatro y

cinco.


Los resultados de esta nueva parametrización son los mostrados en el capítulo anterior con el gran incremento

de peticiones de handovers ya que los MS tienen más posibilidades de saltos a nuevas celdas y con esta

parametrización dejaran de escuchar estaciones con un mismo identificador, por lo que el valor de handovers

completados aumentará y con ello la tasa de éxito.

En la Figura 4 – 31, Interferencias en Banda 4 y 5, observamos la tendencia de las interferencias en Banda y T,

y en la Figura 4 32. Éxito de HO a lo largo del tiempo en tanto por cien, vemos el éxito reflejado en tanto por

cien. Hay que destacar, que tal como se indicó al inicio del capítulo, las fluctuaciones del éxito de handovers

que se observan a lo largo de la gráfica son debidas a la multitud de factores que afectan. Por poner varios

ejemplos, en numerosas ocasiones se caían el suministro eléctrico de algunas estaciones o incluso el corte del

anillo de fibra que interconectaban las estaciones más potenciales de la ciudad de Malabo, había que resetear

una estación completa por problemas con los transcoders debido a que el core de la MSC era de la marca Huawei

y la controladora era Alcatel, y aunque ambos cumplían con el estándar había algunos problemas de protocolo.

Estas caídas de estaciones obligaban a estaciones colindantes a asumir el tráfico demandado por la clientela, lo

que originaba mayor congestión en la red.


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Figura 4-31. Interferencias en Banda 4 y 5.

No obstante, en cuanto a la optimización de frecuencias, es fácilmente observable en ambas figuras, cómo

mejora notablemente a partir de septiembre, que es cuando se realizan los cambios en la totalidad de la red y

nuevamente coincide la mejora con la Figura 4-30 mostradas en los capítulos Neighbors y Handovers.

Figura 4-32. Éxito de HO a lo largo del tiempo en tanto por cien.

Para interpretar correctamente la Figura 4-32 y no caer en el pensamiento de que se ha empeorado la red para

posteriormente volverla a arreglar, se debe remarcar que el aumento de 1 % de éxito no refleja la cantidad de

HO nuevos realizados, y es que, en noviembre de 2.016 se realizaban veinte mil traspasos más que al inicio del

proyecto.


4.7 Congestión canales SDCCH

4.7.1 Introducción

El canal SDCCH es un canal lógico de control dedicado del sistema. Son bidireccionales y se emplean en

cualquier time-slots. Proporciona servicios de señalización requeridos por los usuarios. Va tras la conexión del

móvil con la estación base y antes de la asignación de un canal de tráfico. Si estas conexiones se pierden se

cancela todo procedimiento y por tanto se contabiliza de nuevo el número de conexión y/o llamada caída. Esta

información puede ser:

- Señalización del sistema.

- Establecimiento de llamada.

- Autenticación.

- Actualización de la localización.

- Asignación de canales de tráfico.

- Envío de SMS entre abonados.

Figura 4-33. Canales lógicos en telefonía móvil [12].

En función del número de time slots que dediquemos a señalización o tráfico tendremos un mayor número de

canales TCHs o de control. Dicho esto, existen distintas maneras de configuración de time slots para canales de

tráfico y control que además limitaran el número de TRXs necesarios.

Como cada time slots de control se divide en ocho partes, si dedicamos un time slots únicamente al canal de

señalización SDCCH, obtendremos una configuración SDCCH/8. Es decir, tendremos ocho posibles

comunicaciones SDCCH en un mismo time slots dedicado al mismo.

Ahora bien, si incluimos en un mismo TRX que además de la señalización SDCCH debe haber BCCH, el time

slots se reducirá a SDCCH/4 y BCCH/4.

En la siguiente tabla, podemos observar el número de canales SDCCH que podemos asignar en función de los

TRX instalados y los canales TCH que nos quedarían libres.


48

48

Tabla 4-2. Configuración de canales lógicos SDCCH.

CONFIGURATIONS

1 TRX 2 TRXs

SDCCH TCH SDCCH TCH

SDCCH/4 4 7 4 15

SDCCH/4 + CBCH 3 7 3 15

SDCCH/8 8 6 8 14

SDCCH/8 + CBCH 7 6 7 14

SDCCH/4 + SDCCH/8 12 6 12 14

SDCCH/4 + SDCCH/8 +

SDCCH/8 11 6 11 14

SDCCH/4 + SDCCH/8 +

SDCCH/8 X X 20 13

SDCCH/4 + SDCCH/8 +

SDCCH/8 + CBCH X X 19 13


Si todos los canales SDCCH están ocupados al mismo tiempo en una celda, originará el rechazo de una nueva

petición de conexión, por lo que la accesibilidad del sistema bajará.

La ocupación de los canales SDCCH se suele dar debido a problemas de fallos Software que suspenden los

canales de señalización o a grandes demandas de señalización, de manera que los canales se ven continuamente

ocupados, que aunque son utilizados por diferentes MS, trasportan grandes cantidades de tráfico.

Esta última causa suele deberse a utilización excepcional por parte del usuario de su teléfono móvil, como es en

el caso de grandes concentraciones de personas, eventos o celebraciones como la Semana Santa, ferias o

navidades.

El tiempo medio de espera de congestión de los canales SDCCH se ve afectado por distintas causas como por

ejemplo:

- Nivel bajo de señal de acceso al sistema. Si ocurre un corte en la comunicación y comienza a

decrementar el contador Radiolink Timeout, mientras el contador no llegue a cero y se mantenga la

llamada, los canales SDCCH están ocupados.

- Canales de tráfico TCH congestionados. En el caso de que haya disponibles canales SDCCH y no

canales TCH, se rechazará el acceso a nuevos abonados al sector, por lo que los canales SDCCH que

se necesiten para inicializar la conexión se verán ocupados desde los MS. Es por ello que debe haber

una relación de compromiso entre canales de tráfico y señalización.

- Handovers de canales SDCCH. La realización de los traspasos ocurren en un cierto tiempo que

incrementarán el uso de los canales SDCCH origen y destino involucrados en el traspaso.

- Congestiones en las interfaces A y aéreas, darán lugar a un tiempo de espera de señalización.

- Congestiones en los equipos MSC, HLR/VLR conducen nuevamente a un mayor tiempo de espera de

los canales SDCCH.



Realmente no hay una forma explícita de ver en tiempo real la congestión de los canales SDCCH, por lo que,

para observar y prevenir estos fallos, lo mejor es comprobar el número de conexiones SDCCH fallidas por sector

y comparar con la lista de posibles causas detallada anteriormente.

De esta forma, analizando los fallos SDCCH por celda, observamos que hay celdas que llegan a 1200 fallos

diarios SDCCH. Comprobando la configuración establecida por la empresa, se confirmó que solo habían

definidos por defecto dos canales de señalización tuvieran los TRXs que tuvieran.

Comparando las estaciones con mayor índice de fallos SDCCH, se observó que coincidían con las estaciones

que más tráfico soportaban en la ciudad, luego la relación con la congestión es fácilmente observable.

Además, al añadir mayores vecinas y por tanto al haber mayor número de demandas de handovers, el tiempo

medio de los canales SDCCH aumenta tal y como se ha explicado en el apartado anterior, y por tanto, el tiempo

medio de espera de congestión aumenta.


Para paliar dicha congestión, se amplía en un canal SDCCH las estaciones que tienen más de diez mil fallos

SDCCH diarios.

Existía un número alto de canales SDCCH que se encontraban congestionados y que por tanto perdían

numerosas conexiones, en concreto, el valor medio diario era de dos mil peticiones perdidas aunque había

estaciones que llegaban hasta once mil.

Esta congestión puede deberse a varios factores, aunque hay que destacar dos de ellos, que quizás son los más

importantes. El número medio disponible de TRXs y la congestión de tráfico. La primera posibilidad es obvia,

ya que si los TRXs fallan, fallará la comunicación y por tanto se computa una caída de canal SDCCH. Tal y

como se ha explicado, esto se resolvería con una optimización física, reemplazando los TRXs defectuosos. La

congestión de tráfico es ver si realmente la estación está congestionada debido a que realmente está en una zona

donde se cursa bastante tráfico y la estación está al límite de su capacidad.

La solución de esta congestión puede ser diversa, pero la más económica será aumentar en un canal más a los

dedicados de SDCCH, así la estación pierde canales de tráfico para ganarlos en señalización y reducir dicha

congestión. Si el número de caídas SDCCH disminuye es que la estación realmente está congestionada, en caso

contrario, hay que estudiar la disponibilidad de los TRXs.

De forma piloto, se parametrizó el emplazamiento número uno y es que, este emplazamiento, tal y como se

puede ver en la Figura 4-1. Captura de pantalla de cartografía para problemas nivel de acceso, está situado en el

aeropuerto de la isla de Bioko, por lo que es un emplazamiento que no cursa tráfico regularmente sino que tiene

picos a lo largo del día en función del tránsito de personas en la zona y que por tanto puede llegar a congestionarse

al no poder soportar la demanda puntual.

En la siguiente gráfica, hubiera sido interesante comprobar el comportamiento con intervalos de tiempo de hora

en hora, pero dicha gráfica no se generó en los exports del NPO de Alcatel-Lucent, no obstante se puede observar

el comportamiento distinto antes de la optimización y posterior a ella a partir del uno de julio con intervalos

diarios como venimos viendo hasta ahora.


50

50

Figura 4-34. SDCCH FAIL SITE 1.

Fue el día uno de julio cuando se aumentó en un canal SDCCH y se pasó de tener dos canales u 16 subcanales

a 3 canales SDCCH o 24 subcanales (cada canal dividido en 8 time slots). Es de entender que este emplazamiento

tiene una congestión en los canales SDCCH ya que el número de fallos se reduce al aumentarlos. En

contrapartida, se debe llegar a un compromiso de igualdad entre ganar señalización y perder tráfico a ganar

tráfico y mantener los canales de señalización saturados.

En mi opinión, para ser un aeropuerto, se genera bastante más señalización que tráfico de voz y datos ya que,

aunque ambos canales son imprescindibles en una red de telefonía, se genera mucha más señalización que en

un emplazamiento típico debido a la alta demanda de solicitud de registros en la red cuando los abonados llegan

al aeropuerto y encienden los terminales móviles.


4.8 Repeated SACCH y FACCH

4.8.1 Introducción

Los canales de señalización SACCH y FACCH son, al igual que el canal SDCCH, canales dedicados en los que

es necesaria una asignación de tráfico. El principal objetivo de activar esta parametrización es hacer más robusto

la interfaz Um cuando tenemos típicos problemas como pueden ser la alta interferencia causada a un ajustado

rehúso de frecuencias o un bajo nivel de señales de transmisión. La diferencia entre ambos canales es que

SACCH es un canal asociado lento (Slow Associated Control Channel) frente al FACCH que es un canal rápido

(Fast Associated Control Channel) y por tanto el uso y funcionamiento de cada uno es distinto. [13]


Para la utilización de ambas técnicas es necesario que estén habilitados los parámetros REPEATDLFASET y

REPEATSASET para FACCH y SACCH respectivamente. En la técnica downlink FACCH si la BTS recibe

que la calidad del enlace medida por el MS es inferior a la establecida en el umbral, la BTS retransmitirá los

mensajes de señalización FACCH para incrementar la probabilidad de que estos puedan ser decodificados por

el MS. Por otro lado, los canales SACCH funcionan de manera bidireccional, es decir, tanto el MS como la BTS

pueden solicitar la repetición de los canales de señalización cuando no son capaces de decodificar dichas tramas.

Para solicitar dicha repetición es necesario que los parámetros SRO (SACCH Repetition Order) y SRR (SACCH

Repetition Request) tengan valor numérico uno y además, tener habilitada la función AMR (adaptative multi

rate).


En nuestra red a optimizar, las funciones repeated SACCH y FACCH se encontraban desactivadas junto con la

función AMR (Adaptive Multi-Rate o lo que es lo mismo, multi-tasa adaptada). Aunque esta optimización puede

ser contraproducente a la anterior, ya que aumentamos la tasa necesaria de los canales SDCCH, es muy

importante realizarla ya que la mejora que se obtiene es mucho mayor en balance a la congestión SDCCH.


El objetivo de esta parametrización es realimentar estos dos canales, es decir, estas funcionalidades permiten

enviar los mensajes de señalización de HO por duplicado por lo que se suele conseguir mejorar en general el

éxito de HO y por tanto mejorar el DCR o drop call rate. La propuesta a seguir es únicamente activar los

parámetros REPEATDLFASET y REPEATSASET a uno.

Aunque hemos podido detallar y comparar los resultados de las actuaciones hasta ahora, no todas las

parametrizaciones surgen con un efecto significativo, por lo que, sumado a las numerosas fluctuaciones del resto

de parametrizaciones ejecutadas en paralelo, no se aprecia mejora alguna tras la activación. No obstante ̧este

hecho no significa que los parámetros con poco impacto en la red puedan estar desactivados.


52

52

Figura 4-35. Flujo de información entre Nodoss 3G y RNC.

4.9 Ajustes adicionales para la red 3G

4.9.1 Introducción

Hasta ahora, las parametrizaciones detalladas están destinadas a la red de 2G y es que la red en general, estaba

programada para cursar todo el tráfico posible en la red de 3G. Es por ello que la red de 3G, sobre todo en el

vendor de Huawei se encontraba muy congestionada, por lo que se comenzó a restringir el uso de la red 3G en

cuanto la red de 2G ya podía soportar más tráfico.

Hay que detallar que las parametrizaciones comentadas a continuación, son unas parametrizaciones necesarias,

pero ejecutadas para paliar los graves problemas de congestión de la red de la manera más económica posible

sin añadir nuevos CEs (channels elements)


Las tarjetas channels elements son tarjetas banda base hardware soportados por los NodeB o nodos de 3G. El

número de CEs utilizados por cada nodo está limitado según la capacidad del mismo, así bien, cuantas más

tarjetas puedan ser instaladas, mayor capacidad tendrá el nodo. La gestión de dichas tarjetas es gestionada

directamente por la RNC de 3G, y son ellas las que reportan la capacidad y estado de uso de las mismas a la

RNC para que ésta decida sobre la congestión del nodo.

Para evitar el uso masivo de tarjetas, es necesario imponer una parametrización restrictiva la cual evite la

congestión de las mismas. Para ello, se modifican parametrizaciones como por ejemplo la potencia de radiación

de los nodos congestionados, el valor inicial bitrate y el nivel de reselección para HO 2G3G que se detallan a

continuación.



La red a optimizar tiene una principal falta de tarjetas de banda base en 3G, por lo que la solución más lógica

pero menos económica sería aumentar el número de tarjetas en aquellos nodos más congestionados donde sea

posible. Como ya se ha comentado en el párrafo anterior, estas medidas son preventivas para evitar el problema

que abordamos, pero sería necesario un aumento de dichas tarjetas en un futuro no muy lejano.

La configuración inicial tanto en la red de Huawei como ALU volcaba, sin establecer ningún criterio de calidad,

todo el tráfico a la red de 3G, congestionando demasiado dicha red a costa de mantener casi en desuso el tráfico

de datos que se puede proporcionar en la red de 2G y que aunque tenga una tasa binaria menor, no se puede

prescindir de ella cuando la red 3G está congestionada. Para crear algún tipo de filtro de traspasos, se realiza un

cambio de parámetros más restrictivos comenzando por:

- Selección adecuada de vecindades 2G3G y 3G2G para un correcto traspaso. Al igual que en el capítulo

4.4 Neighbors es necesario establecer un listado de vecinas bidireccionales acorde a las zonas de

cobertura cubiertas por cada estación.

- Modificación de parámetros lógicos cómo son ECNO, FDD RSCP min, FDD REP QUANT y

FDD_QMIN para evitar el traspaso a la red 3G. Con unos parámetros más restrictivos obligamos a que

los móviles que quieran pasar a la red de 3G cumplan con unas QoS mayores y por tanto garantizamos

una mejor cobertura en 3G.

- Modificación de potencia radiada de los emplazamientos más congestionados. Al reducir la zona de

cobertura de los emplazamientos más congestionados, evitamos que estos puedan abarcar un mayor

número de usuarios.

- Ajuste del bitrate inicial. Es la velocidad inicial que tiene permitido un usuario tras el registro inicial en

la red.


La primera actuación utilizada fue el ajuste de reselección de 2G3G, que a diferencia del resto de traspasos, esta

no se considera un traspaso de HO, sino de cambio de red. Al igual que en 2G, la relación de vecindad de cada

estación es bastante pobre, por lo que además, la mayoría de los traspasos 2G3G acababan fallidos. Detallar un

listado extenso de vecinas 2G3G añadidas no es necesario en este proyecto, pero si hay que detallar, que es muy

importante establecer la vecindad recíproca, es decir, la vecina 3G2G.

Siguiendo con la batería de optimizaciones 3G, reajustamos y establecemos unos factores de calidad para la

realización de traspasos 2G3G. El parámetro EcNo, expresado en dB, es un valor negativo que mide la energía

recibida por chip en el MS dividido por la densidad de ruido en la banda.

Para comprender bien estos niveles de calidad de servicio, debemos comprender primero qué significan estos

parámetros y cómo funcionan.

El nivel de señal recibido por el MS, se denomina RSCP (Received Signal Code Power), puede ser utilizado

para comparar valores de señales de celdas adyacentes y se divide en dos valores, el valor RSSI que es el nivel

de señal de potencia recibida en toda la banda contigua de 5 MHz y el valor EcNo.

Para controlar los niveles de calidad de 3G hay dos opciones en función de las necesidades y situación de cada

emplazamiento. Se puede controlar la calidad mediante el nivel de señal recibido FDD RSCP min o mediante la

calidad del servicio, EcNo. La decisión de controlar mediante un parámetro u otro lo toma el optimizador y lo

hace gracias al parámetro FDD REP QUANT el cual selecciona un parámetro u otro como indicador o bandera.

A su vez, se modifica la potencia con la que radian los emplazamientos mediante el parámetro CPICH. Es lógico

reducir la potencia de los emplazamientos congestionados ya que al abarcar menor zona, el número de abonados

que abarca disminuye.

Por último, para paliar el problema de la congestión, se ajusta los valores de los bitrate iniciales. Según los

valores configurados, un abonado que recién ingresa en la red (enciende el móvil o recupera cobertura) tenía

permitido una tasa de subida y bajada de 64 kbps. Bien se sabe que un abonado utiliza más el enlace descendente

que ascendente por lo que una tasa de 64 kbps de subida es un valor significativamente alto, que por la naturaleza

de los abonados aunque no se utilicen son canales reservados por la RNC.


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Figura 4-37. Accesibilidad de voz en las RNC tras la optimización.

Lo que se propone es bajar la tasa inicial de cada usuario a 16 kbps en ambos sentidos, para que al iniciar en la

red, pueda utilizar su tráfico de una forma más lenta, pero en la que si cumple con ciertos criterios de calidad,

pueda subir la progresivamente hasta alcanzar un valor acorde a la oferta y demanda de cada estación. Todos

estos cambios surtieron un gran efecto favorable en la red tanto en la accesibilidad de voz y datos de la tecnología

3G.

La Figura 4-36, muestra la “tasa de éxito de establecimiento de llamada” CSSR, para los paquetes de datos y la

Figura 4-37 para los paquetes de voz. Es de nuevo a principios del mes de julio cuando se modifican los

parámetros detallados anteriormente. Con esta nueva parametrización, se consigue que la disponibilidad de la

red sea mayor permitiendo que seregistren más usuarios en una red de 3G que no ha visto aún un desembolso

ecónomico por parte de la operadora nacional.

A modo de resumen, se ven como los cambios han mejorado hasta en un 25 % la accesibilidad de paquete de

datos, por lo que se puede concluir con que la batería de optimizaciones descrita ha sido una buena manera de

administrar los usuarios entre las redes 2G y 3G sin realizar ningún desembolso económico.

Figura 4-36. Accesibilidad de datos en las RNC tras la optimización.

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5 RESULTADOS GENERALES, LÍNEAS FUTURAS DE ACTUACIÓN

Para conseguir mantener el estado final de la red, donde hemos mejorado notablemente el área de cobertura y la

accesibilidad de la red, se debe mantener una parametrización restrictiva como venímos detallando hasta ahora.

Para ello, sería imprescindible solucionar los problemas hardware de los emplazamientos, las soluciones

propuestas hasta ahora son para paliar las carencias hardware como por ejemplo es el problema de los TRX

caídos en la mayoría de los emplazamientos.

Posteriormente, una vez la operadora tenga certeza de que tiene un hardware con un índice de indisponibilidad

bajo, se debería optimizar de nuevo las parametrizaciones modificadas, para poder aprovechar el máximo

potencial de cada equipo hardware, habilitando el frequency hopping en aquellas estaciones donde lo hemos

desactivado.

La mejora hardware traerá de la mano una descongestión de la red, ya que cada estación base será capaz de

asimilar mayor flujo de tráfico de voz y de datos, por lo que la red de 2G y 3G podría tener una mayor

accesibilidad y por tanto una mejora en la percepción del cliente.

Por último, una vez la operadora tenga estabilizados los KPIs, debería hacer un estudio de mercado, ya bien sea

recogiendo quejas de clientes o bien haciendo un drive-test alrededor de la zona de cobertura, para poder tener

un estudio real de las zonas de cobertura donde se debería hacer una segunda optimización más fina.

Alcanzados estos valores y pautas, la red nacional de Guinea Ecuatorial podría ser comparada con otras redes

nacionales europeas. Las siguientes capturas de pantalla, muestran las fluctuaciones que se vieron a lo largo del

proyecto en la red de 3G. Por desgracia, estas gráficas no fueron estudiadas por mí mismo en el proyecto, sino

por un antiguo compañero, ya que la empresa en la que me encontraba causaba baja en el proyecto en el mes de

noviembre de 2.016.

Figura 5-1. Accesibilidad final 2G voz RNC Malabo.

Resultados generales, líneas futuras de actuación

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Figura 5-2. Accesibilidad final 2G datos RNC Malabo.

Figura 5-3. Accesibilidad final 3G voz RNC Bioko.


Figura 5-4. Accesibilidad final 3G datos RNC Bioko.

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REFERENCIAS

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[2] Especificaciones Sistema GSM. Apuntes de la Universidad Politécnica de Madrid.

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Arquitectura Sistema Global para comunicaciones móviles.

Alcatel-Lucent OMC-R GettingStarted.

Alcatel Operation and Maintenance Center Radio (OMC-R).

Comunicaciones Móviles. Autor, José María Hernando Rábanos.

Apuntes asignatura Fundamentos de Radiocomunicación.

Frequency Hopping. Foro TelecomHall.

Alcatel (2008) Alcatel-Lucent UTRAN ParametersDescription.

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Timing Advance. Foro TelecomHall.

Canales lógicos en el sistema GSM. Biblioteca virtual. Planificación de red GSM/GPRS/EDGE.

Huawei Robust Air Interface Signaling Feature Parameter Description.

trabajo de fin de grado - universidad de...

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