deteccion de fallas que afectan el desempe´ no de˜ la red

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Detecci´ on de Fallas que Afectan el Desempe˜ no de la Red M´ ovil en la Zona de la 93 Mediante el An´ alisis de KPI* * 1 th Juan Pablo Rodriguez Especializaci´ on en Telecomunicaciones M´ oviles Ingeniero Electr´ onico Universidad Nacional de Colombia Bogot´ a, Colombia [email protected] 2 th Francisco Pe˜ na Belalc´ azar Especializaci´ on en Telecomunicaciones M´ oviles Ingeniero Electr´ onico Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas Bogot´ a, Colombia [email protected] Resumen—En este art´ ıculo se pretende analizar los KPIs principales de cada tecnolog´ ıa (GSM-UMTS-LTE) con el objetivo de identificar las posibles fallas que degradan los indicadores clave de desempe˜ no; fallas que finalmente terminan afectando la calidad de servicio del usuario. A partir de diversos an´ alisis se lograra genera una relaci´ on de los diferentes KPIs de cada tecnolog´ ıa entre s´ ı mismos, permitiendo identificar fallas de manera mas efectiva. Index Terms—KPI, Red M´ ovil, Red de Acceso I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Las redes m´ oviles hoy en d´ ıa juegan un papel importante en el desarrollo de la sociedad, es un ´ area que viene en aumento en los ´ ultimos a˜ nos, convirti´ endose en una necesidad para usuarios masivos y corporativos el acceso a Internet y la comunicaci´ on en cualquier punto del pa´ ıs. Los usuarios d´ ıa a ıa son m´ as exigentes, demandan mayor velocidad en la red ovil, mayor disponibilidad, menor tasa de fallas, etc. Los dispositivos m´ oviles, por supuesto que han ido evolucionando con el objetivo de suplir las necesidades y demandas de los usuarios, as´ ı mismo, estos dispositivos han mejorado su hardware y software con el objetivo que los tiempos de respuesta sean menores, de igual forma que la conexi´ on a la red m´ ovil por parte del dispositivo sea estable, r´ apida y eficiente. Las empresas que se encargan de suplir las necesidades anteriormente mencionadas (Operadores M´ oviles) tienen un compromiso con los usuarios masivos, corporativos y con el ente regulador (Estado) de brindar un servicio 7x24. Dada la exigencia y compromiso en primera instancia por parte de los Operadores M´ oviles, es necesario que se generen diferentes estrategias que permitan conocer el funcionamiento de la red ovil en la interfaz de acceso, as´ ı mismo, estas estrategias permiten generar un modelo que menciona fallas en zonas espec´ ıficas, horas espec´ ıficas. El objetivo del Operador m´ ovil con estos modelos es auto gestionar su red, auto regular su funcionamiento, evitando de esta forma multas ante el ente regulador y por supuesto inconformidades por parte de los usuarios. En este punto, el concepto de KPI (Key Performance Indicator), empieza a ser parte fundamental del conocimiento que debe tener el Operador acerca del Performance de su red. El procesamiento de datos a peque˜ na escala y gran escala permiten mediante alguna t´ ecnica de miner´ ıa de datos generar modelos que explican c´ omo es el Performance. Finalmente, el Operador mediante el An´ alisis de KPI, logra conocer sus fallas, su posible origen, el impacto que estas tienen y tendr´ an en la red. II. J USTIFICACI ´ ON: Este trabajo se enfocar´ a principalmente en Analizar los KPI con el objetivo de encontrar fallas asociadas a la red m´ ovil, identificando su posible origen. Dada la necesidad de los usuarios de tener constante comunicaci´ on ya sea por voz o datos, el impacto de una falla o degradaci´ on de un KPI desmejora notablemente la experiencia del Usuario final. La degradaci´ on de un KPI puede tener m´ ultiples causas, como por ejemplo, problemas en la Transmisi´ on, da˜ nos en el Hardware, Problemas de Energ´ ıa (AC Comercial), Trabajos planeados en la Zona de Operaci´ on por parte del Operador, etc. Existen diversos KPI, estos pueden variar de acuerdo a la tecnolog´ ıa (GSM, UMTS, LTE), de igual forma existen KPI equivalentes para cada tecnolog´ ıa como lo puede ser la disponibilidad de la red (Cell Availability). En este documento se presentaran los KPI principales que permiten conocer el Performance de la red. Adicional, se pretende ilustrar mediante ejemplos puntuales y reales casos a los cuales los Ingenieros de RF y/o Analistas de KPI se enfrentan d´ ıa a d´ ıa. III. OBJETIVOS: III-A. Objetivo General: Detectar fallas que afectan el desempe˜ no de la red m´ ovil mediante el An´ alisis de KPI

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Deteccion de Fallas que Afectan el Desempeno dela Red Movil en la Zona de la 93 Mediante el

Analisis de KPI**

1th Juan Pablo RodriguezEspecializacion en Telecomunicaciones Moviles

Ingeniero Electronico Universidad Nacional de ColombiaBogota, Colombia

[email protected]

2th Francisco Pena BelalcazarEspecializacion en Telecomunicaciones Moviles

Ingeniero Electronico Universidad Distrital Francisco Jose de CaldasBogota, Colombia

[email protected]

Resumen—En este artıculo se pretende analizar los KPIsprincipales de cada tecnologıa (GSM-UMTS-LTE) con el objetivode identificar las posibles fallas que degradan los indicadoresclave de desempeno; fallas que finalmente terminan afectandola calidad de servicio del usuario. A partir de diversos analisisse lograra genera una relacion de los diferentes KPIs de cadatecnologıa entre sı mismos, permitiendo identificar fallas demanera mas efectiva.

Index Terms—KPI, Red Movil, Red de Acceso

I. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las redes moviles hoy en dıa juegan un papel importante enel desarrollo de la sociedad, es un area que viene en aumentoen los ultimos anos, convirtiendose en una necesidad parausuarios masivos y corporativos el acceso a Internet y lacomunicacion en cualquier punto del paıs. Los usuarios dıa adıa son mas exigentes, demandan mayor velocidad en la redmovil, mayor disponibilidad, menor tasa de fallas, etc. Losdispositivos moviles, por supuesto que han ido evolucionandocon el objetivo de suplir las necesidades y demandas delos usuarios, ası mismo, estos dispositivos han mejoradosu hardware y software con el objetivo que los tiempos derespuesta sean menores, de igual forma que la conexion ala red movil por parte del dispositivo sea estable, rapida yeficiente.

Las empresas que se encargan de suplir las necesidadesanteriormente mencionadas (Operadores Moviles) tienen uncompromiso con los usuarios masivos, corporativos y con elente regulador (Estado) de brindar un servicio 7x24. Dada laexigencia y compromiso en primera instancia por parte de losOperadores Moviles, es necesario que se generen diferentesestrategias que permitan conocer el funcionamiento de la redmovil en la interfaz de acceso, ası mismo, estas estrategiaspermiten generar un modelo que menciona fallas en zonasespecıficas, horas especıficas. El objetivo del Operador movilcon estos modelos es auto gestionar su red, auto regular sufuncionamiento, evitando de esta forma multas ante el enteregulador y por supuesto inconformidades por parte de los

usuarios. En este punto, el concepto de KPI (Key PerformanceIndicator), empieza a ser parte fundamental del conocimientoque debe tener el Operador acerca del Performance de su red.

El procesamiento de datos a pequena escala y gran escalapermiten mediante alguna tecnica de minerıa de datos generarmodelos que explican como es el Performance. Finalmente,el Operador mediante el Analisis de KPI, logra conocer susfallas, su posible origen, el impacto que estas tienen y tendranen la red.

II. JUSTIFICACION:

Este trabajo se enfocara principalmente en Analizar los KPIcon el objetivo de encontrar fallas asociadas a la red movil,identificando su posible origen. Dada la necesidad de losusuarios de tener constante comunicacion ya sea por vozo datos, el impacto de una falla o degradacion de un KPIdesmejora notablemente la experiencia del Usuario final.

La degradacion de un KPI puede tener multiples causas,como por ejemplo, problemas en la Transmision, danos enel Hardware, Problemas de Energıa (AC Comercial), Trabajosplaneados en la Zona de Operacion por parte del Operador,etc. Existen diversos KPI, estos pueden variar de acuerdo ala tecnologıa (GSM, UMTS, LTE), de igual forma existenKPI equivalentes para cada tecnologıa como lo puede ser ladisponibilidad de la red (Cell Availability). En este documentose presentaran los KPI principales que permiten conocer elPerformance de la red. Adicional, se pretende ilustrar medianteejemplos puntuales y reales casos a los cuales los Ingenierosde RF y/o Analistas de KPI se enfrentan dıa a dıa.

III. OBJETIVOS:

III-A. Objetivo General:

Detectar fallas que afectan el desempeno de la red movilmediante el Analisis de KPI

III-B. Objetivos Especıficos:

Establecer los principales KPI a analizar para cada tec-nologıa GSM, UMTS, LTE.Evaluar el Impacto de las fallas en una red movil.Establecer posibles causas de la degradacion de un KPI.

IV. HIPOTESIS:

Mediante el Analisis de KPI se puede llegar a generarun modelo que brinde indicios de las posibles fallas quepueden afectar el Performance de la red movil. Los datosestadısticos que se logren obtener de la red mediante algunaherramienta de Software deben ser procesados a razon defacilitar el analisis, de esta forma se hace mas que necesarioque pueda generarse un modelo que sea capaz de explicar elcomportamiento historico que la red movil ha presentado.

En este punto ya es necesario introducir el concepto deEstacion Base como elemento fundamental de la red movil.De esta forma, se puede afirmar que diferentes estacionesbase que brindan cobertura a una zona especıfica de laciudad, determinan diferentes aspectos, como por ejemplo:El volumen de trafico tanto para horas valle y horas pico,ası mismo, se puede determinar que portadoras manejan masusuarios, tanto para el servicio de datos y el servicio de voz.

Por otro lado, estos aspectos permiten determinar ladistribucion del trafico, conocer a que distancia de la estacionbase se encuentran la mayor parte de usuarios. Definiendoesta serie de parametros se logra construir un modelode comportamiento para cada estacion base; conociendoel modelo de cada estacion base se puede entender elcomportamiento de una zona en la cual operan variasestaciones base y finalmente con ese conocimiento se puedeestimar la falla que degrada el Performance.

Los resultados que se esperan es el direccionamiento acertadohacia la falla de acuerdo a la informacion que se puedaobtener de los KPIs, para lograr este objetivo requerimosenlazar los parametros de los KPI a analizar con las posiblescausas. Puede llegar a limitar el hecho de tener bastantescausas para un determinado parametro; sin embargo paraesta situacion en particular podrıamos hacer uso de demasconceptos que brindan informacion complementaria acerca delestado y comportamiento de la estacion base, como bien puedeser la adquisicion de las alarmas presentadas en las ultimashoras.

V. MARCO TEORICO

En el transcurso de las ultimas decadas, las comunicacionesinalambricas han presentado una evolucion significativa,consecuencia directa de la demanda por parte de losusuarios, principalmente usuarios que hacen parte del sectorempresarial. De igual forma la portabilidad, juega un papelimportante en el desarrollo de las diversas actividades anivel de usuario masivo y empresarial; sin embargo, esteconcepto de portabilidad no estaba dentro de los objetivos de

las comunicaciones inalambricas, ha sido un concepto queano tras ano se ha ido trabajando hasta llegar al conceptoque actualmente conocemos. Por otro lado, encontramosla revolucion digital por la que dıa a dıa atraviesan lastelecomunicaciones moviles, que a su vez, permitio eldesarrollo de las redes 3G (tercera generacion).

Los sistemas de comunicaciones moviles usan senales de radiofrecuencia, conocidas comunmente como senales RF. El canalde Propagacion de estas senales es el espectro radioelectrico.

V-A. Espectro Radio Electrico

La definicion exacta del espectro radio electrico es brindadapor La Union Internacional de Telecomunicaciones (UIT) queindica:

”Son las frecuencias del espectro electromagnetico usadaspara los servicios de difusion y servicios moviles, de policıa,bomberos, radioastronomıa, meteorologıa y fijos”

El espectro radio electrico cuenta con divisiones en frecuencia,estas divisiones a su vez asocian servicios, como bien puedeser, television, telecomunicaciones moviles, radio, etc.

Banda UHF: En este rango de frecuencia, se ubicanlas ondas electromagneticas que usan las empresas quebrindan servicios de telefonıa movil y fija, a su vez,tambien se encuentran empresas encargas del rastrosatelital, como por ejemplo de automoviles˙

Banda VHF: Usada tambien por empresas de telefonıamovil y fija. Adicional, las emisoras de radio y lossistemas de radio de onda corta. Es una banda muchomas potente que puede llegar a tener un alcanceconsiderable, incluso, a nivel internacional [1].

Banda HF: Entre 3 MHz y 30 MHz se encuentra labanda de ondas cortas. Por lo general estas frecuenciasson asignadas para servicis movibles (aeronautico,marıtimo y terrestre). Su principal vetaja s que permitecomunicaciones a grandes distancias.

V-B. Evolucion de la Red Movil

Primera Generacion - 1G: La primera generacion detelefonıa movil estaba basada en un conjunto de celdasinterconectadas, que daban servicio a los dispositivosque se encontraban dentro de su amplia zona decobertura. Las antenas omnidireccionales1 eran las quese usaban de forma generica en la primera generacion.

No todas las redes estaban basadas en los mismos pro-tocolos, dependıan bastante de sus fabricantes, no era

1Definimos las antenas omnidereccionales como aquella que es capaz deradiar energıa practicamente en todas las direcciones.

facil interconectarlas ni utilizar los mismos terminalesen distintas redes [?]. La calidad de la voz era relativa,la capacidad para transmitir datos era baja, las baterıasduraban pocas horas; pero aun ası, el servicio de telefonıamovil despego y alcanzo cerca de 20 millones de usuariosen 1990.Segunda Generacion - 2G: En la segunda generacionse plantea la posibilidad de acceder a diferentes redesmoviles en distintos puntos del mundo usando un mismodispositivo; de esta forma nace el primer concepto deRoaming2.

La llegada de la segunda generacion mejora notablementela calidad de la voz, mejora sustancialmente la velocidaden datos, al punto de permitir el envıo de faxes.Adicional a todo estos incluye el servicios de SMS(Servicio de Mensajes Cortos).

Dentro de esta misma generacion se presenta unamejora en la velocidad de datos permitiendo el envıo deimagenes y la opcion de acceder a internet. Basicamenteesta mejora se debe a la inclusion de la tecnologıaGPRS (Genera Packet Radio Service) en la red movil.La segunda generacion permite plantear y desplegaralgunas ideas de lo que hoy en dıa se conoce comoSmartphone [5].

Tercera Generacion - 3G: La tercera generacion es unacontundente evolucion de 1G y 2G. Es el resultado deltrabajo de investigacion, desarrollo e implementacionde las redes moviles a nivel mundial. Recopila untrabajo de escritorio que da sus primeros en la decadade los 70, permitiendo identificar fallas, limitacionespara posteriormente generar avances que suplan dichaslimitaciones. Es ası, donde principalmente se mejora laentrega de energıa por el espectro radio electrico usandoantenas directivas, permitiendo el aumento de cobertura;a su vez, se mejora la potencia de estas antenas, mayorcalidad de voz y aumentando la tasa de transferencia dedatos alcanzando hasta 2 Mbps.

Consecuencia directa de estos avances en 3G, se generanaplicaciones de audio e imagenes mas exigentes.Surgela posibilidad de vıdeos en tiempo real con una calidadaceptable. Con la llegada de la tercera generacion,el servicio de las telecomunicaciones moviles crecenotablemente en todos los aspecto, llevando a losdiversos Operadores moviles a una expansion aceleradacon el objetivo de cubrir dicha demanda.

Cuarta Generacion - 4G: Mejora notablemente lasantenas, aumentando su capacidad, cobertura y calidad

2Roaming es un servicio que brindan las empresas de telecomunicacionesdonde se permite que un dispositivo movil acceda a otras redes celularesubicadas en el extranjero.

de senal. El usuario final lo percibe como mayorvelocidad en datos. Algunos operadores empiezan portomar las redes de cuarta generacion para permitir eluso de voz sobre IP (Caso de Avantel en Colombia).

La velocidad de Internet empieza ser comparable con lavelocidad ofrecida en servicios de fibra optica. En 3Gse planteaba la posibilidad de ver eventos deportivos,entretenimiento en tiempo real, con la llegada de lacuarta generacion se vuelve una realidad.

En 4G se empiezan a plantar los primeros sistemasMIMO en redes de telecomunicaciones moviles con elobjetivo de mejorar la conectividad inalambrica. ClaroMovil Colombia implementa sistemas MIMO 4x2 paraalgunos de sus clientes que cuenta con dispositivos condos antenas en la recepcion.

V-C. Evolucion de los KPI

Como hemos visto la evolucion de las redes moviles hasido el resultado de diversos factores que contribuyen almejoramiento en general de la sociedad. Este avance ha sidoencaminado de la mejor forma gracias a los indicadores clavesde desempeno. A medida que surgıan nuevas generacionesde las redes moviles, con mayor funcionalidad, robustez,capacidad, etc, ası mismo se necesitaban indicadores mascompletos, con una formulacion mas detallada que ilustrarael funcionamiento de la red movil.

El KPI Cell Availability (Disponibilidad de Celda) 3 esuno de los principales KPI a nive de la interfaz de acceso. Sieste KPI arroja una disponibilidad del 0 % se puede decir quelos demas KPI asociados a dicha interfaz no van a entregarinformacion, puesto que no existe trafico alguno que permitala interaccion de la estacion (EB) con su entorno. Por tanto,en la primera generacion era necesario el analisis continuodel KPI Cell Availability, permitiendo identificar falenciasde los conceptos que sostenıan el funcionamiento de lastelecomunicaciones moviles [6].

Una caıda abrupta del KPI de disponibilidad, en dondesu comportamiento previo era del orden del 99 % podrıasugerir posibles fallas de energıa o transmision. Entonces seplanteaba la siguiente incognita: ¿De que forma determinosi es energıa o transmision la falla que afecta la estacionbase? Un procedimiento habitual en 1G y 2G es revisar elKPI cell availability del sitio adyacente que no dependan delmismo nodo de transmision. Si este KPI presenta la mismadegradacion en el mismo instante de la estacion base deestudio, se puede concluir que la falla es energıa.

En este orden de ideas el analisis de este KPI permitiogenerar el primer concepto de un sistema de alarmas en

3Cell Availability define el porcentaje en el cual una celda se encuentraactiva y en posicion de aceptar abonados en su zona de cobertura.

las estaciones base, para identificar con mayor facilidad yrapidez si la falla es por problemas de energıa en la zona ofallas de energıa de energıa directamente en los componenteselectricos de la estacion base [7].

V-D. Actualidad de los KPI

Cada Operador movil establece los KPI que debe manejarpara cada tecnologıa (2G-3G-4G) en base a sus prioridades yprincipalmente sus falencias. Ası mismo, cada Operador movilestablece las formulas que definen la esencia de cada KPI.Por ejemplo, para medir la tasa de Handover4 satisfactorio sepuede plantear la siguiente ecuacion:

TasaHOExitoso =HOExitoso

PeticionesHO(1)

Por tanto, de la ecuacion 1 podemos medir que tansatisfactorio resulta el proceso Handover, a partir de unparametro que el sitio debe conocer, como lo es la cantidadde peticiones que se tienen para realizar un Handover. Laspeticiones es un contador que internamente la estacion baselleva y que, a su vez debe reportar al elemento de core. Paraeste KPI en particular se considera que el Handover ha sidoexitoso cuando se logra trasladar el servicio de una estacionbase a otra estacion base sin afectar la percepcion del abonado.

En las empresas de telecomunicaciones se cuenta con toda unabase de datos que sirve de apoyo para crear un determinadoKPI o bien puede ser crear un contador. Por lo general estetipo de bases de datos o herramientas son brindadas por unproveedor a nivel de software y hardware. En el caso deClaro movil Latino America este proveedor resulta ser Nokia.Sin embargo no es el unico, Huawei, Ericsson, NEC, etc soncompanıas que brindan este tipo de acompanamiento.

Actualmente los KPIs estan basados en la evaluacion deaquellos factores con impacto directo en la calidad percibidapor el usuario final y los evaluados para la optimizacion delperformance de la red. En este contexto, es muy importantehacer un analisis de los KPIs, usando las diferentesherramientas que cada proveedor brinda con su respectivosoporte. Estas herramientas permiten lograr diversas tareas:

Acceder remotamente a las estaciones base.Configurar parametros a nivel de estacion base.Crear KPIs y contadores.Generar plantillas que contengan diversos KPIs.Descargar la data cruda de los KPIs.Descargar los KPIs ya graficados.

VI. ESTADO DEL ARTE

Las redes moviles se encuentran en constante evolucion,adaptandose al aumento de la demanda que se vive dıa a dıa.Los Operadores moviles dedican un esfuerzo significativo

4Se define como Handover al proceso que es capaz de trasladar serviciosde una estacion base a otra estacion base adyacente.

en el mantenimiento, ampliacion y optimizacion de la red;particularmente los KPI juegan un papel importante en laampliacion y optimizacion. Dıa a dıa se generan variadostrabajos sobre la red movil, algunos de estos son:

Modernizaciones en GSM-UMTS-LTEAmpliacion de la red: Implementacion de nuevos sitioso estaciones base.Ampliacion de la red: Implementacion de nuevos sectoresen sitios o estaciones base ya existentes (Portadorasvirtuales).Rehoming5 GSM-UMTS.Rehosting6 MSS-MGW.Upgrade WBTS-BCF.

Varios de los trabajos que se realizan sobre la red movilson a nivel de la interfaz de acceso y recientemente se haproducido un aumento significativo en los trabajos a nivelde core. En este orden de ideas, el volumen de KPIs quese requiere monitorear es bastante significativo, sobre todocuando el trabajo de optimizacion es realizado a nivel decore. Existe una conexion directa entre el core y la interfazde acceso, en acceso existe una configuracion reflejo del core,y en core existe una configuracion espejo de acceso. Pese aesta relacion directa no se requiere evaluar KPIs de core entrabajos realizados sobre la interfaz de acceso; sin embargo,cuando se realizan trabajos a nivel de core es recomendableque se evalue el performance a nivel de acceso, validandoKPIs como, Disponibilidad de la celda, accesibilidad en datostanto en subida como bajada, piso de ruido RTWP, etc.

VI-A. Optmizacion

La optimizacion celular se puede definir como el procesoiterativo de busqueda del optimo conjunto de las cuatro“C” que caracterizan una red radio: aumentar la Capacidad,disminuir el Coste, aumentar la Cobertura y aumentar laCalidad [2].

La calidad de la red movil es una de las caracterısticasmas importantes cuando se requiere disenar y optimizarlas redes de telefonıa movil. Disenar y Optimizar nace delentendimiento de patrones de medida que cada operador usasegun crea conveniente. Los Ingenieros de RF, en esenciason los encargados de plantear diversas estrategias para elmejoramiento continuo del performance de la red [8].

Las diversas estrategias que se emplean para dichomejoramiento, son el reflejo de los analisis de KPI. Sipor ejemplo los KPIs sugieren congestion en una zonaespecıfica de la ciudad en horas de alto trafico el Ingeniero

5Rehoming es el proceso en el cual se migra un sitio o estacion base deuna BSC-RNC origen a una BSC-RNC destino.

6Rehosting es el proceso en el cual se migra una BSC-RNC desde unMSS/MGW origen a un MSS/MGW destino.

de RF evalua diversas estrategias como bien puede ser:

Ampliacion de la capacidad mediante la activacion dealgun feature sobre la estacion: Usualmente en las esta-ciones base se logra configurar una cantidad de usuariosmaximos que puede soportar, en algunas ocasiones estosfeatures no se contemplan dentro de la implementaciondel sitio dado basicamente a que el comportamiento dela zona de cobertura indica un trafico bajo.Ampliacion de la capacidad mediante la implementacionde nuevos sectores (Portadoras virtuales): Una estrategiabastante usada en RF. Nace del concepto de reuso defrecuencias. Sobre una frecuencia base como bien puedeser 850 MHz se implementa una nueva portadora con elobjetivo de redistribuir el trafico.Ampliacion de la capacidad mediante la implementacionde sitios nuevos: Se requiere un despliegue total deinfraestructura tanto de RF, como civil. Por lo general,esta estrategia de optimizacion es usada para el aumentode cobertura, que a su vez anade un nuevo elementoal proceso de interaccion entre sitios conocido comoHandover.

Finalmente, una vez se ejecute la estrategia propuestapor el area de RF es indispensable generar un seguimientoestadıstico a partir del Analisis de KPIs. En optimizacion, estaparte del proceso sirve como una re-alimentacion y evaluacionde la estrategia propuesta por RF y ejecutada por diferentesareas pertenecientes al Operador movil. En algunas ocasionesel seguimiento estadıstico no arroja resultados satisfactorios,en este punto es necesario evaluar el trabajo realizado encampo, revision de Hardware, Software, sistema radiante,etc. La estrategia usada por RF es rara vez cuestionada eneste tipo de problemas dado que el proceso que precede cadaestrategia esta respaldado analıticamente, conceptualmente yen la mayorıa de los casos se corren simulaciones bastantecercanas a la realidad.

VI-B. Sistemas de Gestion

En el analisis actual de KPIs es indispensable contar conun entorno que sea capaz de brindar datos de la red movil.En los sistemas de gestion se espera que sea lo mas simpleposible, facilitando el acceso al mismo y el entendimientode su funcionamiento. Un sistema de gestion debe ser capazde resumir la complejidad de una red movil en modulos deacceso sencillo. Por ejemplo, los operadores optan por dividirsu amplia en red en zonas de operacion, en Colombia sesuele dividir en las zonas geograficas que nos agrupan: Costa,Oriente, Occidente, Bogota.

La simplicidad de un sistema de gestion nace de la divisionen modulos que se pueda brindar. Un modulo, por ejemploque abarque datos y funcionalidades de la zona oriente. Estemodulo solo contempla estaciones base de oriente, como bienpuede ser toda la zona de la orinoquıa. En este modulo puedo

acceder a la creacion de KPIs y contadores para evaluar elperformance de los sitios. Por otra parte, puedo acceder a lasdiversas herramientas que me permiten una gestion remotasobre un Nodo en particular, ya sea para generar accionescorrectivas, cambiar algun tipo de configuracion, etc.

Un sistema de Gestion eficiente facilita cualquier procesoque se requiera realizar sobre la red. Algunos operadores enColombia definen el sistema de gestion como la columnavertebral de las operaciones a nivel tecnico sobre la red; porende, en la actualidad se espera una disponibilidad 7x24 deestos sistemas dada la cantidad de trabajos en simultaneoque se realiza sobre la red y en base a estos trabajos sedesprenden otras mas como la evaluacion estadıstica paraencontrar fallas o evaluar el nivel de optimizacion encontrado[?].

Los encargados de proveer estos sistemas de gestion por logeneral son empresas que brindan servicios Hardware, Softwa-re, aprovisionamiento de equipos a los diferentes OperadoresMoviles. En Colombia, el principal proveedor es Nokia, quiencuenta con una reconocida experiencia a nivel mundial enel sector de las telecomunicaciones moviles. Su sistema degestion se conoce como NetAct. Existen otro tipo de provee-dores como bien puede ser Huawei, Ericsson, etc. Todas estasempresas tienen en comun que brindan diferente contenidoa nivel de Hardware y Software a los diferentes Operadoresmoviles.

VII. METODOLOGIA

Los KPI son parametros que se deben observar de cercacuando se esta llevando a cabo el proceso de monitoreo de lared. Principalmente, el termino KPI se usa para parametrosrelacionados con canales de voz y datos, pero el rendimientode la red puede caracterizarse ampliamente en criteriosde cobertura, capacidad y calidad que tambien cubren losaspectos de voz y datos [3]. El CSSR indica la proporcionde llamadas que se completaron despues de generarse, enla interfaz radio. Los KPls se pueden subdividir segun lasareas de funcionamiento, como el nivel de area, el nivel decelda y el nivel de TRX. Los KPIs de nivel de area puedenincluir solicitudes SDCCH, el total de SDCCH descartado,fallas SDCCH Abis caıdas, intentos de transferencia decontrol de MSC saliente, intentos de HO de control deBSC saliente, intentos de HO intracelulares, etc. Total deSDCCH descartado y distribucion por causa Distribucion denivel de calidad UL, distribucion de calidad / nivel DL, etc [9].

Identificar un patron de comportamiento es indispensablepara el analisis de KPIs, por lo general se toman lasestadısticas de un dıa normal; de esta forma, se garantizaque el analisis sea el mas cercano a la realidad, obteniendoresultados de la misma direccion. Indispensable resultaser la eleccion de los KPIs a tratar. Aquellos KPIs quebrinden informacion mas condensada de la red son losindicados al momento de analizar las posibles fallas que

generan una degradacion en el performance del operadormovil. De igual forma, se espera que los KPIs elegidoscuenten con la caracterıstica de complementarse uno aotros, permitiendo discernir conclusiones rapidas y sobretodo acertadas. En este orden se plantea elegir los KPIsprincipales de cada tecnologıa (GSM-UMTS-LTE), detal forma que se pueda indicar la posible falla que degradalos KPIs y que finalmente afecta al usuario de telefonıa movil.

Los indicadores de desempeno de la red (KPIs) se calculancon la informacion de las mediciones que son almacenadas encontadores existentes en la BSC (BSC Counters), los cualesse incrementan siempre que ocurren determinados eventostanto a nivel de BTS, BSC, MSC, por ejemplo, duranteel establecimiento, duracion y culminacion de llamadas. Ladeteccion de fallas se realiza a traves del analisis estadısticode los diferentes contadores que guardan informacion deldesempeno de la red. La ejecucion de las actividades quepermitiran el desarrollo del trabajo se realizara en 4 fases.

VII-A. Fase 1: Proceso de documentacionEn esta fase se contempla todo lo relacionado al procesode documentacion, bibliografıa, que permita brindar uncontexto academico, teorico y actual de los KPIs en lastelecomunicaciones de hoy en dıa. De igual forma, loscomentarios, consejos y experiencia que se pueda tomar deIngenieros con gran recorrido en el area de RF, sera unafuente importante de conocimiento. Adicional, las experienciaspersonales contribuiran al proceso de documentacion.

VII-A1. Estudio del Mercado: Dentro de la Fase 1, sepropone una sub-fase que permita estudiar las necesidadesbasicas que presentan los clientes que viven, operan y trabajanen la zona de la 93 en la ciudad de Bogota. Entendiendo susnecesidades y demandas se tiene una mayor claridad de cuanrigorosa debe ser el comportamiento de la red movil paraestos clientes.

VII-B. Fase 2: Eleccion de KPIsUna vez se cuente con la documentacion necesaria y se tengaclaro el tipo de cliente que opera en la zona de la 93, seprocedera a elegir los principales KPIs que eventualmenteseran analizados con el objetivo de describir el performancede la red. En esta fase es de vital importancia contar concriterios claros y efectivos que permitan determinar los KPIsmas dicientes, que puedan brindar informacion relevante delcomportamiento de la red movil.En esta fase, se hace necesario evaluar procedimientos quemidan el grado de satisfaccion del cliente, ademas de medirel grado de cumplimiento que perciben los Ingenieros dePerformance que controlan la zona de la 93.

VII-C. Fase 3: Identificacion de las Estaciones BaseEsta Fase se componen de 3 sub-fases que permitiran estable-cer las estaciones base que brindan cobertura en la zona de la93.

VII-C1. Geolocalizacion de las Estaciones Base: En estasub-fase se pretende localizar las estaciones base que brindancobertura a la zona de la 93 mediante geolocalizacion, apartir de archivos planos que pueden ser ejecutados enGoogle maps. Con este metodo se logra conocer la coberturade los sectores, se logra identificar banda y tecnologıa decada estacion base. Una particularidad de este metodo es elhecho de poder identificar adyacencias de forma facil y rapida.

VII-C2. Reporte Radiante Zona de la 93: Acceder alreporte radiante mas reciente de la zona de la 93. En estedocumento se especifican las estaciones base que brindancobertura. Mas importante aun, brinda informacion de lacaracterizacion de cada sitio, conociendo parametros comotilt, azimut, tipo de estructura de la torre o poste, ubicacion,permite conocer si es en terraza, etc.

VII-C3. Realizacion de Trazas: Se generaran varias lla-madas de voz en diferentes ubicaciones de la zona de la 93.Posteriormente se realizara una traza a la lınea telefonica conla cual se realizaron estas llamadas; al realizar este proceso,la traza indica las estaciones base que brindaron servicio,especificando sector, tecnologıa, banda, APN, etc.

VII-D. Fase 4: Analisis de los KPIs

Una vez identificadas las estaciones base y establecidos losKPIs principales se procede con el analisis del performancede la red. En esta fase se estableceran diferentes estrategiasque permitan generar un modelo de comportamiento de lared en diferentes horas y dıas de la semana.

Se deben conocer los entornos de las herramientas que permi-ten descargar los KPIs. Para ello se generan 2 sub-fases queabarcan estos temas.

VII-D1. Calidad-Gestion: Herramienta de monitoreo porparte de Claro movil. Es desarrollo propio de Claro y permitela descarga de estadısticas de KPIs, ademas de funcionar comouna base de datos que permite consultar informacion referentea estaciones base y elementos de core.

VII-D2. NETACT: Herramienta de monitoreo por parte deNokia, principal vendor de Claro movil. Permite descarga deestadısticas de KPIs, conexion remota a los nodos, etc.

VII-E. Fase 5: Analisis de Resultados

En esta fase permitira generar conclusiones del trabajo realiza-do. En base al desarrollo expuesto previamente se detectaranlas posibles fallas que afectan el desempeno de la red movil enla zona de la 93. Ası mismo se tendra un proceso de Ingenierıade RF que permita modelar y a su vez comprender el flujo deinformacion que representa esta zona de la ciudad de Bogotaen terminos de Telecomunicaciones.

VIII. ELECCION DE KPIS

VIII-A. KPIs - GSM

La red GSM es usada principalmente para el servicio de voz,por tanto se plantean los siguientes KPIs:

Cell Availability: KPI que permite medir el porcentajede disponibilidad de la red GSM.Call Setup Success Rate (CSSR): Es uno de los prin-cipales KPIs utilizados por los Operadores de telefonıacelular para evaluar el rendimiento de su red, ademas quepermite generar una idea de la satisfaccion del cliente conel servicio brindado.Drop Call: Es un indicador del porcentaje de fallasproducidas por errores durante una llamada en curso,provocando interrupcion de la llamada.Denied: KPI que se encarga de determinar el porcentajede rechazo de peticiones por parte del dispositivo movil.Average CS Traffic: Indica el volumen de trafico CSque maneja una BTS.

VIII-B. KPIs - UMTS

La red UMTS es usada principalmente para el servicio devoz-datos, por tanto se plantean los siguientes KPIs:

Cell Availability: KPI que permite medir el porcentajede disponibilidad de la red UMTS.Piso de Ruido RTWP: Mide el nivel de interferencia quepuede presentar una estacion base con su entorno. A suvez indica como la EB percibe a los usuarios.Accesibility HSXPA: KPI que permite medir la accesibi-lidad que tienen los usuarios tanto en el enlace de subidacomo el enlace de bajada.Usuarios DCH: KPI que permite identificar el volumende trafico CS-PS.

VIII-C. KPIs - LTE

La red LTE es usada principalmente para el servicio de datos,por tanto se plantean los siguientes KPIs:

Cell Availability: KPI que permite medir el porcentajede disponibilidad de la red LTE.CQI: KPI que indica una velocidad de datos de transmi-sion de enlace descendente adecuada, es decir, un valorde esquema de codificacion y modulacion.Intra-Inter X2-HO: KPI que permite medir la tasa deHandover satisfactorio que se ha realizado a traves dela interfaz X2Average RTWP Antena Rx: Mide el nivel de interferenciaque puede presentar una estacion base con su entorno.A su vez indica como la EB percibe a los usuarios.

Mediante el analisis de estos KPIs se pretende identificarlas principales fallas que pueden ocasionar una degradaciondel desempeno de la red. Mediante el desarrollo de losconceptos de cada KPI se pretende generar una relaciondirecta e indirecta de los indicadores de cada tecnologıa entresi mismos, permitiendo abstraer modelos de comportamientoque permitan identificar fallas de una manera mas eficiente.

IX. DESARROLLO

IX-A. Seleccion de las estaciones base

En base al Baseline del Operador Movil se elegiran lossitios mas representativos que se encargan de brindar cober-tura/servicio a la zona de la 93 en Bogota. En la figura 1 seobservan la ubicacion de los sitios elegidos:

Figura 1. Estaciones Base Zona de la 93

Cuadro ICOMPOSICION ESTACION BASE GSM

Sitio Sector Frecuencia

BOG.Calle 92:H1 1 850 MHzBOG.Calle 92:H1 2 850 MHzBOG.Calle 92:H1 A 1900 MHz

Cuadro IICOMPOSICION ESTACION BASE UMTS

Sitio Sector Frecuencia

BOG.Calle 93 I 1900 MHz 2PBOG.Calle 93 J 1900 MHz 2PBOG.Calle 93 O 1900 MHz 3PBOG.Calle 93 P 1900 MHz 1PBOG.Calle 93 X 850 MHz 1PBOG.Calle 93 Y1 850 MHz 4P

Cuadro IIICOMPOSICION ESTACION BASE LTE

Sitio Sector Frecuencia

BOG.Centro 93 L1 2600 MHzBOG.Centro 93 L2 2600 MHzBOG.Centro 93 L3 2600 MHz

En los cuadros I, II, III se observa la distribucion desectores, en base a la tecnologıa de cada sitio elegido parael analisis de KPIs.

IX-B. Analisis KPIs GSM

Con base a las herramientas que brinda el vendor alOperador Movil, se procede a generar la descarga de KPIs.Los KPIs que seran tomados en cuenta, nos permiten medir

la accesibilidad y retenibilidad de la estacion base BOG.Calle92:H1.

En la imagen 2 se observa el trafico de voz que maneja elsitio sector por sector segun lo expresado en la tabla I.

Figura 2. Estaciones Base Zona de la 93

El trafico CS de la estacion base BOG.Calle 92:H1 esdefinido y considerado como bajo. Dadas las polıticas queel Operador movil establece, estas indican que por debajo de4 Erlangs los sitios son considerados como bajo trafico CS.El trafico de voz no es definido como un KPI de accesibilidado de retenibilidad; sin embargo este, puede ser definido comoun KPI complementario, que brinda informacion adicional a laaccesibilidad-retenibilidad que define el performance del sitio.Dicho esto, se procede a realizar el respectivo analisis para elKPI Drop Call y Denied.

Figura 3. Drop Call

En base a la figura 3 se aprecia que el sector que manejamayor trafico (Sector A-Operando sobre 1900 MHz) presentamenos fallas respecto a los demas sectores que operansobre 850 Mhz. Existen varias razones que respaldan estecomportamiento, una de estas, que se considera con un pesosignificativo es la relacion que existe entre la frecuenciade operacion y la distancia de alcance con buenos nivelesde senal. Los sectores que operan sobre GSM 1900 MHzmanejan un trafico mas concentrado, mas cerca de la estacionbase, por ello, el sector A cuenta con mejores condicionesde RF, respecto a los sectores que operan sobre 850 MHz.Adicional, los sectores 1-A manejan un trafico bastante bajo,generando que las fallas sobre esto sectores sean mas notorias.

Pese a la situacion descrita anteriormente tenemos unescenario bastante favorable, los picos de degradacionno superan las 3 horas continuas. El operador moviltiene procedimientos que le permiten catalogar las fallasdel comportamiento normal. Un KPI se considera condegradacion, una vez este supere las 3 horas continuas.El Sector 1-A han presentado picos del 100 %, pero estossuceden cuando el trafico CS es cercano a cero, este escenariose ilustra de mejor forma en las horas de la madrugada.

De esta forma vamos generando una relacion directa quese presenta entre el trafico de voz y la caıda de llamadas.El trafico de voz, resulta ser un KPI complementario, quecombinado con la caıda de llamadas brinda informacion mascompleta acerca de la retenibilidad del sitio.

Es el momento de sumar un nuevo elemento a nuestroanalisis de KPIs GSM. Este nuevo elemento, es un KPI quenos brindara informacion adicional acerca de la accesibilidaddel sitio. En la imagen 4 se observa el KPI denied:

Figura 4. Denied

En zonas urbanas es normal que la huella de la senal seencuentre concentrada en distancias que no superan los 1000mts respecto a la ubicacion de la estacion base. Bajo estapremisa, las condiciones de RF de los usuarios son bastantesbuenas, impactando positivamente la accesibilidad de un sitio.Este escenario que se observa sobre la imagen 4. La mayorparte de picos que se observan suelen presentarse en horasde la madrugada cuando los intentos y solictudes de accesoal servicio movil son cercanos a cero. Nuevamente entra ajugar la premisa de intentos versus tasa exitosa de acceso.Una falla que se presente en pocos intentos de acceso terminamagnificando una situacion que de ninguna forma debe serconsiderada degradacion.

De forma complementaria, podemos analizar la disposicionde los recursos logicos que la estacion base podrıa estarasignando a los diferentes intentos que se presentan sobrelos sectores 1-2-A. Posiblemente estos picos observados enhoras de bajo trafico, que no impactan el performance delsitio y la zona de operacion, esten asociadas a una leveindisponibilidad de algun elemento pasivo que conforme elsitio, como bien podrıa ser un TCH. El KPI mostrado en lafigura 5 nos ilustra esta idea.

Figura 5. Bloqueos de TCH Voz

Los TCH es el tipo de canal de trafico que se puedeconfigurar sobre cada TSL. Este KPI puntualmente midea los bloqueos de los TCH asignados para el servicio devoz. Podemos entonces concluir que varios de los picos dedegradacion sobre el KPI Denied estan asociados con losbloqueos que se presentan sobre los TCH. Estos bloqueosa su vez pueden estar asociadas a trabajos de optimizacionque realizan en las madrugadas para no impactar altamente elmercado.

IX-C. Analisis KPIs UMTS

El sitio elegido para analizar los KPIs sobre UMTScorresponde a BOG.Calle 93. Este sitio es el encargado debrindar gran parte del servicio a usuarios de alto impacto dela zona como lo es: MAC-Center, Starbucks, ZTE. Este sitiode acuerdo a la tabla II cuenta con 4 sectores que operansobre 1900 MHz, usando la segunda y tercera portadora queel Operador ofrece a sus clientes masivos y corporativos.

Para este escenario, vamos a tener en cuenta KPIs deaccesibilidad, retenibilidad y KPIs complementarios quepermitan identificar posibles fallas sobre la estacion base.

En la imagen 6 se observa la disponibilidad de cada unode los sectores. Este KPI se encuentra dentro del grupo deaccesibilidad. Es el punto de inicio para el analisis de KPIsUMTS. Conocer el estado de la celda o de cada sectorque compone el sitio, es fundamental para comprender elcomportamiento de cada elemento.

Figura 6. Disponibilidad de Sectores UMTS

Los siguientes KPIs miden accesibilidad-retenibilidad delsitio, desde la perspectiva de usuario y RNC para los temasasociados a la asignacion de recursos de radio y el acceso alservicio de red movil. Estos KPIs son:

Proporcion de Exito RRC Perspectiva UsuarioRAB-Proporcion de Exito Servicio Voz AMR

Figura 7. RRC-Accesibilidad

Figura 8. RAB-Retenibilidad

El KPI Proporcion de Exito RRC Perspectiva Usuario,define la tasa satisfactoria de recursos que la RNC lograasignar a los usuarios a medida que estos los solicitan. Luegoque la negociacion es exitosa, el KPI RAB-Proporcion deExito Servicio Voz AMR, indica la tasa de retenibilidadexitosa respecto a los radio berarer (RB) que seran usados.Estos KPIs cuentan con un enfoque al servicio de VOz AMR.Por supuesto que RRC y RAB son conceptos enfocados alservicio de datos y voz de la telefonıa movil. Sin embargo,el vendor genera estos KPIs solamente enfocados a Voz, deforma que se puedan relacionar los recursos de radio con losbearer usados en el RAB.

Es de aclarar que el KPI Proporcion de Exito RRC, manejauna perspectiva desde el usuario. Esto se puede interpretarcomo una vista complementaria que permite tener una visionmas amplia de la interaccion del usuario con la red UTRAN(Red de Acceso). A estos dos KPIs vamos a complementarloscon un KPI que determina el trafico CS sobre UMTS.

El KPI mostrado en la figura 9 se puede definir comocomplementario hacia el KPI RAB. Relacionarlo directamentecon el KPI: Proporcion de Exito RRC Perspectiva Usuario,podrıa ocasionar un error conceptual que impactarıa laintegridad del analisis de KPIs sobre UMTS. De formaanaloga como sucede con GSM, el Operador establecepolıticas de bajo trafico CS, que brinda a los KPIs deaccesibilidad-retenibilidad un margen de falla mas amplio.

Continuando con nuestro analisis, vamos a introducir elKPI Piso de Ruido RTWP. Este KPI, es quizas, el que mayor

Figura 9. Trafico CS UMTS

impacto genera sobre la accesibilidad-retenibilidad del sitio.Si se detectan fallas, por ejemplo en el KPI RAB Voz AMR ya la vez se presenta alto piso de ruido RTWP, lo primero quese ataca con acciones correctivas es el piso de ruido RTWP,esperando que a su vez esta correccion impacte de formaindirecta el KPI RAB Voz AMR. En la imagen 10 se observael piso de ruido RTWP para la estacion base BOG.Calle 93.

Figura 10. Piso de Ruido RTWP

Se espera que el piso de ruido RTWP en horas de bajotrafico se encuentre por debajo de -100 dBm. En condicionesnormales de operacion de una celda, se espera que el pisode ruido aumente/disminuye si el trafico aumenta/disminuye.Las horas de bajo trafico el operador movil las define entre2-4 a.m. Un aumento inusual del piso de ruido en horas dealto trafico puede representar un potencial problema parael performance de toda una zona o todo un mercado. Paranuestro caso puntual Zona 93 en la Ciudad de Bogota, esteKPI cursa excelentes niveles tanto en horas de bajo traficocomo alto trafico.

En horas de alto trafico el piso de ruido RTWP se encuentraligeramente por encima de los -100 dBm sobre los sectoresX-Y1. Estos sectores manejan un trafico considerablementemayor respecto a los demas sectores de UMTS que operansobre 1900 MHz. Este comportamiento obedece a la premisamencionada previamente. Adicional, se espera que los sectoresque operan sobre UMTS 850 MHz asocien mas trafico CS,puesto que alcanzan mayores distancias con buenos nivelesde potencia.

Ahora enfocaremos el analisis de KPIs en un contexto de

servicio de datos. El KPI que usaremos para mencionar eltrafico de datos/PS son los usuarios DCH UL/DL. Son usuariosque hacen uso de un canal dedicado. En las imagenes 12, 11se representan estos KPIs:

Figura 11. Usuarios DCH DL

Figura 12. Usuarios DCH UL

Estos KPIS representan el trafico PS del sitio en los enlacesde subida y bajada. De forma analoga como con el traficoCS, observamos que los sectores X-Y1 manejan mas usuariosque los sectores de UMTS-1900 MHz. Ese trafico de mas, serefleja sobre el piso de ruido RTWP.

Con el objetivo de medir la accesibilidad-retenibilidad dedatos en UMTS para el sitio BOG.Calle 93, vamos a incluirlos siguientes KPIs:

Accesibilidad de Recursos HSUPA para trafico NRT.Accesibilidad de Recursos HSDPA para trafico NRT.

Estos KPIs se encargan de medir el exito de los recursosque pueden ser asignados a los usuarios HSDPA/HSUPA(3.5G/3.75G) para el trafico que no considera respuestas entiempo real, como por ejemplo el que se observa cuandose ingresa a servicios bancarios. En las imagenes 13, 14 seobservan estos KPIs:

Los KPIs Accesibilidad de Recursos HSXPA para traficoNRT, nos brindan una idea de la tasa exitosa en la cual laRNC asigna recursos de forma satisfactoria para los serviciosHS-DSCH/HS-USCH. Una degradacion en este KPI implicaque el Nodo-B no es capaz de brindar los recursos necesariospara este tipo de trafico. El recurso que la RNC a travesdel Nodo-B debe gestionar con precaucion es la potencia.

Figura 13. Accesibilidad de Recursos HSDPA para trafico NRT

Figura 14. Accesibilidad de Recursos HSUPA para trafico NRT

Si el Nodo-B se encuentra congestionado, difıcilmente podragarantizar la potencia necesaria para cada uno de sus usuarios.

Para la retenibilidad del sitio usaremos los siguientes KPIs:

Tasa de Exito HSDPATasa de Exito HSUPA

Estos KPIs miden la tasa de exito en la cual los usuariosdescargar o suben informacion en primer plano y segundoplano. En las imagenes 16, 15 se observan estos KPIs:

Figura 15. Tasa de Exito HSUPA

Estos KPIs de retenibilidad se asocian directamente con eltrafico PS. Si el trafico PS muestra un comportamiento decongestion, automaticamente la retenibilidad y accesibilidadvan presentar indicadores de degradacion, proporcional alnivel de congestion. Como se menciono anteriormente estosKPIs pueden ser afectados por alto piso de ruido RTWP.

Finalmente, los KPIs de accesibilidad-retenibilidad del sitioBOG.Calle 93, cursan excelentes niveles, principalmente gra-

Figura 16. Tasa de Exito HSDPA

cias al manejo del trafico CS-PS del sitio. Por supuesto queeste manejo de trafico PS sera analizado en conjunto con losKPIs LTE.

IX-D. Analisis KPIs LTE

La disponibilidad de celda es el KPI mas diciente respectoa la accesibilidad del sitio. Para nuestro analisis de KPIs LTEiniciamos con la disponibilidad que nos define en un primerplano la accesibilidad de cada celda. En la imagen 17 seobserva este KPI sobre el sitio BOG.Centro 93

Figura 17. Disponibilidad de Celda LTE

Para nuestro analisis de KPIs, vamos a centrarnos en lamovilidad que tiene BOG.Centro 93. Dado que la frecuenciade operacion LTE para Claro movil es del orden de 2.6 GHz,el reto en LTE es poder tener una tasa exitosa cercana al 100 %en los KPIs que reflejen movilidad Inter-Intra. En la imagen18 se observa este KPI:

Figura 18. HO Inter X2

El KPI Inter eNB E-UTRAN HO X2, mide la tasasatisfactoria de handover (HO) que se realizan desde

el eNodo-B hacia sus adyacencias que previamente hansido auto configuradas por el mismo eNB. Estos HO serealizan a traves de la interfaz X2. En la imagen 18 seobserva degradacion sobre el sector L2. El origen de estasdegradaciones pueden ser fallas en el apuntamiento del sector,hacia el sector que serıa su adyacencia principal. Esta fallase catalogarıa como atencion en campo. Otra razon, podrıaser una falla sobre la configuracion del sector L2 luego derealizar optimizaciones logicas y fısicas en dicho sector. Lasaturacion del canal X2 podrıa ser una razon adicional.

Al indagar un poco mas acerca de esta degradacion que seobserva entre el 24 de Julio y 27 de Julio, encontramos que el24 de Julio de 2018, se realizaron cambios en las IP de traficapara toda la zona, generando que los MME principales paradicha zona cambiaran. Cada operador maneja cierta cantidadde MME que tiene distribuido a lo largo del paıs. Todos loseNB tiene configuradas las IP de trafica que les indica haciadonde apuntar para encontrar su MME principal. En caso queel MME principal presente fallas, los eNB tendran de respaldolos otros MME. Para el caso puntual de BOG.Calle 93 LTEsector L2, en este sector no se realizo la modificacion de IPtrafica, de forma que, el eNB apuntaba a un MME secundario,ocasionando las degradaciones observadas en la imagen 18.

Para finalizar el analisis de KPIs LTE, incluiremos dos KPIsmas, estos son:

Tasa Exitosa de HO IntraVolumen de trafico de datos PDCP UL/DL

Es importante tener un indicador en LTE que mida el exitode los traspasos realizados de celda a celda perteneciente almismo sitio. En este caso, este KPI nos mide los intentos detraspaso entre los sectores L1-L2-L3 de BOG.Centro 93. Enla imagen 19 se observa la grafica de dicho KPI:

Figura 19. Tasa Exitosa de HO Intra

Los picos que se observan por debajo del 95 % correspondena la franja horaria de la madrugada, cuando los intentos deHO son cercanos a cero. En el trascurso del dıa, cuando eltrafico es alto, el KPI cursa excelente niveles de movilidadIntra.

Los KPIs Volumen de trafico de datos PDCP DL/UL,es la forma mas diciente de conocer el trafico PS sobreLTE. Este KPI nos dice la cantidad de paquetes medido enMB que se han enviado en los enlaces de subida y bajada.Como es de esperarse para esta zona de la 93, la descarga es

considerablemente mayor que la subida de informacion quese realiza, donde la estacion base principal de cobertura esBOG.Centro 93.

Figura 20. Volumen de trafico de datos PDCP DL

Figura 21. Volumen de trafico de datos PDCP UL

X. CONCLUSIONES

Los indicadores estadısticos son de primordial impactopara el Operador movil. El correcto analisis de KPIs permiteidentificar fallas y prever posibles inconvenientes sobre lared movil. De esta forma, el Operador puede tomar accionescorrectivas sobre su red. En el desarrollo de este artıculogeneramos un contexto social, donde basicamente ubicamosuna zona de la capital de Colombia, que asocie varios clientesVIP-Coorporativos los cuales tiene un grado de importanciasignificativo para el operador movil.

Los KPIs elegidos por tecnologıa apuntan a las necesidadesde esta zona en particular de Bogota, que combinadas conla necesidad de tener informacion concisa y diciente de lared, nos brinda el escenario donde podemos correlacionarKPIs de la misma tecnologıa y diferente tecnologıa. De estaforma, logramos tener una idea de la tasa de accesibilidad-retenibilidad que ofrecen la red movil en esta zona de Bogota.

En el trascurso del desarrollo del artıculo, hemos centradotodo el analisis de KPIs en la medicion de la accesibilidad-retenibilidad que define la red movil. Estos dos conceptosson claves, ya que sumados a la informacion adicional quepuede brindar un KPI como lo es el trafico CS-PS, RTWP,etc, se vuelve sencillo generar un modelo de performancepara la zona de la 93. Con este modelo puedo analizar quetanta calidad tiene el servicio desde la perspectiva del usuario

final y desde la perspectiva de la red movil.

De forma general, es correcto indicar que GSM es untipo de tecnologıa que brinda resultados satisfactorios conel servicios de voz; sin embargo, esta tecnologıa enfocado adatos no cumple con las condiciones mınimas para el tipo deusuario que hace parte de la zona de la 93. Por este motivo,nuestro analisis no refleja KPIs PS para GSM. El servicio dedatos que brinda el operador se realiza desde UMTS-LTE.

La correcta correlacion de KPIs de la misma tecnologıa ydiferentes tecnologıas permite encontrar fallas sobre la redmovil. Notamos que el trafico CS GSM sobre la estacionbase BOG.Calle 92:H1, es significativamente menor respectoal trafico CS UMTS de BOG.Calle 93. BOG.Calle 93 enfocael parque de la 93, siendo esta una zona que concentra unflujo de informacion CS-PS considerablemente alto. Al srespacio abierto y concentrar usuarios en una misma zona,resulta facil manejar este trafico con UMTS-1900 4 sectores,haciendo uso de la segunda Portadora y tercera portadora.Se obtienen mejores resultados manejando la huella de lasenal sobre UMTS, esos mejores resultados, finalmente van aterminar impactando la accesibilidad-retenibilidad de la zona.

La estacion base BOG.Calle 92:H1 GSM, es una estacionconformada por 3 sectores segun nos indica el cuadro I. Elobjetivo de este sitio es brindar cobertura para el servicio devoz a diferentes edificios que manejan alrededor de 6-7 pisos.GSM resulta mas eficiente por la capacidad de penetracionque tiene en este tipo de estructuras.

Respecto a LTE notamos degradaciones sobre el KPIde movilidad Inter en sector L2. Estas degradaciones sepresentaron producto de optimizaciones mal ejecutadas sobrela zona. La afectacion de este KPI, es facilmente percibidapor los usuarios masivos-corporativos de la zona. Este sectorno estaba realizando correctos traspasos hacia sus adyacentespor la interfaz X2. Dıas despues de iniciar la degradacion,se observa recuperacion del KPI. La solucion radico en laadecuada configuracion de la IP trafica sobre el MTRACEdel sector.

Finalmente, queremos anadir que los KPIs de accesibilidad-retenibilidad, se interpretan de mejor forma, en la medidaque tengamos presente KPIs complementarios, como lo es eltrafico CS-PS, RTWP, PRACH Delay, bloqueos de TCH, etc.Los KPIs deben ser vistos como elementos grupales, integralesy no como elementos que operan de forma aislada buscandoexplicar una interaccion entre red movil y usuario final.

REFERENCIAS

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