capítulo 4: diseño radio -...

Integración de una Estación Base en una Red Móvil Existente Capítulo 4

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Capítulo 4: Diseño Radio 4.1.- Zona a cubrir

Una vez que ha terminado el proceso de adquisición y tenemos candidato definitivo empieza el proceso del diseño radio del emplazamiento. En la búsqueda del emplazamiento teníamos definida una zona de búsqueda que correspondía con la zona de ausencia o menor cobertura que se pretende cubrir.

Ya con el emplazamiento definitivo adjudicado, tenemos que diseñar cómo se

configurará este sitio, de manera que cubra toda la zona que se pretende. Es necesario comentar las diferentes casuísticas dependiendo de las

características del candidato puesto que si este candidato se trata de un emplazamiento existente (cosite) de otra tecnología, la zona a cubrir, en principio, sería la misma que la del emplazamiento ya instalado para mantener la homogeneidad de las redes del operador. Incluso si la tecnología existente es DCS y se pretende instalar GSM900, esta última se instalaría para cubrir las deficiencias de lo existente.


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4.2.- Diseño de celdas

Una vez que tenemos perfectamente definidos tanto el candidato definitivo donde vamos a instalar nuestro emplazamiento y la zona que debe cubrir este nuevo elemento de red pasamos a una primera fase del diseño de las celdas que formarán parte de este emplazamiento.

Este prediseño de celdas se realiza en función de la posición del nuevo elemento

de red y la zona a cubrir, junto con los datos obtenidos en el proceso de adquisición del candidato y las estimaciones de servicio de este site.

En el siguiente apartado se acordará, in-situ, la configuración definitiva del site,

pero antes de llegar a la fase de replanteo es necesario tener un prediseño o diseño nominal deseado para que de esta forma, en la fase de replanteo, intentemos ajustarnos lo más posible a lo deseado.

En este prediseño o diseño nominal de celdas se analizan diferentes

características del futuro emplazamiento. Hay que recalcar que estos datos pasarán a ser definitivos en la fase de replanteo, siendo este primer diseño solamente un boceto de la configuración deseada. Las características más importantes o influyentes pueden ser las siguientes:

• Zona a cubrir: es deseable que la configuración del nuevo emplazamiento pueda cubrir toda, o al menos gran parte de ella, de la zona de búsqueda o zona de defecto de cobertura que se pretende cubrir. Para ello se tiene que ajustar o definir características y configuraciones como las que se indicarán.

• Número de sectores: se trata del número de celdas de las que constará nuestro

emplazamiento. Dependiendo de la posición del emplazamiento y de la zona que se pretende cubrir se definirán un número de sectores que normalmente varían entre 1 y 3 sectores por emplazamiento, siendo la configuración más común la de 3 sectores por site. Además de la ubicación del site y de la zona a cubrir, en la elección del número de sectores dependen también las características de las antenas a instalar tal y como se indicará en los siguientes puntos.

• Orientación de los sectores: dependiendo del número de sectores a instalar y las

características de estos se elegirá una orientación para estos sectores de manera que sea óptima para cubrir la zona de deficiente o nula cobertura. También hay


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que tener en cuenta los demás elementos de la red para que con la orientación elegida de los sectores no se produzca una interferencia o solapamiento no deseado.

• Ancho de haz de las antenas: se trata del ancho de haz tanto vertical como

horizontal correspondientes a la antena a instalar por sector. Este ancho de haz vertical u horizontal definen, junto con la ganancia, el patrón de radiación de la antena.

o Ancho de haz vertical: Es usual y recomendable usar antenas de ancho de

haz vertical de unos 7º en las estaciones base, de esta forma no es extremadamente directivo como podría darse el caso de una antena yagi de unos 4º-5º, ni un ancho vertical mayor que no sería eficiente en estos casos.

o Ancho de haz horizontal: En el caso de las antenas destinadas a

estaciones base existen mayoritariamente dos grupos de antenas dependiendo de su ancho de haz horizontal. Estas son las que poseen un ancho de haz de unos 65º y las que poseen un ancho mayor de unos 90º. También existen antenas omnidireccionales cuyo diagrama de radiación abarca un ancho horizontal completo llegando a los 360º. Es recomendable usar en entorno urbano antenas con un ancho de haz horizontal de 65º, siendo las de ancho 90º usadas en mayor medida en los entornos rurales.

• Downtilt: se trata de la inclinación vertical de la antena en referencia al centro

del haz vertical. El downtilt (inclinación hacia abajo) se usa para direccionar el haz vertical de la antena hacia la zona a cubrir de manera que podamos cubrir la zona deseada sin que exista subalcance o sobrealcance. Existen dos formas para aplicar el downtilt:

o Downtilt mecánico: se trata de un dispositivo mecánico que se coloca

entre la antena de la estación base y el mástil de sujeción que permite cabecear la parte alta de la antena de manera que se puede inclinar hacia abajo. Este dispositivo suele ser una placa en forma de V que se abre más o menos en función de los grados de DT que se pretenden dar.


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Figura 4.1.- Pieza para downtilt mecánico

o Downtilt eléctrico: se trata de un nuevo dispositivo que traen consigo la mayor parte de las antenas actuales que permiten mediante el giro una varilla bajar el diagrama de radiación verticalmente orientando los propios dipolos de la antena.

Figura 4.2.- Dispositivo para downtilt eléctrico

A continuación ilustraremos un caso hipotético de zona que se pretende cubrir con un solo emplazamiento. Suponemos que la adquisición del candidato definitivo no se encuentra en el centro de la zona de búsqueda sino desplazado ligeramente hacia el norte. En este caso, y teniendo en cuenta la superficie a cubrir, elegiremos la instalación de tres sectores con orientaciones específicas para cubrir toda la zona. Para la elección ideal de la orientación se pueden usar software de cálculo de cobertura (Atoll, Netact…) pero debido a elementos no recogidos en estos software (edificios, obstáculos, árboles…) es más eficiente la elección del ingeniero que acude al replanteo según su experiencia y basándose en la ubicación definitiva. En la elección de las orientaciones hay que tener en cuenta que los haces horizontales de los sectores adyacentes no se solapen:


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Figura 4.3.- Orientación deseada de sectores

4.3.- Replanteo

Una vez que tenemos la idea de nuestro prediseño de las celdas deseadas, junto con algunas características obtenidas a partir de los datos de la adquisición del candidato, llega el momento de plasmarlas e intentar adaptar estas necesidades al emplazamiento físico que nos aplica.

En la fase de replanteo debe quedar plasmada la configuración definitiva a

instalar de los diferentes elementos físicos necesarios para nuestra estación base. En esta fase están involucrados los diferentes departamentos de un operador.

En primer lugar debe haber un representante de adquisiciones puesto que este

agente de adquisiciones es el responsable de la concesión del candidato por parte del propietario de la finca mediante un contrato de arrendamiento, tal y como se indicó en el capítulo anterior a éste. Es este agente quien gestiona el acceso con el propietario e indica los acuerdos sobre limitaciones de construcción, exigidos por la propiedad, que se han recogido en el contrato.


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En segundo lugar debe acudir un representante de obra civil, que se encargue de la supervisión de lo que se pretende instalar. Este agente debe indicar la viabilidad o no viabilidad de lo que se pretende instalar teniendo en cuenta multitud de factores, desde las propias deficiencias o limitaciones estructurales del edificio donde se vaya a instalar la estación base hasta las posibles limitaciones, normas o leyes tanto a nivel nacional como local que apliquen en el ámbito de arquitectura civil o instalaciones de telecomunicaciones.

En tercer lugar acude el personal de ingeniería que es el encargado de realizar el

proyecto. Este personal debe recoger toda la información que en el replanteo se acuerde para realizar los planos del proyecto y tras esto comenzar la instalación de todos los elementos necesarios. Se necesita recoger multitud de información, desde la propia configuración radio del emplazamiento hasta características infraestructurales del edificio, sin olvidar otros temas importantes como acometida eléctrica, pilares de carga...

En cuarto y último lugar debe acudir el ingeniero de radio, el cual debe intentar

ajustar la configuración del emplazamiento según las necesidades analizadas en el prediseño. Hay que tener en cuenta que el ingeniero radio es el que tiene la mayor responsabilidad ya que la finalidad del emplazamiento es que funcione eficientemente para lo que se ha diseñado por lo que los demás departamentos o representantes se deben ajustar lo más posible a las necesidades que solicite el ingeniero de radio. De esta manera se llega a un acuerdo en la instalación definitiva que siempre debe constar con el beneplácito del ingeniero para validar la opción elegida.

Además de definir los datos radio, el ingeniero de acceso radio que acuda debe

indicar la solución de transmisión del emplazamiento para conectar esta nueva estación base a la red existente. En una red de transmisión mediante enlaces de microondas, el ingeniero debe indicar las parábolas a instalar tanto en el emplazamiento nuevo como en el emplazamiento que se usará como remoto diciendo también tamaño de parábolas, azimut y altura a instalarlas teniendo en cuenta que debe existir línea de vista entre ambos emplazamientos. El tema sobre la trasmisión lo analizaremos en el siguiente capítulo de forma más ampliada puesto que es necesario realizar un prediseño del enlace de transmisión para definir las características de los equipos y parábolas a instalar.


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4.3.1.- Sistema radiante a instalar

El conjunto del sistema radiante está formado mayoritariamente por el cableado y las antenas a instalar junto con diferentes elementos o dispositivos dependiendo de la configuración final.

• Cables:

La función del cableado es conectar antenas instaladas para transmisión y recepción con los bastidores instalados donde se encuentran los TRXs y sistemas de control. Este cometido se debe realizar con el mínimo de pérdidas posibles, o al menos con unos niveles de pérdidas permitidos.

El cableado que se instala en sistemas de microondas o telefonía celular se trata de cable coaxial para radiofrecuencia. Este tipo de cable coaxial se presenta en tres calibres que son los mayormente usados para estos menesteres. Estos diámetros en pulgadas son los siguientes: 1/2”, 7/8” y 1 5/8”. La utilización de diferente grosor del cableado viene determinada por las pérdidas acumuladas debido a la longitud que se pretende instalar, es decir, el calibre del cableado será mayor cuanto mayor sea la distancia de la tirada de cables.

A continuación se presenta una tabla con las características de dichos cables, que varían ligeramente según distintas marcas y modelos debido a las características de los materiales con los que están elaborados:

Calibre del cable

(pulgadas) Calibre del cable (mm)

Pérdidas (1700MHz) dB/100m

Pérdidas (2000MHz) dB/100m

Radio Curvatura

mínimo (mm)

1/2" 12,7 mm 10,3 dB/100m 11,2 dB/100m 125 mm

7/8" 22,2 mm 5,89 dB/100m 6,47 dB/100m 250 mm

1 5/8" 41,275 mm 3,71 dB/100m 4,09 dB/100m 510 mm

Figura 4.4.- Calibre cableado


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Se puede consultar un ejemplo de hoja de características de estos cables en el capítulo de anexos.

Como se puede observar en la tabla de características anterior, las pérdidas de estos cables no solo dependen de la longitud sino también de la frecuencia de la señal que transporten. En este caso se ha indicado, a modo de ejemplo, las pérdidas para frecuencias de 1700 MHz y 2000 MHz, que son cercanas a nuestras tecnologías de DCS1800 y UMTS, siendo las pérdidas para GSM900 menores.

Por esto último el calibre de cable a utilizar en nuestro emplazamiento depende de los dos factores siguientes:

• Longitud de tirada de cableado • Frecuencia que transporten

Estos dos factores nos determinan el calibre del cable a utilizar teniendo en

cuenta que la recomendación de pérdidas permitidas no superen los 3 dB. En estas pérdidas máximas permitidas en el SSRR (Sistema Radiante) también deben estar incluidas las pérdidas de conectores y demás dispositivos o elementos que se introduzcan en el SSRR.

Con esto anterior, tendremos una tabla con la recomendación de calibre del cable

según las longitudes de tirada y la frecuencia:

Tecnología Tirada de

cables (metros)Calibre del cable

(pulgadas)

d<25 1/2"

25<d<50 7/8" GSM900

d>50 1 5/8"

d<20 1/2"

20<d<37 7/8" DCS1800

d>37 1 5/8"

d<20 1/2"

20<d<37 7/8" UMTS

d>37 1 5/8"

Figura 4.5.- Calibre según distancia y tecnología


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Hay que tener en cuenta que esta tabla se trata de una recomendación para casos

básicos puesto que existen diferentes configuraciones en las que hay que añadir otros dispositivos o elementos en el SSRR que hacen que aumenten las pérdidas por lo que no nos podríamos permitir niveles de pérdidas altos en el cableado. También puede ocurrir que por limitaciones de la infraestructura no se permita la tirada de calibres grandes ya sea por tamaño o por el radio de curvatura necesario.

• Elementos diversos SSRR:

Una vez que tengamos definido el calibre y longitud de la tirada de cable, son necesarios distintos elementos y dispositivos para la conexión con las antenas y los bastidores. Estos elementos variarán según las distintas configuraciones que se indicarán más adelante.

Enumeraremos y describiremos diversos elementos que nos pueden aparecer en el SSRR a instalar:

o Conectores: terminaciones en los cableados o adaptadores para conectar

en las bocas de las antenas y/o bastidores. Normalmente en antenas de telefonía móvil los conectores más utilizados son los 7/16 o conector N.

Figura 4.6.- Conectores

o Latiguillos: conexiones necesarias para reducir el calibre de cable del

tipo de 7/8” o 1 5/8 y poder adaptarlo a las bocas de las antenas o bastidores con mayor flexibilidad en la conexión.

o Descargadores: dispositivos que se colocan al terminar el cableado, justo

antes de conectarlo al bastidor mediante un latiguillo. Estos dispositivos se utilizan para eliminar los picos de corrientes, descargas, etc…mayormente producidas por tormentas con aparato eléctrico.


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Figura 4.7.- Descargador

o Diplexores: dispositivos que se utilizar para unir y separar dos

tecnologías distintas. Pueden ser DCS1800/UMTS, DCS1800/GSM900 o UMTS/GSM900. Se utilizan mayoritariamente para usar una sola tirada de cableado para ambas tecnologías, aunque también se pueden utilizar para separar dos frecuencias que se obtienen de un mismo sistema radiante (antena broadband y cable) y de esta manera utilizar ambas señales para distintos bastidores. Existen simples (una entrada y dos salidas) y dobles (dos entradas y dos salidas) equivalente a dos simples.

Figura 4.8.- Diplexores

o Combinadores: dispositivos que se utilizan para combinar la misma

tecnología. Mayormente usados para que una misma señal procedente de un mismo sistema radiante pueda ser usada por varios bastidores (al ser de la misma tecnología suelen ser cada bastidor de un operador distinto).

Figura 4.9.- Combinador


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o Otros elementos: nos podemos encontrar algunos elementos más en el

sistema radiante, sobre todo elementos de construcción y acople como pueden ser rejiband, grapas, morsetos, pasamuros, etc.

• Antenas:

Durante el replanteo del emplazamiento debemos elegir las antenas a instalar

dependiendo, claro está, de las tecnologías que deseemos implementar. Tendremos que tener en cuenta la ganancia que necesitaremos (emplazamiento micro o macro) y las características de la antena como ancho de haz o downtilt permitido ya que son características que hemos prediseñado para nuestras celdas.

Existen dos características importantes que definen el tipo de antena a instalar, esas características son las siguientes:

• Tecnología que implementan: se trata de la tecnología que soporta la antena en

cuestión, según esto las podemos dividir en tres grandes grupos que son monobandas, duales y tribandas.

• Tamaño de la antena: se trata de la longitud que tiene la antena, cuanto mayor

tamaño tiene mayor ganancia. Hay que tener en cuenta que a menor frecuencia la antena es mayor por lo que las antenas de GSM900 serán mayores que las de DCS o UMTS. Además de esto hay que tener en cuenta que el ancho de la antena será mayor a medida que soporte más tecnologías.

A continuación describiremos los distintos tipos de antenas indicando algún

modelo comercial en concreto de los cuales se pueden observar sus características técnicas en el capítulo de anexos.

o Monobandas: estas antenas solamente permiten el paso del rango de frecuencias de una tecnología. Hay que tener en cuenta que para las tecnologías de DCS y UMTS al estar en un rango de frecuencias cercano, existen antenas que permiten la transmisión/recepción de los dos rangos. Estas antenas son llamadas “broadband” o de banda ancha. Ejemplos de modelos de estas antenas pueden ser las siguientes:

Monobanda DCS1800: Kathrein 742215 (longitud 1,3m) Monobanda UMTS: Powerwave 7721 (longitud 1,3m) Monobanda GSM900: Jaybeam 5265100/102 (longitud 2m/2,6m)


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o Duales: estas antenas permiten el paso de dos rangos de frecuencias

correspondientes a dos tecnologías mediante salidas separadas. Ejemplos de modelos de estas antenas pueden ser las siguientes:

Dual DCS/UMTS: Powerwave 7760 (longitud 1,3m) Dual DCS o UMTS/GSM900: Powerwave 7752 (longitud 2m) Dual DCS o UMTS/GSM900: Powerwave 7755 (longitud 2,6m)

o Tribandas: estas antenas permiten el paso de tres rangos de frecuencias

correspondientes a las tres tecnologías DCS1800, UMTS y GSM900 mediante salidas separadas. Ejemplos de modelos de estas antenas pueden ser las siguientes:

Tribanda DCS/UMTS/GSM900: Powerwave 7782 (2m) Tribanda DCS/UMTS/GSM900: Powerwave 7785 (2,6m)

4.3.2.- Equipos / bastidores a instalar

Los equipos y bastidores a instalar también deben definirse en el replanteo. Los equipos elegidos deben ser los apropiados tanto para la tecnología a implementar como para la infraestructura donde vayan ubicados.

Según sea la infraestructura los bastidores se dividen en:

• Bastidores Indoor:

Estos bastidores se caracterizan porque es necesario que se instalen en una ubicación cerrada y acondicionada. Es común en las instalaciones de telefonía móvil instalar casetas de fibra de carbono o cemento en la que además de los propios bastidores se acondicionan con elementos de energía (baterías, convertidores de corriente…) y aire acondicionado.


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• Bastidores Outdoor:

Este tipo de bastidores permiten la instalación en intemperie puesto que su diseño estanco lo aísla de condiciones atmosféricas adversas. En este tipo de bastidores está incluida la parte de energía y el aparato de refrigeración.

Según la tecnología los bastidores los podemos clasificar en:

• Bastidores DCS1800:

Estos bastidores permiten la implementación de la tecnología DCS1800 mediante los combinadores y TRXs que se introducen en él.

• Bastidores GSM900:

Estos bastidores permiten la implementación de la tecnología GSM900 mediante

los combinadores y TRXs que se introducen en él.

• Bastidores UMTS:

Estos bastidores permiten la implementación de la tecnología UMTS mediante las tarjetas que se introducen en él.

Otra diferencia de los equipos, además de la tecnología y su capacidad de instalación en interior o exterior es la propia marca comercial. Aunque equipos de distintas marcas comerciales puedan implementar de la misma forma una tecnología, la configuración y los parámetros que son necesarios para que lleve a cabo este cometido es diferente.

A continuación ilustraremos algunos ejemplos de bastidores de varias marcas comerciales usadas por los diferentes operadores móviles.

A medida que los operadores solicitan equipos más polivalentes, las distintas

marcas comerciales se esmeran en satisfacer estas necesidades sacando al mercado equipos con mayor capacidad, mayor eficiencia, que permiten distintas tecnologías y más versátiles en sus diferentes instalaciones.

Vemos algunos ejemplos de la variedad de equipos comercializados:


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o Tipo Bastidor: Indoor o Tecnología: DCS1800 / GSM900 o Marca comercial: Siemens o Modelo: Serie BS240

Figura 4.10.- Bastidor BS240XLII

Los equipos de marca Siemens de la serie BS240 permiten la implementación de

las tecnologías DCS1800 y GSM900 incluso en el mismo bastidor. Existen varios modelos dentro de la serie BS240 que se diferencian sobre todo

en la capacidad que poseen. Según aumenta el tamaño del equipo es posible incluir más TRXs, hasta un total de unos 12TRXs, y aumenta la posibilidad de incluir más sectores, hasta un total de unos 6 sectores por bastidor.

También existe un equipo con idénticas características pero para intemperie, es

decir, bastidor outdoor. Este modelo sería el BS241.


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o Tipo Bastidor: Indoor o Tecnología: DCS1800 / GSM900 / UMTS (puede alojar equipo UMTS) o Marca comercial: Nokia o Modelo: Serie Ultrasite

Figura 4.11.- Bastidor Ultrasite

Este equipo de la marca comercial Nokia, es similar al anterior que hemos visto

de Siemens. Al igual que su competidor, este bastidor puede alojar en su interior TRXs tanto de DCS1800 como GSM900 con capacidades similares a él.

La peculiaridad que tiene este equipo es que puede alojar en su interior un nuevo

equipo diseñado por Nokia que implementa la tecnología UMTS. Este equipo, llamado Nodo Flexi, lo ilustraremos a continuación.

También existe un equipo análogo pero para intemperie, es decir, bastidor

outdoor. Este modelo sería el Ultrasite outdoor.


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o Tipo Bastidor: Indoor / Outdoor o Tecnología: UMTS o Marca comercial: Nokia o Modelo: Flexi

Figura 4.12.- Bastidor Flexi

Este equipo de la marca comercial Nokia, permite implementar la tecnología

UMTS. La peculiaridad que tiene este equipo es que es muy versátil, puesto que puede

instalarse de diferentes formas. Es posible su instalación en exterior y en interior, se puede alojar en su interior de bastidores Nokia, tanto preparados exclusivamente para él o no, tal y como hemos visto en el ejemplo anterior del Ultrasite. Además de esto, este equipo al estar dividido por módulos, módulo sistema y módulo remoto, es posible instalarlo de forma independiente y de manera estructural.

Podemos instalar un módulo remoto por cada uno o dos sectores, pudiendo

instalar dicho módulo remoto en cualquier parte separado del módulo sistema. En el caso que su instalación sea separada, ambos módulos irían conectados mediante fibra óptica.

La conexión entre módulos remotos y antenas paneles se realiza mediante cable

coaxial tal y como indicamos en el apartado de sistema radiante.

Su marca competidora Siemens, ha elaborado un equipo similar mediante cabezas remotas cuya denominación es RSU-380.


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4.3.3.- Configuración a instalar

Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores del sistema radiante y de los equipos y bastidores de diferentes características, tenemos que indicar la configuración de conexionado o diagrama de conexionado.

Una vez llegados a este punto, tenemos claro y definido el equipo a instalar, las

antenas necesarias, las consideraciones en el tipo de cableado y las recomendaciones para diseñar las celdas mediante diferentes anchos de haz de los paneles escogidos y el azimut elegido.

En este punto es cuando calculamos el downtilt necesario, y definimos el

diagrama de conexionado según las características de la situación en la que nos encontremos.

Las diferentes configuraciones van desde la instalación de antena, bastidor y

sistema radiante independiente para cada tecnología hasta casos especiales en los que se comparten antenas, cableado, etc…

Existen también casos de configuraciones para dotar de cobertura no a una zona

urbana o rural en concreto, como hasta ahora estamos argumentando, sino a locales o áreas comerciales que atraen a muchas personas a sus instalaciones por lo que las operadoras necesitan dar servicio a sus clientes.

De esta forma, las operadoras realizan diseños especiales en áreas y centros

comerciales e incluso instalan equipos necesarios para ofrecer cobertura a grandes clientes o empresas.

Tal y como hemos indicado, estudiaremos el downtilt a aplicar e ilustraremos distintas configuraciones a modo de ejemplo.

• Cálculo de Downtilt:

Para el cálculo de downtilt tenemos que tener en cuenta varios factores. El principal de ellos es conocer la zona a cubrir por el sector. Una vez tengamos este dato necesitaremos conocer la distancia máxima donde queremos que llegue nuestro sector, y la diferencia de alturas entre la zona a cubrir y nuestra antena panel.


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Con esto, elaboramos el siguiente esquema:

Figura 4.13.- Esquema Downtilt

Donde:

H = diferencia de cota entre el punto central donde queremos direccionar nuestro haz principal y la antena panel instalada. VBW = Ancho de haz vertical de la antena. Este ancho de haz en antenas utilizadas para telefonía móvil suele ser de unos 6º. DT = Downtilt. Inclinación del haz principal de la antena panel.

D = distancia desde nuestra antena hasta donde llegará el centro del haz principal.

D1 = distancia mínima donde llegará nuestro haz principal. Suponemos una diferencia en grados con respecto al centro del haz de -3º.

D2 = distancia máxima donde llegará nuestro haz principal. Suponemos una diferencia en grados con respecto al centro del haz de +3º.

Una vez hemos tenemos claro el alcance de nuestro sector, podemos obtener el downtilt, la distancia mínima y máxima mediante las siguientes fórmulas:

)2

tan(1

VBWDT

HD+

= )

2tan(

2VBWDT

HD−

=

)tan(DTHD = )(tan 1

DHDT −=


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Mediante estas fórmulas podemos calcular el downtilt exacto deseado para que nuestro sector no tenga ni subalcance ni sobrealcance. Usando estas ecuaciones podemos generar una tabla que nos ayudará a elegir el downtilt más apropiado.

Figura 4.14.- Tabla downtilt distancia del centro del haz

Figura 4.15.- Tabla downtilt distancia máxima del haz


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• Diagramas de configuraciones:

A continuación ilustraremos diferentes configuraciones del sistema radiante y de

los equipos en diferentes casuísticas.

o Configuración básica antena monobanda:

Figura 4.16.- Configuración básica monobanda

o Configuración básica antena dual:

Figura 4.17.- Configuración básica dual


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o Configuración básica antena tribanda:

Figura 4.18.- Configuración básica tribanda

o Configuración con diplexor (cableado existente):

Figura 4.19.- Configuración con diplexor


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o Configuración con combinador (mismo SSRR para la misma tecnología):

Figura 4.20.- Configuración con combinador

En estas imágenes anteriores se puede observar los diferentes esquemas de configuración más comunes. Hay que tener en cuenta que estos esquemas se han ilustrado para un solo sector ya que se ha dibujado solamente una antena.

Esta antena, como viene siendo habitual últimamente, es crosspolar, por lo que

para cada tecnología que implemente tiene dos bocas de entrada. Se han ilustrado también un par de casos en los que se usa el mismo sistema

radiante para dos tecnologías diferentes (uso de diplexor) y para el uso de la misma tecnología (uso del combinador).


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4.4.- Documentación asociada

Una vez esté claro todo lo que se pretende instalar es necesario documentarlo para que quede constancia de la configuración que se ha elegido en consenso con los diferentes departamentos implicados.

La primera documentación que hay que completar es en el propio replanteo donde se rellena un acta con las decisiones a las que se ha llegado. Estos datos, a modo de boceto, serán usados para generar la documentación definitiva.

La documentación definitiva consta mayoritariamente de dos documentos, uno de ellos refleja los datos de la configuración radio elegida por el ingeniero. El otro documento se trata de un proyecto de obra civil en el que se incluyen planos de la obra a realizar con el máximo detalle.

Siendo fieles al alcance del proyecto, en el que estamos ilustrando cada uno de los pasos poniendo ejemplos de las diferentes fases de los procesos, anexaremos a continuación un ejemplo de documentación definitiva, tanto de la parte del ingeniero radio como de la parte del proyecto de obra civil.

• Documentación de configuración radio asociada al emplazamiento:

En este documento se recogen los elementos que se instalan en la configuración elegida para el site. Se deben rellenar tanto campos elementales de ubicación, situación y nomenclatura del emplazamiento como campos que hacen referencia al tipo de infraestructura, alturas, tipos de antenas instaladas, etc.

Por lo tanto este documento de archivo, que reflejará en todo momento lo que en

el emplazamiento existe, debe estar actualizado con campos como los siguientes:

o Nombre, dirección y coordenadas del emplazamiento. o Fecha o versión del documento. o Número sectores, bastidor instalado, estructura instalada. o Número, modelo, orientaciones y características de las antenas. o Altura antenas e infraestructura respecto al suelo y una referencia. o Calibre del cableado y longitud del mismo. o Comentarios y otros elementos relevantes.


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Figura 4.21.- Documentación Final Emplazamiento


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• Documentación de obra civil asociada a la construcción del emplazamiento:

En este documento se recogen los elementos que hacen referencia a la obra civil. Se trata de un documento con el candidato y emplazamiento a escala y acotado perfectamente que reproduce la situación constructiva deseada.

Figura 4.22.- Documentación obra civil edificio


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Figura 4.23.- Documentación obra civil torre


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4.5.- Dimensionamiento portadoras / capacidad.

El objetivo del dimensionamiento de una red móvil y por lo tanto de un emplazamiento en concreto es conseguir un equilibrio entre la calidad y el número de radiocanales puestos a disposición de la red.

Hay que tener en cuenta que cuando hablamos de portadoras o TRXs, nos

referimos a un canal físico, que en GSM posee una frecuencia central con un ancho de banda de 200Khz. Cada una de estas portadoras poseen 8 canales lógicos. Estos canales físicos se emplean tanto para control como para tráfico tal y como indicamos en el capítulo 2. Es habitual usar 1 o 2 canales logicos para control (CCH: broadcast, comunes o dedicados) y los demás para tráfico. Hay que tener en cuenta que estos canales de control se usarán solamente en la primera portadora, siendo las demás portadoras añadidas utilizadas íntegramente para tráfico. Es posible incluso que se dediquen canales para GPRS exclusivamente, si esto es así hay que tener en cuenta que estos canales no podrán ser usados para tráfico de voz.

La calidad se mide por un parámetro denominado Grado de Servicio o GOS

(“Grade of Service”). El GOS mide la dificultad de utilizar un canal cuando es necesario realizar una comunicación. El GOS se define así:

pGOS •= 100(%)

Desde el punto de vista del usuario, la llamada realizada puede frustrarse por bloqueo o por que el terminal destino esté apagado o fuera de cobertura. En estos últimos casos se descarta que la tentativa de llamada se pierda, además de la locución informativa que recibe el llamante. Por lo tanto:

cb ppp •−−= )1(1

Siendo cp la probabilidad de cobertura, que es un objetivo de la red celular y

bp la probabilidad de bloqueo, que es mediante la que se dimensiona un sistema de

llamadas perdidas. Esta probabilidad de bloqueo se calcula mediante la fórmula de Erlang B, dada por:

),( ANBpb =


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Los valores de la fórmula de Erlang B se pueden obtener de figuras o tablas, donde relaciona tráfico, número de canales y probabilidad de bloqueo. Sirva como ejemplo la siguiente tabla:

Figura 4.24.- Tabla Erlang-B

Para el dimensionamiento es necesario conocer la previsión de tráfico A por

celda así como la densidad de tráfico cSA /=ρ , siendo cS el área celular.

Estos valores de tráfico se pueden obtener mediante un análisis poblacional y

mediante encuestas para estimar unos valores junto con una proyección de cierto avance futuro. En el caso que nos compete en este proyecto, que se trata de la introducción de un nuevo elemento de red dentro de una red existente, estos valores se pueden intuir mediante el dimensionamiento actual de las celdas vecinas o incluso de la experiencia en el dimensionado o redimensionado de zonas de similares características. Hay que tener en cuenta que en entorno urbano la densidad de tráfico no es constante en las celdas sino que tiene a crecer en el centro o zonas de concentración de trabajadores en horas laborales y a decrecer en la periferia. Suponiendo que conocemos o estimamos una densidad de tráfico existen dos posibilidades de dimensionamiento del emplazamiento: • Cálculo del radio celular, conociendo el número de canales de tráfico C

asignados a la celda o al sector.

Se debe obtener la intensidad de tráfico para C canales con una probabilidad de bloqueo bp , mediante la fórmula Erlang B inversa:

),(1 CpBA b

−=

La superficie S del sector en la que se ofrece el nivel de tráfico A es:


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kRAS

233 2

==ρ

Obtendremos el radio celular R, despejandolo de la anterior fórmula y teniendo

en cuanta que k es el número de sectores por celda y ρ la densidad de tráfico:

ρ332 kAR •

=

• Cálculo del número de canales para un radio celular dado.

Teniendo el radio celular y la densidad de tráfico supuesta, se obtiene la

intensidad de tráfico A:

ρkRA

233 2

=

Con estos datos se aplica la función de Erlang B inversa dándonos el valor C de canales necesarios:

),(1bpABC −=

Aunque se puede dimensionar empíricamente la célula en función de todos estos parámetros de los que depende, no llega a ser una mera aproximación estadística según unos valores objetivos obtenidos de otros elementos de la red o supuestos mediante encuestas o estudios comerciales. A menudo los operadores, cuando se encuentran en el caso de dimensionar la capacidad de un nuevo elemento que se inserta en una red existente, desisten de realizar estos cálculos puesto que tienen marcadas unas pautas en función del tipo de entorno al que se enfrentan.

Esto junto a la experiencia en otras zonas similares o de iguales características

hace que se apliquen unos criterios “por defecto” que pueden ser modificados si el ingeniero de diseño lo requiere para el caso. Claro está que estos criterios no son iguales para todas las operadoras puesto que unas tienen más abonados que otras.


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Un ejemplo de criterio “por defecto” de asignación de portadoras según el entorno puede ser el siguiente:

Entorno Tipo tráfico Número

portadoras Anual 4

Estacional 5* Urbano denso Eventual 6*

Anual 3 Estacional 3 Urbano Eventual 4*

Anual 2 Estacional 2

Rural - Extraurbano

Eventual 2 Anual 1

Estacional 2 Vehicular Eventual 1

Figura 4.25.- Asignación portadoras “por defecto” según entorno

El tipo de entorno suele ir asociado a la población, separando el entorno urbano del rural si la población supera o no los 3 o 4 mil habitantes. El tipo de tráfico indica si la zona posee un tráfico relativamente constante anualmente, presenta un pico de tráfico durante un período relativamente largo de tiempo durante una estacionalidad (verano, navidades, semana santa…) o presenta un pico de tráfico de un período corto debido a alguna causa planificada (eventos deportivos, congresos…). Se ha indicado el símbolo “*” en alguna de las situaciones en las que es más difícil asignar un número de portadoras puesto que estas situaciones, aunque en similares circunstancias, pueden resultar muy distintas debido al número de posibles usuarios a los que aplique.

Podemos realizar el dimensionado de portadoras de nuestro emplazamiento en cada sector calculando la media de tráfico de los sectores de los emplazamientos vecinos, puesto que es un dato que conocemos de la red existente, ajustándolo al nuevo entorno.

Obteniendo la media del tráfico mensual de los sectores vecinos a cada uno de

nuestros sectores, aplicaremos un porcentaje de incremento en el tráfico, tanto por la nueva población que ahora está cubierta por el nuevo site como por el incremento real de tráfico que aumenta progresivamente.


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Hay que tener en cuenta varios factores para adaptar el tráfico bruto a la situación real. La idea es obtener el tráfico que soporta la celda en la hora cargada. Estos factores son los siguientes:

• Factor de carga mensual (fm): Relaciona el tráfico mensual con el tráfico diario.

Los minutos de uso mensuales de un usuario sólo son usados algunos días del mes. Se puede aproximar mediante datos empíricos o estadísticos que existen días del mes que no tienen la misma carga de llamadas, por ejemplo los fines de semana respecto a días laborables. Por lo tanto se tiene que este valor es de unos 20 a 24 días (suponiendo una distribución de tráfico uniforme de lunes a viernes considerando 4 semanas por mes con un porcentaje de un 100% o un 50% menos de tráfico los fines de semana respectivamente).

• Factor de carga diaria (fd): Relaciona el tráfico diario con el tráfico en hora

cargada. Los minutos de uso diarios sólo son usados durante algunas horas. Por lo tanto este factor suele tomar un valor de un 10%.

Con todo ello, obtendremos nuestro valor de medio mensual de tráfico en hora

cargada para cada uno de nuestros sectores. Mediante estos datos mensuales se obtendrán los canales de voz necesarios para cada uno de los meses y cada uno de nuestros sectores. Estos datos se obtienen mediante la distribución Erlang B y para una probabilidad de bloqueo bp que se suele tomar como un 2%. La opción de elegir el

dimensionamiento de estos canales puede ser variada. Se puede obtener el promedio de canales necesarios de voz en un año completo o se puede elegir el valor más alto de los canales necesarios para dimensionar nuestro sector. Una vez obtenido el número de canales de voz necesarios y teniendo en cuenta que hay que incluir tanto los canales de control como los dedicados a GPRS, en el caso que aplique, se obtienen las portadoras o TRXs necesarios por sector. A continuación se ilustrarán las operaciones de un ejemplo de cálculo de portadoras necesarias tomando como valores iniciales el tráfico medio mensual bruto de las celdas vecinas de cada uno de mis sectores. Aplicaremos un coeficiente de incremento de tráfico diferente para cada sector, ya que supondremos que cada uno dará servicio a más o menos habitantes: Sector 1: incremento del tráfico del 15%

Sector 1: incremento del tráfico del 10% Sector 1: incremento del tráfico del 20%


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Se opta por dimensionar cada uno de los sectores mediante el promedio de portadoras de los meses del año. Para el caso en el que el promedio resulte un número decimal, se opta por el entero superior para que nuestra celda no quede subdimensionada y provoque más bloqueos de los previstos. Hay que decir que el dimensionamiento mediante el cálculo del número de portadoras inicial puede no corresponderse con el tráfico realmente exigido para alguno de los sectores de nuestro emplazamiento. Esto se ajustará en la fase de optimización, redimensionando las portadoras mediante los datos reales obtenidos en nuestro emplazamiento.

Práctica común en las operadoras es tender a sobredimensionar ligeramente los emplazamientos para disminuir la tasa de bloqueos, ya que está relacionada, y dar una mejor calidad de servicio a sus clientes.


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4.6.- Datos radio.

Una vez tengamos nuestro emplazamiento definido y dimensionado es necesario generar unos datos radio para incorporarlo a la red a la que lo deseamos integrar. Estos datos radio definen el funcionamiento de nuestro emplazamiento dentro de la red móvil a la que pertenece.

Es necesario generar y definir multitud de parámetros para que tanto la red

conozca la existencia del nuevo emplazamiento, como nuestro emplazamiento conozca a la red a la que se incorpora.

Parámetros indispensables a definir en nuestro emplazamiento son los

siguientes: • Asignar frecuencias, según las portadoras dimensionadas en sistema GSM • Asignar scrambling codes a cada uno de los sectores en emplazamientos UMTS • Definir las vecinas tanto entrantes como salientes y tanto en GSM como en

UMTS

Existen muchos más parámetros de red a definir, que normalmente las operadoras tienen prefijados según cada caso concreto. Como ejemplo, existe un parámetro que define cuándo debe realizar handover un terminal que recibe cobertura de varias celdas o existe otro, denominado prioridad de capa o “priority layer”, que define qué celda tiene prioridad para dar servicio a un usuario móvil en el caso de que el terminal móvil reciba cobertura de varias celdas de distinta tecnología.

En este apartado nos centraremos en explicar cómo se realiza la elección de las

frecuencias portadoras o scrambling codes y cómo se definen las vecinas. Hay que tener en cuenta que en nuestro caso no estamos planificando una red móvil entera o parte de ella, sino que estamos integrando un nuevo emplazamiento dentro de una red existente, por lo que la elección de estos parámetros difieren ligeramente de cómo se definirían caso de planificar y diseñar una zona de la red en concreto.


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4.6.1.- Asignación de frecuencias / scrambling codes

Uno de los datos a generar más importantes es la asignación de frecuencias en el caso de tecnología GSM.

Lo primero que hay que tener en cuenta es que no estamos realizando un plan de

frecuencias de una zona o región en concreto ya que únicamente estamos integrando un nuevo emplazamiento dentro de un red ya existente.

El objetivo del plan de frecuencias es hacer homogéneo el nivel de interferencia

en toda la red radio, con el fin de garantizar un nivel de calidad uniforme a los usuarios. Caso de que nuestro emplazamiento haya sido dimensionado dentro de un

estudio de planificación de toda la red de la zona o región, es posible que ya se hayan reservado o estudiado cuáles frecuencias serían las óptimas para asignar a cada uno de los TRXs que se vayan a colocar. Como en la mayoría de los casos las redes ya están desplegadas desde hace años, se tratará este caso como no dimensionado previamente por lo que será necesaria la asignación de frecuencias de acuerdo con las frecuencias que ya estén asignadas en su entorno.

Para la asignación de frecuencias, cada operadora tiene asignado un rango por

tecnología por lo que el primer problema con el que nos encontramos es con el número de canales disponibles dentro de la banda en cuestión de GSM (tanto hablando de la tecnología DCS1800 o GSM900).

Debido a esto, la asignación de frecuencias que realizaremos en nuestro

emplazamiento deberá ser de tal manera que no se reutilice ningún canal ya usado en estaciones del entorno común de nuestro site debido a que esto provocaría interferencias. Tampoco sería posible reutilizar la misma frecuencia dentro de nuestro propio emplazamiento, en distinto sector, incluso es necesario dejar una separación mínima entre canales.

En sistemas donde los canales son reutilizados, debido a la limitación del

número de canales concedidos, la interferencia siempre existe por lo que hay que tener cuidado en la elección de los canales para minimizarla lo máximo posible sin sobrepasar los niveles exigidos que están en torno a una relación C/I mayor de unos 14dB u 11dB para control y tráfico respectivamente.


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Resumiendo pues, tenemos dimensionado nuestro emplazamiento y debemos asignar frecuencias a los TRXs que hemos decidido instalar teniendo en cuenta las siguientes limitaciones e indicaciones: • Frecuencia dentro del rango concedido. • Evitar frecuencias ya asignadas a vecinos. • Separación mínima de al menos una frecuencia con respecto a los vecinos. • Evitar frecuencias asignadas en mi emplazamiento (cosites). • Separación mínima de al menos una frecuencia con respecto a las de mi

emplazamiento.

En el caso de que nuestra asignación provoque unas interferencias mayores a las permitidas, se podrá optar por un análisis algo más detallado, realizado con medidas, para asignar una nueva frecuencia para el canal que supere las interferencias. Si esto no soluciona nuestro problema de interferencias sería necesario realizar un nuevo plan de frecuencias de la zona teniendo en cuenta todos los emplazamientos de dicha región. Este paso solo se daría en casos extremos en los que no fuese posible asignar una frecuencia libre de interferencias o en un proceso de optimización de la red independiente a la integración del nuevo emplazamiento.

Siendo fieles al alcance y contenidos de este proyecto, vamos a ilustrar, a modo de ejemplo un supuesto caso en el que se buscarán las frecuencias más convenientes para nuestro emplazamiento. Tras esto usaremos este mismo ejemplo para el siguiente apartado de asignación de vecinas. Ilustraremos un caso en entrono rural-vehicular en el que el número de vecinos no sea excesivo para explicar de manera menos tediosa la elección de frecuencias. Nos encontramos entonces en el siguiente supuesto marco: • Nuestro emplazamiento:

o Integramos un nuevo emplazamiento con la tecnología GSM900. o Posee dos sectores de GSM900 con los siguientes azimuts, sector 1: 60º

y sector 2: 320º. o Lo denominaremos EBx_001. Sustituyendo la letra “x” por 1800, 900 o

UMTS según la tecnología. En este caso será EB900_001. o La denominación de los sectores serán EBx_001_s1 y EBx_001_s2. o Suponemos que hemos dimensionado nuestro site de GSM900 para

instalar dos TRXs por sector por lo que es necesario buscar dos frecuencias para cada sector.


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• Emplazamientos vecinos:

o Repartidos en tres poblaciones en los que existe:

Población 1: Dos emplazamientos, uno de ellos con dos sectores y otro con tres sectores. En ambos emplazamientos existen las tecnologías DCS1800 y GSM900. Denominados:

• EB1800_101 y EB900_101 para el caso del site de dos sectores.

• EB1800_102 y EB900_102 para el caso del site de tres sectores.

Población 2: Un emplazamiento con tres sectores en los que

existen las tres tecnologías DCS1800, GSM900 y UMTS. Denominado:

• EB1800_201, EB900_201 y EBUMTS_201.

Población 3: Un emplazamiento con tres sectores en los que existe DCS1800 y GSM900. Denominado:

• EB1800_301 y EB900_301.

Notas importantes: Se supondrá lo siguiente: • La nomenclatura por sector será aplicando “_s” seguido del número del

sector. • Suponemos que nuestros emplazamientos vecinos de GSM900 solamente

tienen un TRX por sector, es decir, una sola frecuencia por sector. • Nuestro plan de frecuencias de GSM900 concedidas está entre los

canales ARFCN 975 y 1005. Frecuencias correspondientes a la extensión de esta banda, es decir a E-GSM900 (31 frecuencias).

Con todo esto solo nos queda ilustrar nuestro supuesto marco para asignar las

frecuencias. En realidad se asigna un ARFCN (Número de Canales de Radio Frecuencia Absolutos) que denotan un par de canales “uplink” y “downlink” de 200Khz.

Como nuestro caso se trata de integrar un emplazamiento con la tecnología

GSM900, debemos fijarnos en las frecuencias de GSM900 asignadas en los emplazamientos de nuestro entorno.


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Nuestro caso inicial es el siguiente:

Figura 4.26.- Marco inicial búsqueda frecuencias

Ubicamos nuestro emplazamiento y observamos una región lo suficientemente amplia para no reusar ninguna de las frecuencias que estén asignadas en los emplazamientos existentes en esta zona respetando además la separación mínima de frecuencias.

Esta visión de nuestro emplazamiento y emplazamientos vecinos nos servirá en el siguiente apartado para definir las vecindades de nuestro emplazamiento analizando cuales serán los sectores vecinos, de distintas tecnologías, a definir en cada uno de nuestros sectores.

Este ejemplo simula emplazamientos vecinos de poblaciones cercanas pero se

trataría de la misma forma si en lugar de poblaciones próximas, fuesen zonas cercanas, incluso de la misma población o el mismo barrio.

Haciendo zoom sobre los emplazamientos de nuestra zona y ubicando cada uno de los distintos emplazamientos que hay en las poblaciones vecinas, tenemos el marco por cada población cercana.


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Figura 4.27.- Emplazamiento Población 1

Figura 4.28.- Emplazamiento a integrar


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Realizado este acercamiento a cada uno de los emplazamientos que nos afectan,

analizamos las tecnologías que implementan o van a implementar en el caso del nuevo emplazamiento a integrar. Como nuestro emplazamiento a integrar usa la tecnología de GSM900, tenemos que identificar cuál de los demás emplazamientos también tienen esta tecnología y cuales son las frecuencias que tienen asignadas.

Una vez tengamos estos datos, deberemos asignar una frecuencia por cada TRX

de cada uno de nuestros sectores teniendo en cuenta las limitaciones anteriormente descritas. Con esto tenemos el siguiente marco:

Figura 4.31.- Marco final búsqueda frecuencias

Tras el análisis se decide elegir los siguientes ARFCN: • Sector 1: TRX0 (BCCH) = 995, TRX1 = 997 • Sector 2: TRX0 (BCCH) = 987, TRX1 = 999

Se observa que esta elección cumple con los requisitos y limitaciones descritas

anteriormente ya que, entre otras cosas, estas frecuencias no son utilizadas por los emplazamientos del entorno, están separadas al menos en un salto de frecuencias y están en el rango de frecuencias válidas concedidas.


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Como ejemplo de reutilización de frecuencias se puede observar que el sector 3 del emplazamiento EB900_102 de la población 1 y el sector 1 del emplazamiento EB900_301 de la población 3 usan la misma frecuencia. Esto no supone ningún problema importante de interferencias puesto que ambos sectores, aun estando en una zona o región relativamente cercana (en este caso la separación es bastante importante), están orientados en sentidos opuestos por lo que aunque sus haces de cobertura alcancen distancias largas lo harán en sentidos contrarios no llegando a solaparse nunca. Tampoco es ningún problema para la definición de vecindades puesto que ambos sectores con la misma frecuencia no serán definidos como vecinos para un mismo sector de nuestro emplazamiento. Es muy importante optimizar al máximo la asignación de frecuencias puesto que el espectro concedido es limitado y el crecimiento de la red hace necesario que el plan de frecuencias esté correctamente asignado para que no existan interferencias.

La asignación de estas frecuencias se recoge en una documentación a generar necesaria para cargarla en la red móvil, tanto para configurar el propio emplazamiento como para definirlo en la BSC a la que pertenezca.

Los datos a generar serían de esta manera, donde identificamos a lo que hace referencia las diferentes columnas:

BSC Tipo de bastidor

Bastidor BTS BTSid Emplazamiento BSIC TRX_0

(BCCH) TRX_1

BSC01 BS240XLII 21 0 EB900_001_s1 10 995 997 BSC01 BS240XLII 21 1 EB900_001_s2 11 987 999

• BSC: El código de la BSC área a la que pertenece este emplazamiento. • Tipo de bastidor: El modelo del bastidor instalado. • Bastidor BTS: Código que identifica a un bastidor dentro de una BSC. Es

posible que los sectores de un mismo emplazamiento estén ubicados en bastidores distintos ya que poseen una limitación en su capacidad.

• BTSid: Código que identifica al sector dentro de un bastidor. • Emplazamiento: Código del emplazamiento y sector afectado. • BSIC (Base Station Identification Code): Diferencia estaciones base con el

mismo valor para el BCCH. • TRX0: ARFCN elegido para el primer TRX del sector, en este primer TRX es

donde se encuentra el canal BCCH. • TRX1: ARFCN elegido para el segundo TRX del sector.


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En este ejemplo hemos supuesto que nuestro rango de canales concedidos está

en la banda de GSM900 ampliada, es decir, la banda E-GSM900. Tal como indicamos en el capítulo 2, Las bandas de frecuencias superiores e

inferiores se dividen en canales de 200 KHz llamados ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Number ó Números de Canales de Radio Frecuencia Absolutos). El ARFCN denota un par de canales "uplink" y "downlink" separados por 45 MHz y cada canal es compartido en el tiempo por hasta 8 usuarios usando TDMA.

Los canales ARFCN se corresponden con las frecuencias asignadas a cada

banda. A modo de ejemplo se ilustra la siguiente figura que indica la correspondencia entre el valor del ARFCN y su respectiva frecuencia para el caso de los canales “uplink” y “downlink” para la frecuencia de GSM900 extendida, es decir, E-GSM900.

Figura 4.32.- ARFCN / Frecuencia. Canales Uplink y Downlink E-GSM900


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Para el caso en el que se tratase de la integración de un emplazamiento con la tecnología de DCS1800 se realizaría la asignación de frecuencias de la misma forma que la que hemos ilustrado teniendo en cuenta un par de diferencias: • Rango de frecuencias concedido para esta tecnología. • Tamaño de celdas de DCS1800 más reducido que el de GSM900.

En el caso en el que se trate de la integración de un emplazamiento de la

tecnología UMTS, al ser distinta tecnología que GSM, no precisa de rango de frecuencias para asignar a cada TRX como en esta última sino que usa solamente una frecuencia.

Figura 4.33.- Diferencia UMTS y GSM

La tecnología de acceso radio utilizada en UMTS es WCDMA (Wideband Code

Division Multiple Access), la cual permite que todos los usuarios usen la misma frecuencia al mismo tiempo pero diferenciándola en códigos.

La solución que se maneja para diferenciar los diferentes sectores de una red

UMTS es la asignación de códigos scrambling. Estos códigos no se pueden repetir por RNC y amplia zona (por ejemplo una provincia completa) pero esto no es impedimento para asignarlos puesto que el número de scrambling válidos, aunque limitado, es bastante amplio (512 en DL). El objetivo es evitar que puedan llegar a cualquier punto de la red dos celdas con el mismo código de scrambling. Por lo tanto tenemos diferente marco que en GSM.

Figura 4.34.- Reutilización frecuencias GSM Figura 4.35.- Misma frecuencia UMTS


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4.6.2.- Definición de vecinas

Otro de los datos a generar más importantes es la definición de celdas vecinas a cada uno de los sectores del emplazamiento a instalar.

Siguiendo con el mismo marco del ejemplo anterior vamos a explicar cuál es el

objetivo que queremos conseguir y cómo será el método a utilizar para la definición de celdas vecinas.

Centrándonos en nuestro caso del ejemplo, pretendemos integrar un

emplazamiento de GSM900 en el que en su zona de influencia alrededor de él existen varios emplazamientos que incluso poseen distintas tecnologías.

Debido a esto, deberemos buscar las vecinas 2G-2G, es decir, las vecinas entre

celdas 2G. Nuestras celdas son 2G (GSM900) y debemos encontrar celdas vecinas también de 2G, ya sean de DCS1800 o de GSM900. Es necesario definir las vecinas recíprocas, es decir, si defino una vecina desde mi sector a otro sector vecino tengo que definir la misma relación de vecindad en sentido contrario, desde el otro sector vecino a mi sector.

Es necesario definir las vecinas 2G-3G y las 3G-2G si queremos que se produzca

handover a la tecnología UMTS. De esta manera debemos definir los sectores vecinos de UMTS que estén en nuestra zona de influencia.

Para la definición de vecinas, es necesario conocer la ubicación de nuestro

emplazamiento, los azimuts de nuestros sectores y la tecnología que integramos. Mediante esto podemos observar cual será el área de cobertura de nuestros sectores y por lo tanto definir como vecindad todos los sectores a los que afecte mi haz de cobertura.

Una apreciación importante es que no solo nos podemos detener en definir como

vecinos a todos los sectores a los que los haz de cobertura de mi emplazamiento afectan, sino que también hay que tener en cuenta los sectores cuyos haces afectan a mi emplazamiento.

Para ello es necesario conocer la ubicación, los azimuts y las tecnologías de

todos los emplazamientos de nuestra zona de influencia.


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Para explicarlo de manera más clara lo ilustraremos en diferentes imágenes que iremos explicando. Nuestro marco inicial que corresponde a nuestro ejemplo en el que se pretenden integrar dos sectores es el siguiente:

Figura 4.36.- Vecinos afectados

En esta imagen anterior podemos observar a todos los emplazamientos a los que

afectan los haces de mis dos sectores.

Figura 4.37.- Vecinos que me afectan


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Pero, tal y como se acaba de comentar, no es suficiente con los emplazamientos

a los que afectamos, sino también hay que tener en cuenta que otros emplazamiento pueden afectarnos a nosotros puesto que sus haces de cobertura solapan a los de nuestros sectores. Lo vemos en la ilustración anterior en la que se observa que algunos de los sectores del emplazamiento EBx_201 afectan a mis sectores por lo tanto también es necesario definirlos como vecinos.

Una vez tengamos claro el proceso de elección de vecinas hay que conocer las tecnologías de los emplazamientos que son potenciales vecinos para definir la relación de vecindad tanto de 2G como la de 3G. Haciendo un zoom sobre nuestro marco ejemplo podemos observar las tecnologías que aplican en cada emplazamiento:

Figura 4.38.- Tecnologías de los vecinos

Con todo lo anterior claro solamente tenemos que identificar a las vecinas. A

modo de ejemplo, identificaremos las vecinas de nuestro sector 1. Podemos observar que tenemos que definir como vecinos 2G todos los sectores,

tanto de DCS1800 como de GSM900 de los emplazamientos EBx101 y EBx102 ya que nosotros afectamos a ellos. Además de esto observamos que existen otros sectores 2G que nos afectan a nuestro sector 1, por ejemplo el sector 3 del emplazamiento EBx_201 tanto el de DCS1800 como el de GSM900 y podemos incluir incluso el sector 2 y 3 del emplazamiento EBx_301 tanto de DCS1800 como el de GSM900 aunque estén bastante alejados.


111

No olvidemos que hay que definir las vecindades recíprocas para que el handover pueda realizarse en los dos sentidos. Al igual que es necesario definir como vecinas nuestros propios sectores cosites. Siguiendo con la definición de vecinos de nuestro sector 1, podemos definir como vecindades 3G el sector 3 del emplazamiento EBUMTS_201 ya que es el único sector 3G cuyo haz afecta o es afectado por mi sector 1. De nuevo recuerdo que no hay que olvidar las vecindades recíprocas si deseamos que se realice el handover en el sentido contrario.

La información o datos a generar será pues una especie de tabla donde se definan todas las vecindades elegidas para que éstas sean cargadas en la red. Hay que tener en cuenta que el número de vecindades a definir por sector y emplazamiento es limitado por lo que hay que elegir bien las vecindades sobre todo en entornos urbanos en los que existe gran cantidad de emplazamientos en nuestra zona de influencia. También hay que indicar que en estas zonas urbanas el área de las celdas es mucho menor por lo que no definiríamos vecinas innecesarias.

Al igual que comentamos en el apartado de dimensionamiento, si erramos y la

elección de vecinas no es acertada existirá una fase de pruebas en la que se realizarán medidas y analizarán estadísticos por la que se podrá observar si falta o sobra alguna vecindad. Esta fase la explicaremos brevemente en el capítulo 6.

Los operadores móviles usan habitualmente programas de diseño y simulación para todo el despliegue de su red, tanto para el cálculo de cobertura, el dimensionamiento de la capacidad, la asignación de frecuencias o la definición de vecinas. Estos programas de diseño y simulación facilitan el trabajo y ayudan a tener una visión más rápida del marco en el que nos encontremos pero aunque estos software cada vez están más perfeccionados es necesario contar con la experiencia del ingeniero en casos similares.

Además de ello, hay que indicar que estos programas son más útiles, y por lo

tanto más utilizados, para la planificación de una red en un entorno o una zona amplia y no en casos individuales como el que nos atañe en este proyecto.

Ilustramos un ejemplo de las tablas que deben generarse para la definición de vecindades 2G y 3G para nuestro sector 1. Para el caso del otro sector se realizaría de la misma forma indicada.


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VECINAS 2G-2G

BSC_Servidor BTS_Servidor Site_Servidor Site_Vecino BCCH_Vecino BSIC_Vecino BSC01 21 EB900_001_s1 EB900_101_s1 980 x BSC01 21 EB900_001_s1 EB900_101_s2 983 x BSC01 21 EB900_001_s1 EB1800_101_s1 x x BSC01 21 EB900_001_s1 EB1800_101_s2 x x BSC01 21 EB900_001_s1 EB900_102_s1 985 x BSC01 21 EB900_001_s1 EB900_102_s2 993 x BSC01 21 EB900_001_s1 EB900_102_s3 990 x BSC01 21 EB900_001_s1 EB1800_102_s1 x x BSC01 21 EB900_001_s1 EB1800_102_s2 x x BSC01 21 EB900_001_s1 EB1800_102_s3 x x BSC01 21 EB900_001_s1 EB900_201_s3 978 x BSC01 21 EB900_001_s1 EB1800_201_s3 x x BSC01 21 EB900_001_s1 EB900_301_s2 1004 x BSC01 21 EB900_001_s1 EB900_301_s3 1001 x BSC01 21 EB900_001_s1 EB1800_301_s2 x x BSC01 21 EB900_001_s1 EB1800_301_s3 x x BSC01 21 EB900_001_s1 EB900_001_s2 987 11 BSC01 x EB900_101_s1 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB900_101_s2 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB1800_101_s1 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB1800_101_s2 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB900_102_s1 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB900_102_s2 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB900_102_s3 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB1800_102_s1 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB1800_102_s2 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB1800_102_s3 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB900_201_s3 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB1800_201_s3 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB900_301_s2 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB900_301_s3 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB1800_301_s2 EB900_001_s1 995 10 BSC01 x EB1800_301_s3 EB900_001_s1 995 10 BSC01 21 EB900_001_s2 EB900_001_s1 995 10

Figura 4.39.- Definición vecinas 2G-2G del Sector 1

VECINAS 2G-3G BSC_Servidor BTS_Servidor Site_Servidor Site_Vecino SC_Vecino RNC_Vecino

BSC01 21 EB900_001_s1 EBUMTS_201_s3 x RNC01

VECINAS 3G-2G RNC_Servidor SC_Servidor Site_Servidor Site_Vecino BCCH_Vecino BSC_Vecino

RNC01 x EBUMTS_201_s3 EB900_001_s1 995 x

Figura 4.40.- Definición vecinas 2G-3G y 3G-2G del Sector 1

capítulo 4: diseño radio -...

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