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7/25/2019 dimensionamiento de la banda de 2500GHZ.pdf

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DIMENSIONAMIENTO DE UNA RED

LTE PARA BRINDAR UN SERVICIO

PUBLICO EN LA BANDA DE ACCESO DE

2 5 GHZ

CURSO: FORMULACION DE PROYECTOS

ROJAS SALAZAR JHONATAN ANTONIO

SANDOVAL RODRIGUEZ EDISON CHRISTOPHER


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INDICE

I.

INTRODUCCIONII.

RESUMEN

III. OBJETIVOS

1. MARCO TEORICO

A.

Evolucin de la Red Mvil de Acceso

B. Importancia de las Redes Inalmbricas

C. El Valor del Espectro Radioelctrico para la sociedad

D.

Long Term Evolution (LTE).

E.

Especificaciones de LTE:

F. Arquitectura del Sistema LTE

G.

Tcnicas de Modulacin:H. Tcnica MIMO (Multiple Input Multiple Output

I. Bloque de recursos del LTE

J.

Canales utilizados en LTE

K. Banda de 2.5GHz

2. DIAGRAMA GENERAL DE LA RED

3. SISTEMA DE ACCESO, TRANSPORTE, CONMUTACION Y GESTION DE RED

4.

UBICACION

5. BANDAS DE FRECUENCIAS

6. ESTUDIO DE TRAFICO

6.1.

Bloque de recursos de Lte (RB)

6.2. Clculo terico de la velocidad de pico bruto en Mbits/s del enlace descendente.

6.3. Caractersticas tpicas de los equipos

6.4.

Clculo del Link Budget para DL

6.5. Clculo del Link Budget para UL

6.6. Clculo del radio de cobertura UL

6.7.

Clculo de modulaciones y sensibilidad para cada modulacin

6.8. Resultados Del Link Budget

6.9. Capacidad til de cada celda en un eNodoB

6.10.

Capacidad Requerida7. RELACION DEL EQUIPAMENTO A INSTALAR

8. METAS DE USO DEL ESPECTRO RADIOELECTRICO

9. PLAN DE COBERTURA

10. CRONOGRAMA DE INSTALACION DURANTE EL PRIMER AO

11. INVERSION DETALLADA

11.1

Inversin durante el primer ao

11.2 Inversin durante los cinco primeros aos de operacin

12. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LOS EQUIPOS

13. CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA


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I. INTRODUCCIN

La empresa Telecable Siglo XXI elabora el siguiente perfil de proyecto tcnico, con la finalidad

de obtener la concesin nica del servicio de telefona mvil LTE.

Dicho servicio, estar proyectado para ser brindado en la Provincia de Lima y La Provincia

Constitucional del Callao, en la banda de acceso de 2.5 GHz.

Esta nueva tecnologa se implementar como complemento a su red existente, ya que Telecable

Siglo XXI es una empresa de telecomunicaciones con aos en el mercado nacional, que viene

brindando servicio de telefona mvil 2G y 3G.

Inmediatamente despus de obtener la concesin, se tramitara la autorizacin (valor aadido

con red propia) para brindar el servicio de conmutacin de datos por paquetes.

Los cambios ms significativos se darn en la red de acceso y en el centro de conmutacin, en

cuanto a la red de transporte, esta no sufrir variaciones considerables ya que posee una

infraestructura de red de transporte de alta capacidad con soporte para LTE.

La banda de acceso de 2.5 GHz se usara para el servicio de valor aadido (Internet) de alta

velocidad para dispositivos mviles, los dems servicios de telefona mvil seguirn utilizando

el sistema 2G y 3G en las bandas que vienen operando hasta ahora, para esto se actualizarn las

estaciones bases y se contara con nuevas redes de acceso como el eNodoB el cual tendr una

configuracin Multi-Mode para albergar a las tres tecnologas juntas.

Para la actualizacin de la red se utilizara equipos marca Huawei ya que al criterio de Telecable

Siglo XXI, esta, proporciona soluciones de vanguardia y especficas que van acorde al modelo

planeado por la empresa.


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II. RESUMEN

Este trabajo consiste en el dimensionamiento de una red Lte para brindar el servicio de valor

aadido (internet) en la banda de acceso de 2.5 GHz en la Provincia de Lima y la Provincia del

Callao por parte de la empresa Telecable Siglo XXI.

En la actualidad Telecable Siglo XXI cuanta con la asignacin de dos bloques del espectro

radioelctrico (2500 MHz-2536 MHz/ 2590 MHz- 2614 MHz), se usara el segundo bloque para

desplegar la red LTE-TDD en la frecuencia de 2592 MHz-2612MHz con un ancho de banda de

20 MHz.

Dicha empresa acondicionara su red, que actualmente brinda el servicio de telefona mvil 2G

y 3G, para que pueda brindar el servicio Lte.

Esta nueva estructura Lte consta de una red de acceso denominada E- UTRAN (Evolved

Universal Terrestrial Radio Access Network) y una nueva arquitectura del centro conmutacin

denominada EPC (Evolved Packet Core).

El nuevo centro de conmutacin (EPC) se ubicara en la sede central de la empresa Telecable

Siglo XXI, en el cruce de las avenidas Naranjal con Tpac Amaru en el distrito de Comas.

Adems, en este trabajo, se detallara las caractersticas tcnicas y operativas del sistema a

instalar, las bandas de frecuencias a utilizarse, el estudio de trfico, las metas de uso del

espectro radioelctrico, el plan de cobertura, el cronograma de instalacin y la inversin

detallada de todo el proceso de acondicionamiento.


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III. OBJETIVOS

Actualmente Per, como el resto del mundo, requiere una gestin eficiente del espectro

radioelctrico siendo esto fundamental para llevar a la poblacin los beneficios que genera el

avance tecnolgico.

Es por eso que la banda de 2.5GHz es la nica que podra convertirse en la banda comn a nivelmundial para los servicios comerciales de banda ancha mvil.

Por lo mencionado, este proyecto tiene como objetivo desarrollar el dimensionamiento y

planificacin de la red, para dar conectividad a travs de la banda ancha inalmbrica a los

distritos de Comas e Independencia, y as mas adelante dar este servicio a todo Lima y Callao.


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1. MARCO TEORICO

A.

Evolucin de la Red Mvil de Acceso:

En los ltimos aos se experimenta una demanda creciente de servicios heterogneos a travsde Red. Tpicamente, estos nuevos servicios acaparan gran cantidad de recursos. Su desplieguelleva aparejada la evolucin tecnolgica de la red (troncal y de acceso) junto a la aparicin determinales de usuario ms potente.Esta evolucin es especialmente apreciable en el entorno de las redes mviles (3G). La ubicuidady mejoras en los modelos de tarificacin que ofrecen estas redes para servicios de voz y datosprovocan que su uso no se restrinja nicamente a terminales de ltima generacin, estando estaopcin disponible en gran variedad de dispositivos porttiles o como conexin auxiliar en elhogar.El incremento de trfico implica la necesidad de nuevas tecnologas para resolver laslimitaciones de capacidad en la red de acceso mvil. En la actualidad dos tecnologas compitenen el acceso inalmbrico en redes 4G, WiMAX y LTE (Long Term Evolution). LTE es la evolucinnatural de las redes de 3G y 3.5G actuales. Se asienta sobre IP para servicios de voz y datos,favoreciendo la integracin de todo tipo de servicios en situacin de movilidad y la conmutacinentre tecnologas diferentes. En comparacin directa con HSPA (3.5G), LTE propone cambios anivel fsico, enlace y estructurales. En LTE se reduce el coste por bit adoptando OFDMA en elcanal de bajada y una variante de esta que reduce el consumo para el enlace de subida. Elincremento en las tasas de la red de acceso van acompaados de reduccin de retardos en lared de transporte mejorando la ejecucin de protocolos como TCP. LTE no utiliza ciertos nodosde la red actual 3G y actualiza el resto para acercar las retransmisiones al entorno radio yestablecer puntos de anclaje nico en la red de acceso para favorecer la movilidad intercelular.Los cambios necesarios para el despliegue de LTE sobre redes 3G actuales son mnimos y puedenser aplicados gradualmente. Esta propiedad la convierte en la apuesta mayoritaria deoperadores y fabricantes de mviles para la evolucin de las redes a 4G. A la par que LTE, HSPAcontina su evolucin para mejorar las prestaciones en la tasa de pico de los usuarios con buenaseal. Los operadores con la red 3.5G desplegada se encuentran con la disyuntiva de si aplicarlas mejoras de HSPA+ o adoptar directamente LTE. En operadores donde solo la red 2G estdesplegada el salto a LTE ser ms inmediato. Fabricantes como Huawei y Samsung entre otroshan sacado a la venta sus primeros prototipos de chips con LTE que podrn ser utilizados en lasprimeras redes hbridas GSM/LTE de Suecia.

B.

Importancia de las Redes Inalmbricas

En los ltimos aos, han surgido tecnologas inalmbricas que son un medio alternativo paraofrecer al usuario el servicio de banda ancha. Estas tecnologas tienen la gran ventaja frente a

las almbricas, de que no requieren que el operador abra zanjas dentro de las ciudades y tengaque obtener los derechos de va para instalar una conexin fsica al usuario, lo que permite aloperador reducir costos fijos y tiempo en el despliegue de la red. Esta reduccin de costos ytiempo puede ser significativa si se considera que los costos relacionados con la ingeniera civilen una red almbrica, que incluye las actividades de excavacin, instalacin de ductos, postes ycable, y obtencin de derechos de va, representan entre 30% y 80% de los gastos de capital enuna red. De acuerdo con Raghunathan (2005), el costo por suscriptor de una red almbrica llegaa ser tres veces mayor al costo por suscriptor de una red inalmbrica.Otra ventaja que ofrecen las tecnologas inalmbricas es la posibilidad de ofrecer movilidad enlos servicios. Los consumidores demandan cada vez ms una mayor flexibilidad en cuanto allugar y momento en que pueden acceder a los servicios de telecomunicaciones contratados.

Esta tendencia en la preferencia de los consumidores puede ser mejor satisfecha a travs deredes inalmbricas. Debido a las ventajas que ofrecen las tecnologas inalmbricas, las redes


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basadas en estas tecnologas han presentado un acelerado crecimiento en los ltimos aos, locual puede evidenciarse con el crecimiento que han tenido los usuarios mviles a nivel mundialen comparacin con el de los usuarios fijos.

C.

El Valor del Espectro Radioelctrico para la sociedad

El espectro radioelctrico es un bien del dominio pblico que utilizan operadores de los serviciosde telecomunicaciones fijos y mviles. Estos servicios compiten directa y/o indirectamente conlos servicios prestados por los operadores de redes almbricas. De hecho, las redes inalmbricastienen actualmente un valor mucho ms alto que el de las redes almbricas. Como se seal enel apartado anterior, los servicios que utilizan el espectro radioelctrico ya generan el 66% delos ingresos del sector telecomunicaciones y medios de comunicacin, los cuales representaronen el 2009 el 4.2% del PIB.Desde el punto de vista de los concesionarios (inversionistas), el valor del espectro depende delretorno a la inversin que pueden obtener en el mercado por la oferta de servicios de

telecomunicaciones (su beneficio es llamado el excedente del productor). Desde el punto devista de la sociedad, el valor del espectro proviene de los beneficios que obtienen losconsumidores, el sector productivo y los gobiernos por los servicios prestados por medio delespectro. Si bien, existen beneficios directos, por ejemplo, en trminos de generacin empleo,inversin y ampliacin de la base gravable para la recaudacin de impuestos de las empresasque tienen concesionado el espectro, existen otros indirectos que mejoran la calidad de vida dela poblacin (e.g. salud, educacin) e incrementan la productividad y competitividad de lossectores en la economa. Cabe destacar que estos beneficios se incrementan en la medida quese explota intensivamente el espectro y los servicios producidos son accesibles por toda lapoblacin.El valor social por la explotacin del espectro incluye:

El excedente del productor (ingresos menos costos de la oferta de servicios detelecomunicaciones de los concesionarios de espectro).

El excedente del consumidor (diferencia entre la valoracin del servicio por parte de losconsumidores y lo que pagan por dicho servicio).

Los beneficios asociados a los ingresos por la contraprestacin pagada al gobierno porla concesin del uso del espectro.

Los beneficios econmicos asociados a una mayor actividad y competitividad del pas,as como los que se obtienen de la mejora en la calidad de vida de los ciudadanos.

D.

Long Term Evolution (LTE)

LTE (Long Term Evolution) que en espaol significa Evolucin a largo plazo, tambin denominadocomo sistema de comunicaciones mviles de Cuarta Generacin 4G. Fue estructurado por 3GPP(Proyecto Asociacin de Tercera Generacin), motivados por la necesidad de garantizar lacontinuidad de la competitividad del sistema 3G, como solucin a la demanda de los usuariospor mayores velocidades de datos y calidad del servicio. LTE provee mayor eficiencia deoperacin en el trfico de datos, ofreciendo as una mayor velocidad en la transmisin de datostericamente de hasta 100 Mbps en el enlace descendente y 50 Mbps en el enlace ascendente.Presentando una menor latencia a comparacin de las tecnologas HSDP, UMTS y GSM.Este sistema de LTE posee una red plana basada en IP, que permite una mayor escalabilidad enla red de acceso y centro de conmutacin. Esta nueva estructura LTE consta de una red de acceso

denominada E- UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) y una nueva


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arquitectura del centro conmutacin denominada EPC (Evolved Packet Core) o llamado tambincentro de conmutacin.Caractersticas generales de LTE

En este apartado se muestran las caractersticas generales de LTE

El sistema mvil de LTE proporciona velocidades mximas de transmisin de 100Mbps

en enlaces descendente(DL) y 50Mbps en el enlace ascendente(UP) LTE dispone de varias bandas de frecuencias en modo FFD y TDD.

Permite la opcin de trabajar con diferentes anchos de banda variables: 1.4MHz,3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz y 20 MHZ.

Utiliza dos tcnicas de acceso mltiple el cual mejora la eficiencia espectral 2conrespecto a sistemas anteriores 3GPP. Estas son OFDM para el enlace descendente ySC-FDMA para el enlace ascendente.

Introduce la tecnologa MIMO para aumentar la capacidad de cobertura en su sistema.

Utiliza varios tipos de modulacin en funcin del estado del canal del radio, quepermitirn obtener diferentes velocidades. Estas modulaciones son QPSK, 16 QAM Y64 QAM.

Presenta un retardo de latencia de 10ms. Arquitectura basada en IP.

Presenta un sistema con facilidad de escalabilidad.

E. Especificaciones de LTE:

Si bien en el mundo han subsistido hasta ahora las tecnologas 3G (3rd generation) gestionadaspor los dos grupos, 3GPP Y 3GPP2, se observa que con la entrada a la 4G (fourth generation),aunque existen las dos tecnologas respectivas, LTE y UMB (Ultra Mobile Broadband), la primeraest liderando las expectativas del mercado, por lo que se supone que la UMB no ver

finalmente el servicio comercial.LTE es una tecnologa definida como un nuevo concepto de arquitectura evolutiva hacia la 4G,como la actualizacin de la precedente tecnologa UMTS. LTE no es un estndar definido, seentiende como una nueva tecnologa capaz de integrar lo mejor de GSM, GPRS, UMTS y HSPA(High-Speed Packet Access), incluso con una mejora de rendimiento, dado el empleo de tributosantes no usados. Presenta dentro de sus principales premisas proveer una alta tasa de trfico ybaja latencia. La interfaz y la arquitectura de radio del sistema LTE completamente nueva,propone la prestacin de servicios mediante la tcnica de conmutacin de paquetes IP,soportando adems la movilidad de los mismos. La arquitectura est conformada por un CN y laE-UTRAN.El sistema presenta flexibilidad ante el uso del espectro, dado sus dos posibles sistemas de

transmisin de doble cara, FDD y TDD, posee tecnologas de acceso de radio OFDMA para el DL(Downlink) y SCFDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) para el UL (Up link) yuna tecnologa de aprovechamiento de la diversidad espacial MIMO (Multiple Input MultipleOutput). LTE trabaja en un rango de bandas de frecuencias que comprenden entre los 800 MHzy 3.5 GHz. Posee tambin diferentes anchos de bandas, regulados en los 1.4, 3, 5, 10, 15 y 20MHz. El radio de la clula LTE alcanza los 5 Km y puede contener ms de 200 usuarios para 5MHz de ancho de banda y ms de 400 para 20 MHz de ancho de banda.


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F. Arquitectura del Sistema LTE

Atendiendo a la arquitectura general de los sistemas 3GPP, en la figura 1 se muestra de formasimplificada la arquitectura completa del sistema LTE, denominado formalmente en lasespecificaciones como EPS. Los componentes fundamentales del sistema LTE son, por un lado,

la nueva red de acceso E-UTRAN y el nuevo dominio de paquetes EPC de la red troncal y porotro, la evolucin del subsistema IMS concebido inicialmente en el contexto de los sistemasUMTS. Los diferentes componentes han sido diseados para soportar todo tipo de servicios detelecomunicaciones mediante mecanismos de conmutacin de paquetes, por lo que no resultanecesario disponer de un componente adicional para la provisin de servicios en modo circuito(en el sistema LTE los servicios con restricciones de tiempo real se soportan tambin medianteconmutacin de paquetes). En este sentido, EPC constituye una versin evolucionada delsistema GPRS.La red de acceso E-UTRAN y la red troncal EPC proporcionan de forma conjunta servicios detransferencia de paquetes IP entre los equipos de usuario y redes de paquetes externas talescomo plataformas IMS u otras redes de telecomunicaciones como Internet. Las prestaciones de

calidad de servicio (tasa de datos en bits/s, comportamientos en trminos de retardos yprdidas) de un servicio de transferencia de paquetes IP puede configurarse sobre la base de lasnecesidades de los servicios finales que lo utilicen, cuyo establecimiento (sealizacin) se llevaa cabo a travs de plataformas de servicios externas (IMS) y de forma transparente a la redtroncal EPC. Formalmente, el servicio de transferencia de paquetes IP ofrecido por la red LTEentre el equipo de usuario y una red externa se denomina servicio portador EPS (EPS BearerService). Asimismo, la parte del servicio de transferencia de paquetes que proporciona la red deacceso E-UTRAN se denomina ERAB (E-UTRAN Radio Access Bearer).En la figura 1.1 se muestran las principales interfaces de E-UTRAN y EPC. La interfaz entre E-UTRAN y EPC se denomina S1 y proporciona a la EPC los mecanismos necesarios para gestionarel acceso de los terminales mviles a travs de E-UTRAN. La interfaz radio entre los equipos deusuario y E-UTRAN se denomina E-UTRAN U. Por otro lado, las plataformas de servicios comoIMS y la conexin a redes de paquetes externas IP se llevan a cabo mediante la interfaz SGi dela EPC. La interfaz SGi es anloga a la interfaz Gi definida en las redes GPRS/UMTS y constituyeel punto de entrada/salida al servicio de conectividad IP proporcionado por la red LTE (losterminales conectados a la red LTE son visibles a las redes externas a travs de esta interfazmediante su direccin IP). Los mecanismos de control de los servicios de transporte ofrecidospor EPC se sustentan en informacin proporcionada por otros elementos de la red troncal queno son exclusivos del sistema LTE sino que pueden dar soporte tambin a otros dominios de lossistemas 3GPP. En la figura 1.1 se muestran algunos de estos elementos comunes entre los que,a modo de ejemplo, se encuentra la base de datos del sistema con la informacin de suscripcinde sus usuarios.


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Figura 1.1: Arquitectura de los Sistemas LTE

Otra caracterstica fundamental del sistema LTE es que contempla tambin el acceso a susservicios a travs de UTRAN y GERAN as como mediante la utilizacin de otras redes de accesoque no pertenecen a la familia 3GPP (CDMA2000, Mobile WiMAX, redes 802.11, etc.). Lainterconexin de las redes de acceso alternativas se soporta a travs de un conjunto deinterfaces de la EPC.Finalmente, aunque no est reflejado en la figura 1.2, es importante destacar que lainterconexin de los diferentes equipos fsicos donde se ubicaran las funciones tanto de la red

troncal EPC como de la red de acceso E-UTRAN, se realiza mediante tecnologas de red basadasen IP. De esta forma, la red fsica que se utiliza para interconectar los diferentes equipos de unared LTE, y que se denomina comnmente como red de transporte, es una red IP convencional.Por tanto, la infraestructura de una red LTE, adems de los equipos propios que implementanlas funciones del estndar 3GPP, tambin integra otros elementos de red propios de las redesIP tales como routers, servidores DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) para laconfiguracin automtica de las direcciones IP de los equipos de la red LTE y servidores DNS(Domain Name Server) para asociar los nombres de los equipos con sus direcciones IP.

F.1. Red de acceso evolucionada ( E-UTRAN)

La arquitectura de la red de acceso se compone de una nica entidad de red denominadaevolved Node B (eNB) que constituye la estacin base de E-UTRAN. Por tanto, la estacin baseE-UTRAN integra toda la funcionalidad de la red de acceso, a diferencia de las redes de accesode GSM y UMTS compuestas por estaciones base y equipos controladores.Como se muestra en la figura 1.2, una red de acceso E-UTRAN est formada por eNBs que losproporcionan la conectividad entre los equipos de usuario y la red troncal EPC. Un eNB secomunica con el resto de elementos del sistema mediante tres interfaces: E-UTRAN Uu, S1 y X2.


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Figura 1.2: Red de acceso E-UTRAN

La interfaz E-UTRAN Uu, tambin denominada LTE Uu o simplemente interfaz radio LTE, permitela transferencia de informacin por el canal radio entre el eNB y los equipos de usuario. Todaslas funciones y protocolos necesarios para realizar el envo de datos y controlar la operacin dela interfaz E-UTRAN Uu se implementan en el eNB.El eNB se conecta a la red troncal EPC a travs de la interfaz S1. Dicha interfaz est desdobladaen realidad en dos interfaces diferentes: S1-MME para sustentar el plano de control y S1-U comosoporte del plano de usuario.

As pues, el plano de usuario de una interfaz se refiere a la torre de protocolos empleada parael envo de trfico de usuario a travs de dicha interfaz (paquetes IP del usuario que se envanentre E-UTRAN y EPC a travs de S1-U). Por otro lado, el plano de control se refiere a la torre deprotocolos necesaria para sustentar las funciones y procedimientos necesarios para gestionar laoperacin de dicha interfaz o de la entidad correspondiente. Esta separacin entre plano decontrol y plano de usuario en la interfaz S1 permite realizar la conexin del eNB con dos nodosdiferentes de la red troncal. As, mediante la interfaz S1-MME, el eNB se comunica con unaentidad de red de la EPC encargada nicamente de sustentar las funciones relacionadas con elplano de control (dicha entidad de red de la red troncal EPC se denomina MME (MobilityManagement Entity). Por otra parte, mediante la interfaz S1-U, el eNB se comunica con otraentidad de red encargada de procesar el plano de usuario (dicha entidad de red de la EPC se

denomina S-GW (Serving Gateway)). Esta separacin entre entidades de red dedicadas asustentar el plano de control o bien el plano de usuario es una caracterstica importante de lared LTE que permite dimensionar de forma independiente los recursos de transmisinnecesarios para el soporte de la sealizacin del sistema y para el envo del trfico de losusuarios.Opcionalmente, los eNBs pueden conectarse entre s mediante la interfaz X2. A travs de estainterfaz, los eNB se intercambian tanto mensajes de sealizacin destinados a permitir unagestin ms eficiente del uso de los recursos radio (informacin para reducir interferencias entreeNBs) as como trfico de los usuarios del sistema cuando estos se desplazan de un eNB a otrodurante un proceso de handover.


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Evolved NodeB (eNB):

Como se ha comentado anteriormente, en la descripcin general de la arquitectura de E-UTRAN,el eNB integra todas las funciones de la red de acceso. Por ello, en el eNB terminan todos losprotocolos especficos de la interfaz radio. Mediante dichos protocolos, el eNB realiza la

transmisin de los paquetes IP hacia y desde los equipos de usuario junto con los mensajes desealizacin necesarios para controlar la operacin de la interfaz radio. El servicio detransferencia de paquetes IP entre un eNB y un equipo de usuario se denomina formalmentecomo servicio portador radio RB (Radio Bearer). El eNB mantiene un contexto de cada uno delos equipos de usuario que tiene (informacin sobre el estado del equipo de usuario, serviciosportadores activos, informacin de seguridad, capacidades del terminal, etc.).Sin duda, la funcionalidad clave de un eNB consiste en la gestin de los recursos radio. As, eleNB alberga funciones de control de admisin de los servicios portadores radio, control demovilidad (Por ejemplo, decisin de realizar un handover), asignacin dinmica de los recursosradio tanto en el enlace ascendente como descendente (denominadas funciones de scheduling),control de interferencias entre estaciones base, control de la realizacin y del envo de medidas

desde los equipos de usuario que puedan ser tiles en la gestin de recursos, etctera.Otra funcin importante introducida en la funcionalidad de un eNB es la seleccin dinmica dela entidad MME de la red troncal EPC cuando un terminal se registra en la red LTE. Esta funcinotorga un grado de flexibilidad muy importante en la operatividad de la red. En E-UTRAN, adiferencia de arquitecturas ms jerarquizadas como GERAN o las primeras versiones de UTRAN,un eNB puede estar conectado simultneamente a mltiples MMEs de la red troncal. El conjuntode MMEs a los que tiene acceso un NB se denomina su pool rea. As, mediante la seleccin dequ entidad MME va a controlar el acceso de cada usuario, es posible balancear la carga desealizacin entre diferentes MMEs as como aumentar la robustez del sistema frente a puntosde fallo crticos. Esta opcin se soporta mediante lo que se denomina la interfaz S1 flexible.Al igual que la posibilidad de interactuar con mltiples MMEs, un eNB puede enviar y recibir

paquetes IP de los usuarios a los que sirve a travs de diferentes pasarelas S-GW de la red troncalEPC. Ello conlleva que el eNB albergue funciones de encaminamiento del trfico de los usuarioshacia la pasarela de red SGW correspondiente. La eleccin de S-GW en este caso compete a laentidad MME y no al eNB.Un eNB puede gestionar una o varias celdas. Un caso tpico es el uso de sectorizacin de formaque, el eNB ubicado en un emplazamiento soporta tantas celdas como sectores.

F.2. Centro de Conmutacin EPC (Evolved Packet Core)

El centro de conmutacin, denominada EPC se encarga de proporcionar servicio de conectividadIP para dar acceso a las distintas redes externas y plataformas de servicios. Se componen deentidades de MME (Mobility Management Entity), el S-GW (Serving Gateway) y el P-GW (PacketData Network Gateway).

F.3. MME (Mobility Management Entity)

Es la Entidad principal del plano de control de la red LTE, encargado de gestionar la movilidaddentro de la red (como la sealizacin entre el UE y EPC) realiza algunas de estas funciones:

Establece, mantiene y libera las portadoras.

Autenticacin, gestiona el acceso de los terminales mviles a la red E-UTRANasignndole una entidad MME a cada usuario con fines de autenticacin y seguridadmediante mensajes paging y actualizacin del rea de seguimiento (TAU).


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Mantiene el tanto sobre la informacin de la tarifacin.

Cifrado y proteccin de la integridad de los NAS de sealizacin (seguridad).

.

Figura 1.3: Procedimiento de autenticacin del usuario.Fuente: Adaptado de: Rumney, M. (2010). LTE and the

Evolution to 4G Wireless Design and Measurement Challenges.

F.4.

S-GW (Servering GateWay)

Es la entidad que proporciona el servicio de puerta de enlace, gestiona el trfico de paquetes IPde los usuarios en el enlace descendente. S-GW es el punto local de movilidad de los portadoresde datos al momento que un UE est en movimiento entre eNodoB, pueden dar servicio solo auna zona geogrfica con un conjunto limitado de eNodoB adems de que son capaces deconectarse a cualquier P-GW en toda la red.

F.5. P-GW (Packet Data Network Gateway)

Es la entidad que se encargada de proporcionar conectividad entre la red LTE las redes externas,donde asigna una direccin IP al Equipo de Usuario (UE) mediante el protocolo DHCP (DynamicHost Configuration Protocol, es decir Protocolo de Configuracin Dinmica de Host) para que assea posible la comunicacin con otros dispositivos IP en otras redes de la internet.

La figura 4 muestra el grfico de las distintas conexiones que se realizan con el MME, as comotambin las funciones de cada interfaz presente.

Figura 1.4: Conexiones MME a otros nodos lgicos y funciones principales.


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F.6. HSS (Home Subscription Server)

Es un servidor de base de datos de suscripcin de todos los usuarios de la red, almacena losregistros de ubicacin del Equipo de usuario, identificadores de servicio, informacin deseguridad y cifrado. Este servidor puede ser consultado o modificado por el MME, as como

tambin almacenar las identidades de cada uno de los P-GW activos como se puede apreciar enla figura 1.4.

F.7. PCRF (Policy Control and Charging Rules Function)

PCRF es el responsable del control de polticas y reglas de la funcin de carga, determina lamanera de manejar los servicios de acuerdo a la calidad de los mismos, as como tambin sebasa en las diferentes decisiones de control de flujo de informacin que provienen en el P-GWy S-GW. A continuacin, la figura 5 presenta un esquema de conexin entre PCRF con el P-GW yS-GW.

Figura 1.5: Conexiones PCRF a otros nodos lgicos.Fuente: Toskala, H. H. (2009). LTE for UMTS: OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access. John Wiley &

Sons Ltd.

F.8.INTERFACES DE LAS ENTIDADES

Permiten la interconexin entre las diferentes entidades de la red, ya sea en la red deacceso, E-UTRAN y el EPC.

Interface de Radio (Uu/eNB)

Interfaz S1, S1-MME

Interfaz X2(eNB/eNB)

Interfaz SGi(P-GW/Internet)

Interfaz S5/S8(S-GW/P-GW) Interfaz S11 (MME/S-GW)

Interfaz S10(MME/MME)

Interfaz S6a (MME/HSS)


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G. Tcnicas de Modulacin:

Uno de los parmetros ms importantes de LTE, en su enfoque multiportadora para el accesomltiple, que se modulan sobre diferentes subportadoras que incluyan ms o menos bits con elobjetivo de incrementar la velocidad y aumentar el rea de cobertura.

LTE utiliza diferentes tipos de modulacin como QPSK, 16QAM Y 64QAM que cada uno de lossmbolos corresponde a 2bits, 4bits y 6 bits de informacin. El cual ser determinado en elEnodoB de acuerdo a la posicin del usuario.

Figura 1.6: Modulacin adaptativaFuente: Planificacin de la red de radio LTE, Jyrki TJ Penttinen y Luca Fauro.

OFDMA (Acceso Mltiple por Divisin de Frecuencia Ortogonal)

LTE utiliza esta tcnica OFDMA en el enlace descendente para proporcionar mltiples accesosde los diferentes smbolos en una determinada modulacin (QPSK o QAM) sobre un conjuntode sub portadoras. Divide el ancho de banda en varias sub portadoras de banda estrechamutuamente ortogonales y as en la transmisin de cada smbolo se realice de manera paralelay una encima de otra, es decir que se superponen simultneamente.

Figura 1.7: Espectro seal OFDM, Wireless Brodwan Network

Esta tcnica de acceso presenta las siguientes ventajas:

Diversidad de multiusuario

Diversidad de Frecuencia

Robustez frente al multitrayecto Flexibilidad en la banda asignada


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Figura 1.8: Espectro seal OFDM, Wireless Brodwan Network

SC-FDMA (Simple Carrier Frequency Divisin Multiple Access)

SC-FDMA o tambin llamado Tcnica de acceso mltiple por divisin de frecuencia de nicaportadora est dedicado para el enlace ascendente. Es lo mismo que hace OFDMA hasta ciertopunto, divide el ancho de banda de la transmisin en mltiples sub portadoras (ortogonalesentre ellas), pero la modulacin se realiza independientemente por cada sub portadoracombinando linealmente todos los smbolos de datos que se transmiten al mismo tiempo. Porlo tanto, en cada perodo de smbolo todas las sub portadoras de transmisin de una seal SC-FDMA llevan cada smbolo de datos modulado, esto brinda a SC-FDMA su propiedad de una solaportadora fundamental. Esta tcnica es ms compleja que el OFDMA porque requiere de mayorsealizacin como la seal de referencia de sonido (SRS) que estima la calidad del canal en unbloque del espectro fsico (BSR) a transmitir.

Figura 1.9: Grfico de transmisin SC-FDMA.

Fuente: Uplink: SC-FDMA transmission Scheme. http://ecee.colorado.edu 08 de octubre del 2015.http://ecee.colorado.edu/~ecen4242/LTE/radio.html

H. Tcnica MIMO (Multiple Input Multiple Output)

La tcnica de mltiples antenas en sistemas de comunicaciones mviles, en LTE se puedeemplear lo mencionado aplicando MIMO (Multiple Input Multiple Output) es decir mltiplesentradas y mltiples salidas, realizando as las transmisiones de mltiples flujos de informacinmejorando la eficiencia espectral por encima de lo que se obtendra con la tcnica de OFDMA.

MIMO utiliza la propagacin por trayectos mltiples que es la seal presente en todas lascomunicaciones terrestres. En lugar de proporcionar interferencia entre s, estos caminos se
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pueden utilizar con ventaja. Tanto el transmisor como el receptor tienen ms de una antena yutilizando la potencia de procesamiento disponible en ambos extremos del enlace, son capacesde utilizar los diferentes caminos que existen entre las dos entidades para proporcionar mejorasen la velocidad de datos de seal a ruido.Con esto se puede lograr mejorar la velocidad de datos, as como tambin aumentar la cobertura

sin recurrir a una mayor potencia (por parte de las antenas) o consumir ms ancho de banda.Entre las configuraciones disponibles con esta tcnica tenemos en LTE existe MIMO 1x1, 2x2,3x2, 3x3, 4x2 o 4x4. Ahora, si dos canales ascendentes son ortogonales entonces con la tcnicaMIMO hara posible que dos usuarios, que usan un canal cada uno, puedan usar el mismorecurso de tiempo y frecuencia.

I. Bloque de recursos del LTE

El bloque de recurso fsico (PRB o solo RB) y toda la asignacin de bloques de recursos fsicos esmanejado en la estacin base eNodoB.

Una trama es de 10 ms y se compone de 10 subtramas. Una subtrama es de 1 ms y contiene 2 slots.

Un slots es 0,5 ms en el dominio del tiempo y cada asignacin de 0,5 ms puede contenerbloques de recursos donde N, 6


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J. Canales utilizados en LTE

LTE utiliza canales lgicos, transporte y fsicos para poder dar servicio al usuario.

J.1.

Canales Lgicos

El canal lgico se define por el tipo de informacin que lleva. Estos se clasifican en canales decontrol y de trfico.Los siguientes son definidos por el 3GPP, como canales lgicos de control:

BCCH(Brodcast Control Channel), este canal es utilizado para la transmisin de controldel sistema y para la informacin.

PCCH(Paging Control Channel), este canal de control es utilizado para enviar mensajesa dispositivos mviles para alertar de una llamada entrante o solicita sesin decomunicaciones datos.

CCCH(Common Control Channel) es el canal de control comn, utilizado para transmitir

informacin de control entre los UE y la red. DCCH (Dedicated Control Channel) canal de control dedicado punto a punto

bidireccional que transmite informacin de control dedicada entre la UE y la red comopor el ejemplo control de la energa, handover, etc.

MCCH (Multicast Control Channel) canal de control que transmite parmetrosnecesarios de identificacin, acceso de los servicios y canales multicast.

Los siguientes son definidos por el 3GPP, como canales lgicos de trfico:

DTCH(Dedicated Traffic Channel) canal de trfico dedicado punto a punto a un EU, parala transferencia de informacin de usuario.

MTCH(Multicast Control Channel) canal de trafico punto a multipunto en el canal deenlace descente para transmitir datos desde la red hacia UE.

J.2. Canales de Transporte

Estos canales definen cmo y con qu caractersticas se van transmitir la informacin por lainterfaz de radio.Los siguientes son definidos por el 3GPP, como canales de transporte en DL:

BCH (Broadcast Channel) canal de transporte que trasmite continuamente lainformacin del sistema a la vez examina y mide la intensidad de la seal, controlando

el acceso de los dispositivos mviles que funcionan dentro del rea de cobertura. DL-SCH(Dowlink Shared Channel) canal de transporte de comunicacin que transmite

datos desde eNodoB a los dispositivos mviles. Los eNodoB asigna los slots de tiempo ycanales de radio frecuencia para transmitir y recibir informacin de los usuarios.

PCH(Channel Paging) canal de transporte se utiliza para enviar mensajes de alerta al UEsolicitando para establecer una comunicacin de voz, servicio de manteniendo yactualizacin de posicin.

MCH(Multicast Channel) canal de transporte que se caracteriza por la transmisin deinformacin de un punto a varios dispositivos dentro del rea de cobertura.

Los siguientes canales son definidos por el 3GPP, como canales de trasporte en UL:


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UL-SCH(Uplink Shared Channel) canal de transporte se caracteriza por el tipo de enlaceque maneja dinmicamente a la variacin en el nivel de potencia de transmisin, en loscambios de modulacin y codificacin para la asignacin dinmica de recursos de radioen el enlace ascendente.

RACH(Random Acces Channel) canal de transporte que se caracteriza por el control de

la informacin de los datos sobre el riesgo de la colisin o para el acceso aleatorio.

J.3. Canales Fsicos

Estos canales se definen por los recursos fsicos utilizados para transmitir los datos de losusuarios y control.

PDSCH(Physical Dowlink Shared Channnel) Canal fsico que se utiliza para transportardatos de usuario, entre la red de acceso de radio y el ncleo de la red o centro deconmutacin.

PDCCH(Physical Dowlink control Channel) canal fsico que utiliza para la sealizacin

para para llevar la asignacin de los recursos (PDSCH) PBCH (Physical Broadcast Control Channel) canal fsico utilizado para transmitir la

informacin del sistema de identificacin y control.

PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel) Canal fsico que sirve para transferirla informacin del tipo de modulacin del canal.

PMCH(Physical Multicast Channel) canal fsico que es utilizado para enviar de un puntoa varios usuarios que se encuentren dentro de la cobertura.

Canales fsicos de UL son los siguientes:

PRACH (Physical Random Acces Channel) canal fsico UL que se utiliza para el accesoradio.

PUSCH (Physical Uplink Sahred Channel) canal fsico compartido utilizado paratransportar datos del usuario hacia la red de conmutacin.

PUCCH(Physical Uplink Control Channel) canal fsico de sealizacin en el ascendenteque permite al UE solicite recursos en el PUSCH.

K. Banda de 2.5GHz

El rango de frecuencias de 2500-2692 MHz, conocida como la banda de 2.5 GHz o 2.6 GHz,

actualmente permite el uso de tecnologas avanzadas ya sea del Grupo 3GPP (tecnologa LTE yLTE Advanced), o de la familia de estndares IEEE802.16. (WiMAX e y m). Esta banda ha sidoreconocida por la UIT, en su recomendacin ITU-R M.1036-4, para la implementacin detecnologas IMT. Asimismo, la banda de 2.5 GHz fue identificada por la Comisin de Espectro dela Comunidad Europea como una banda muy valiosa, ya que cuenta con 190 MHz aplicables parael despliegue de nuevas tecnologas para la prestacin de servicios de banda ancha mvil de altavelocidad.Cabe sealar que por muchos aos, la banda de 2.5 GHz fue destinada para la provisin deservicios de Televisin de Paga, e inclusive se le conoca como Banda MMDS (MultichannelMultipoint Distribution Service). Sin embargo, debido al constante desarrollo de las tecnologasmviles, en los ltimos aos el escenario ha cambiado pues la banda de 2.5 GHz es actualmente

destinada para la implementacin de las tecnologas LTE y WiMAX Mvil.


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Segn un reporte de 4G Amricas, a marzo de 2013, se contaban con 53 redes LTE disponiblesen 27 pases que operan en la banda de 2.5 GHz (para referencia, ver la Figura 1.11). Cabeprecisar adems que 8 de las redes en mencin se encuentran en tres pases de la regin: Brasil,Colombia y Chile

Figura 1.11: Segmentacin de la Banda de 2.5 GHz para implementacin de tecnologas IMTElaborado por: GPRC-OSIPTEL en base a Recomendacin ITU-R M.1036-4

Con respecto a la segmentacin de la banda, en la Recomendacin ITU-R M.1036-4 se indica quela banda de 2.5 GHz puede ser segmentada de tres maneras: i) 1 bloque de 2 X 70 MHz en FDDy un bloque de 50 MHz en TDD, ii) 1 bloque de 2 x 70 MHz y un bloque de bajada en FDD de 50MHz a ser pareado con alguna banda de frecuencia fuera del intervalo de la banda de 2.6 GHz yiii) un bloque entero en FDD, en TDD o una combinacin de ambos. La primera opcinrecomendada por la ITU permitira hasta 3 operadores con anchos de banda de 20+20 MHz, quees ideal para permitir altas prestaciones de la tecnologa LTE, un operador con 10+10 MHz y unltimo operador con 50 MHz para el despliegue de LTE en versin TDD (tecnologa aun endesarrollo).Sin embargo, a nivel Latinoamrica, pases como Brasil, Colombia y Chile han optado por realizarcanalizaciones especficas de acuerdo a las estrategias de desarrollo de sus mercados, las cuales

se describen a continuacin. En Colombia, el operador UNE EPM Telecomunicaciones posee unbloque de 2x25 MHz en la banda de 2.5 GHz, y se espera que en el ao 2013, se subaste 3 bloquesde 2x15 MHz en FDD y 1 bloque de 40 MHz en TDD. En Brasil, la banda de 2.5 GHz se canalizmediante 5 bloques en FDD (3 bloques de 2x10 MHz y 2 bloques de 2x20 MHz) y en 2 bloquesen TDD (1 bloque de 35 MHz y 1 bloque de 15 MHz). Chile por su parte, canaliz dicha banda en3 bloques FDD de 2x20 MHz y un bloque TDD de 60 MHz el cual hasta la fecha no se hasubastado.


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Figura 1.12: Canalizacin de la Banda de 2.5 GHz en Latinoamrica

Elaborado por: GPRC-OSIPTEL


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2.

DIAGRAMA GENERAL DE LA RED


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3. SISTEMA DE ACCESO, TRANSPORTE, CONMUTACIN Y GESTION DE RED

a)

Sistema de Acceso

Este sistema comprende a la E-UTRAN, se compone de estaciones bases para LTE denominadoseNodoB, esta red se implementar con la solucin Single RAN de Huawei, esta solucin proveede capacidad de integrar varias tecnologas en una sola infraestructura; de tal manera constituyeuna solucin escalable y compacta a la vez.La estacin base DBS 3900 est formada por un Mini Shelter TP 4200A, tres sistemas radiantesRRU 3942 y tres antenas AUU3910. Cada eNodoB tendr una configuracin de cubrir tressectores.

Figura 4.1: Estacin base DBS3900, HUAWEIFuente: Estacin base DBS3900, Manual TI de HUAWEI.

La solucin comprende al Mini Shelter TP 48200A albergara a la BBU 3900 que es la unidad debanda base donde se incorporan las tarjetas controladoras de red GSM, UMTS y LTE que sern

alimentados desde la unidad UDCU del gabinete con un voltaje de -48V DC, estos a la vez se


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conectaran mediante fibra ptica con la RRU 3942 y las antenas AAU3910 que estarn ubicadosa 30 metros de altura.

b) Sistema de Transporte

El sistema de transporte permitir la interconexin entre las estaciones bases eNodoB y elcentro de Conmutacin EPC, este tiene la capacidad de llevar el trfico de datos y voz generadosen una estacin base hacia otro. Para ello se emplear el sistema de radio enlaces de microondascon la solucin Huawei RTN 950A, la solucin consiste un sistema que est basado en un diseomodular que soporta mltiples trayectorias de radio en una sola plataforma, este sistema tieneuna convergencia basado en la red Backhaul con soporte de MPLS.El RTN 950A est conformado por los siguientes equipos: ODU 950 e IDU950. Estos equiposestarn ubicados en la estacin base. La ODU se instalar en la torre a una de altura considerablepara el radio enlace, el cual se conecta mediante un cable IF hacia la IDU que est ubicado en

dentro del Mini shelter TP48200A.Los radios enlaces trabajan en la frecuencia 15GHz en la banda de N 11 de la canalizacin defrecuencia con un ancho de banda de 28MHZ.

Figura 3.2: Esquema completo de una Estacin Base mvil para LTEFuente: Esquema de TI eNodoB +MW Huawei 2014.

La red Backhaul es un medio de transporte eficiente el cual est compuesta de enlacesmicroondas, la red de agregacin y un centro de conmutacin.


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Figura 3.3: Sistema de BackhaulFuente: Sistema de Transporte Huawei

La red agregacin forma parte del sistema de transporte, compuesta de varios Router Optix PTN3900 Huawei formando una topologa de aillo con conexiones pticas, con una capacidad deconmutacin de 320Gbps en cualquier direccin de salida o la entrada de la direccin.

Figura 3.4: Sistema de transporte de MicroondasFuente: Solucin de transporte MW, HUAWEI.


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c) Centro de Conmutacin EPC

EPC es el centro de conmutacin el cual proporciona servicio al usuario con la tecnologa 4G LTEy permite la gestin de la interconexin con otras operadoras. El cual se compone de las

siguientes entidades: MME, S-GW, P-GW, y HSS. Estas entidades se conectarn a las entidadesexistentes en Core de 3G y 2G. La EPC se implementar con la solucin Single EPC de HuaweiTechnologies Co el cual se compone de los siguientes equipos:

i. USN 9810 funciones de SSGN, MMEii. UGW 9811 funciones de GGSN, P-GW, S-GW

iii.

SAE-HSS 9820 funciones de HSS

Figura 3.4: Arquitectura del EPC de Siglo 21Fuente: Elaboracin propia con grficos del Manual de LTE HUAWEI.


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4. UBICACIN

a)

Ubicacin del NOC SIGLO 21 (EPC)

El centro de conmutacin (EPC) se situara en la sede principal norte de Siglo 21, en el cruce de

la av. Naranjal con la av. Tpac Amaru.

Ubicacin del centro de conmutacin: Av. Metropolitana 119, ComasFuente: Google Hearth

b) Ubicacin de los eNodosB

En los distritos de Comas e Independencia sern ubicados los eNodosB para abarcar inicialmentelos dos distritos ms populosos de Lima Norte, como se muestra a continuacin:

Fuente: Google Hearth


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5. BANDAS DE FRECUENCIA

Actualmente Per, como el resto del mundo, requiere una gestin eficiente del espectroradioelctrico siendo esto fundamental para llevar a la poblacin los beneficios que genera elavance tecnolgico.Es por eso que la banda de 2.5GHz es la nica que podra convertirse en la banda comn a nivelmundial para los servicios comerciales de banda ancha mvil.

Fuente: Direccin de Planificacin - Movistar

Se usara el segundo bloque para desplegar la red LTE-TDD en la frecuencia de 2592 MHz2612 MHz con un ancho de banda de 20MHz.


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o Banda de operacin E-UTRAN para LTE FDD y TDD

E-UTRAOperating

Band

Uplink (UL) operating bandBS receive

UE transmit

Downlink (DL) operating bandBS transmitUE receive

DuplexMode

FUL_LOW- FUL_HIGH FDL_LOW- FDL_HIGH1 1920 MHz1980 MHz 2110 MHz2170 MHz FDD

2 1850 MHz1910 MHz 1930 MHz1990 MHz FDD



5 824 MHz849 MHz 869 MHz894MHz FDD




9 1749.9 MHz1784.9 MHz 1844.9 MHz1879.9 MHz FDD

10 1710 MHz1770 MHz 2110 MHz2170 MHz FDD11 1427.9 MHz1447.9 MHz 1475.9 MHz1495.9 MHz FDD




15 Reserved Reserved FDD

16 Reserved Reserved FDD





21 1447.9 MHz1462.9 MHz 791 MHz821 MHz FDD

33 1900 MHz1920 MHz 1900 MHz1920 MHz TDD








Canalizacin de la banda de 2.5GHz

BLOQUERANGO DE FRECUENCIAS (MHZ)

IDA RETORNO

A 25922612 2592- 2612


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Respecto de la canalizacin, es importante tomar en cuenta que en LTE se definen anchos de

banda nominales posibles de 1,4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz y 20MHz.

La banda de frecuencias para 2G y 3G

Bandas 1 8501 910 MHz y 1 9301 990 MHz

BandaRango de frecuencias

Empresa rea de AsignacinIda Retorno

A 1850-1865 1930-1945 Amrica Mvil Per S.A.C A nivel nacional

D 1865-1870 1945-1950 Entel Per S.A A nivel nacional

B 1870-1882.5 1950-1962.5 Telefnica Mviles S.A A nivel nacional

E 1882.5-1895 1962.5-1975 Entel Per S.A A nivel nacional

F 1895-1897.5 1975-1977.5 Amrica Mvil Per S.A.C A nivel nacional

C 1897.5-1910 1977.5-1990 Viettel Per S.A.C A nivel nacional

Fuente: Registro Nacional de frecuencia. La red transporte se utilizar la frecuencia del canal N 11 con un ancho de banda de

28MHZ.

CANALFRECUENCIA (MHz) BW: 28 MHz

IDA RETORNO

1 14417 14907

2 14445 14935

3 14473 14963

4 14501 149915 14529 15019

6 14557 15047

7 14585 15075

8 14613 15103

9 14461 15131

10 14669 15159

11 14697 15187

Fuente: Radiocanales (canalizaciones) para los Servicios de Telecomunicaciones,

RESOLUCIN VICEMINISTERIAL N 268-2005-MTC


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6. ESTUDIO DEL TRFICO

6.1.

Bloque de recursos de Lte (RB)

El bloque de recurso fsico (RB) y toda la asignacin de bloques de recursos es manejado en laestacin base eNodoB.

Una trama es de 10 ms y se compone de 10 subtramas.

Una subtrama es de 1 ms y contiene 2 slots.

Un bloque de recursos es 1 ms y contiene 12 subportadoras para cada smbolo OFDM

en el dominio de frecuencia.

Hay 7 smbolos (prefijo cclico normal) por ranura de tiempo en el dominio del tiempo o

6 smbolos en pre cclico largo de la trama.

Figura 6.1: estructura de una trama

Fuente: TS 36.211, V10.7.0, 3GPP (2013).

6.2. Clculo terico de la velocidad de pico bruto en Mbits/s del enlace descendente.

La cantidad ms pequea de recursos que se pueden asignar a un usuario que es 1 bloque de

recursos (RB). Este bloque de recursos contiene 12 subportadoras, cada una de ellas separadas

entre s por 15KHz de ancho de banda. Entonces, 1 RB tiene un ancho de banda de 12 x 15KHz =

180KHz.

Usaremos el 10% del ancho de banda (20 MHz) para la banda de guarda, por lo tanto, tendremos

un ancho de banda efectivo de 18MHz.

Dividiendo los 18MHz entre el ancho de banda de un bloque de recursos de 180KHz tendramos:

18MHz/180KHz = 100 recursos de bloque para los 20 MHz de ancho de banda.

El nmero de smbolos de cada modulacin que contiene la banda de LTE que estamos usando

es igual a la cantidad de bloques de recursos multiplicado por el nmero de subportadoras por


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bloque de recurso (12), multiplicado a su vez por el nmero de smbolos OFDM en un slot (7) y

la cantidad de slots por unidad de tiempo (2).

Por lo tanto, la cantidad de bloques de recursos (1) x 12 subportadoras/smbolo OFDM x 7

smbolos en OFDM en un bloque de recursos /slot x 2 Slots/1ms = 168 smbolos en un bloque derecursos por 1ms.

Como en 20 MHz hay 100 RB entonces 100 x 168 smbolos = 16800 smbolos en un 1ms.

En cada mtodo de modulacin QPSK (2 bits/smbolos), 16QAM (4 bits/smbolos) y 64QAM (6

bits/smbolos) tenemos las siguientes cantidades de smbolos por milisegundos:

QPSK= 2 bits/smbolo x 16800 smbolos/1ms = 33600 bits/ms = 33.6 Mbits/s

16QAM= 4 bits/smbolo x 16800 smbolos/1ms = 67200 bits/ms = 67.2 Mbit/s

64QAM = 6 bits/smbolo x 16800 smbolos/1ms = 100800 bits/ms = 100.8 Mbits/s

En la siguiente tabla se muestra los valores de transferencia de pico utilizando los datos

anteriormente mostrados.

Teniendo en cuenta que por utilizar MIMO 2x2 se duplicar las cantidades de smbolos por

milisegundo.

Modulacin MIMO Bits/Smbolo 20MHz/100

QPSK 2x2 2x2=4 67.2

16QAM 2x2 4x2=8 134.4

64QAM 2x2 6x2=12 201.6

Tasa o velocidad de pico bruto en Mbit/s enlace descendente

La tasa expresada en la anterior tabla muestra la velocidad pico bruto, es decir aquella velocidad

que sale sin tomar en cuenta los smbolos para canales de control.

Los canales de control y sealizacin establecen y mantienen la comunicacin, esto significar

un consumo de recursos que reducen la tasa final de usuario.

A este factor de reduccin se le conoce con el nombre de overhead o sobrecarga.


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Entonces, el canal de control de enlace descendente fsico (PDCCH) toma un smbolo de cada 14

smbolos que es la asignacin mnima posible, por lo tanto, la sobrecarga de control resultante

es de 7,1% (1/14 x 100%).

Con respecto a las seales de referencia de enlace descendente (RS), tambin dependen de la

configuracin de la antena.

En este caso como la transmisin es MIMO de 2x2 se toma 4 smbolos de los 14 smbolos que

hay en una sub trama, pero los RS se solapan parcialmente con el PDCCH y aquella superposicin

se tiene en cuenta por lo que la sobrecarga de RS vara entre 4,8% y 14,3%.

Las seales de referencia de enlace ascendente toman 1 Smbolo de cada 7 smbolos que resulta

en una sobrecarga del 14,3% (1/7 x100%).

En la seal de sincronizacin (PBCH, PCFICH y el PHICH) la sobrecarga depende del ancho de

banda que se utilice, en este caso a 20 MHz es de 1% aproximadamente. El PUCCH no se le

incluir en el clculo porque reducira muy poco la velocidad de datos en el enlace ascendente.

En este caso para hallar el trfico se considerar una sobrecarga del 30%.

La tasa bruta es reducida por la disminucin de la calidad de la seal recibida. Por lo que se usar

un factor de utilizacin de 85% por posibles prdidas que puede haber en el camino. Tambin

hay que tener en cuenta el CQI (Channel Quality Indicator), que es un parmetro que mide la

calidad de la seal en enlace descendente dependiendo de la modulacin. El CQI seala la

modulacin mxima posible y la codificacin de canal aceptable tomando un valor discreto de

entre 0 y 15. Donde el 0 significa que el canal es inutilizable, es decir que no recibe la seal

LTE.

Estos valores de CQI son enviados por el equipo de usuario (UE) a la estacin base utilizando el

canal PUCCH o PUSCH.

En la Figura 6.2 se aprecia el ndice de identificador de canal de calidad (CQI). Se utilizar los

valores de CQI 4, 8 y 13 por ser los valores promedios de cada modulacin. Al incluir la reduccin

en la tasa bruta por overhead y tambin a la disminucin de la calidad de la seal, se obtendr

un nuevo valor de bits/smbolo en cada modulacin.


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Figura 6.2: Tabla de ndice CQI LTE

Fuente: Sistema de prueba R&STS8980 verifica los indicadores de calidad LTE CQI, PMI y RI,

Dr. Thomas Brggen.

Entonces tenemos que:

Modulacin QPSK -> Tasa de cdigo meta: 0.3008

Modulacin 16QAM -> Tasa de cdigo meta: 0.4785

Modulacin 64QAM -> Tasa de cdigo meta: 0.7539

Para determinar la eficiencia expresada en Bits por smbolo, solo basta con multiplicar

bits/smbolo en MIMO 2x2 por su tasa de cdigo en cada modulacin, tal como se muestra en

la tabla siguiente:


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Eficiencia para las modulaciones QPSK, 16QAMy 64QAM medida en bits/smbolo para MIMO

2x2

Para obtener los nuevos valores de transferencia neta de datos, basta con realizar el mismo

procedimiento que se realiz anteriormente para 20 MHz, los resultados se muestran en la

siguiente tabla:

Tabla: Tasa pico eficiente con los diferentes tipos de modulacin en enlace descendente.

MODULACINEFICIENCIA

(BIT/SMBOLO)VELOCIDAD POR USUARIO

(BPS)VELOCIDAD OTASA (MBPS)

QPSK 1.2032 20213.76 20.21376

16QAM 3.828 64310.4 64.3104

64QAM 90.468 151986.24 151.98624

Los resultados que se muestran en la tabla de arriba es la tasa final que se le ofrece al usuario.


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6.3. Caractersticas tpicas de los equipos

o Parmetros para el enlace DL:

CARACTERSTICAS DETRANSMISIN DEL ENODEB

UNIDAD VALOR OBSERVACION

Banda de trabajo LTE NA 38Otorgada por el regulador aloperador

Frecuencia de portadora DL MHz 2602De acuerdo al plan defrecuencia

Frecuencia de portadora UL MHz 2602De acuerdo al plan defrecuencia

Ancho de Banda MHz 20En funcin de la capacidad yde los equipos que estn enel mercado

Potencia de transmisin PTX dBm 47.78 Especificaciones del equipo.

Ganancia elemento radiante dBi 17.5 Especificaciones del equipo

Ganancia por elementos delarreglo

dB 0Que es igual a10*log(Elementos del arreglode antenas)

Ganancia por Beam Forming dB 0 Especificaciones del equipo

Ganancia por sistema MIMO dB 3.01 Especificaciones del equipo

Figura de ruido dB 5 Definida en el estndar

Altura de la antena m 30Dada por el tipo de ambiente.Valor usado para ambiente

urbanoCaractersticas de recepcin delUE

Ganancia de cada elementoradiante de la antena enrecepcin

dBi 0Definida en lasespecificaciones del UE.Tpicamente 0 dBi.

Cantidad de elementos delarreglo

NA 2 Especificaciones del Equipo

Ganancia debida al arreglo(Diversidad de Antenas)

dB 3.01029995710*log(Cantidad deelementos del arreglo)

Figura de ruido en el receptor dB 9 Definido en el estndar


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o Parmetros para enlace UL:

CARACTERSTICAS DE

TRANSMISIN DE UE

UNIDAD VALOR OBSERVACION

Banda de trabajo LTE NA 38Otorgada por el regulador aloperador

Frecuencia de portadora DL MHz 2602De acuerdo al plan defrecuencia

Frecuencia de portadora UL MHz 2602De acuerdo al plan defrecuencia

Potencia de transmisin PTX dBm 23Especificaciones del equipo. Nodebe superar los lmites de laregulacin regional.

Ganancia elemento radiante dBi 0 Especificaciones del equipo ydel estndar

Ganancia por Beam Forming dB 0 Especificaciones del equipo

Ganancia por sistema MIMO dB 0 Especificaciones del equipo

Figura de ruido dB 9 Definida en el estndar

Altura de la antena m 1.6Altura promedio de unapersona

Caractersticas de Rx deleNodeB

Ganancia de cada elementoradiante de la antena enreception

dBi 17.5 Definida en el estndar

Cantidad de Elementos delArreglo en RX

NA 2 Especificaciones del Equipo

Ganancia debida al arreglo(Diversidad de Antenas)

dB 3.0110xlog(Cantidad de elementosdel arreglo)

Figura de ruido en el receptor dB 5 Especificaciones del Equipo

Para determinar la cobertura y capacidad de un eNodoB, tanto para el enlace ascendente como

descendente, se tiene que calcular el link Budget.


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6.4. Clculo del Link Budget para DL

Se utilizar los principios del modelo Cost 231Hata, es un modelo semi emprico que nos ayuda

a estimar las prdidas de la propagacin de la seal en un trayecto dado, adems de que es

recomendado en escenarios urbanos y sub urbanos brindndonos resultados ms precisoscomparados con otros modelos, se basa en la siguiente frmula:

= 46. +33.9 log() 13.82 log() () + (44.96 6.55log) log +

Dnde:

Fc: frecuencia de la portadora.

Hb: altura de la antena

Hmovil: altura del mvil respecto al suelo d: radio de la cobertura de la antena

C: constante igual a 3 para centros urbanos.

MAPL: Mxima perdida en la trayectoria permisible y se obtiene de la resta entra laganancia del sistema y el margen total:

TotSys MGMAPL

La ganancia del sistema es la suma de la potencia de transmisin (PIRE) y las ganancias que

se obtienen por MIMO de 2x2 ms la sensibilidad del receptor del equipo mvil, que ms

adelante se especificar con ms detalle.

()=(1.1log() 0.7) (1.56 log() 0.8)

Clculo del PIRE:

CARACTERSTICAS DE TX DE LA

BS

SIGNO UNIDADES VALOR OBSERVACION

Potencia de transmisin PTX + dBm 47.78 Ptx

Ganancia elemento radiante + dBi 17.50 Gtx

Elementos del arreglo deantenas

+ NA 1.00

Ganancia por elementos delarreglo

+ dB 0.00

Ganancia por Beam Forming + dB 0.00 Gbf

Ganancia por sistema MIMO + dB 3.01 Gmimo

PIRE: Potencia Efectiva

Radiada Isotrpica

dBm 68.29 Ptx + Gtx + Gbf + Gmimo


40/72

|

PIRE es la cantidad de potencia que una antena isotrpica emite tericamente.

Clculo de la sensibilidad en el equipo de usuario:

La sensibilidad en el equipo mvil viene dado por:

= 173.98

+ 10 log()

+ + + 3

NF es la figura de ruido en el equipo mvil, donde anteriormente ya se especific que lo

tomaremos como 9 dB.

SENSIBILIDAD EN LA ESTACION DEL EQUIPO MVILDensidad Espectral de Ruido Trmico No - dBm/Hz -173.98

Ancho de Banda BW + MHz 18.00

Modulacin y CodificacinQPSK 4/5

Relacin seal a Interferencia-Ruido Requerida(SINR).

+ dB -5.10

Prdidas de Implementacin (IMdB) + dB 2.50

Sensibilidad en el UE dBm -98.02

En ancho de banda BW sera 18 MHz porque se est usando el 10% del total para la bandaguarda.Se calcula la sensibilidad del usuario para una tasa de codificacin de 4/5 en la

modulacin QPSK, donde el SINR e IMdB vienen dados por las mediciones realizadas en campo.

Cada tasa de codificacin (code rate) tiene sus propias prdidas las cuales se presentan a

continuacin en la siguiente imagen:

Figura 6.3: Datos sobre las prdidas SINR y IM por cada tipo de modulacinFuente: Prof. Digenes Marcano, Dimensionamiento de redes mviles captulo 6.


41/72

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Clculo del Margen Total:

MRGENES SIGNO UNIDADES VALOR

Margen de Fading Log Normal -Shadowing - dB 12.3Fast Fading Margin - Debido al movimiento del UE - dB 2.00

Interference Margin - Interferencia de otros UE y deeNodeB

- dB 2.00

Prdidas debido a Penetracin - Considera losefectos Indoor

- dB 2.00

Margen Total 18.30

Hallando la Ganancia del sistema y el MAPL:

MODULACIN Y CODIFICACIN

Relacin seal a Interferencia-Ruido SINR Requerida. dB -5.10

Prdidas de Implementacin dB 2.50

Sensibilidad en el UE dBm -98.02

Ganancia del Sistema dB 166.31

Maximun Allowable Path Loss (MAPL) dB 148.01

Clculo del radio de cobertura:Una vez hallado MAPL, se podr calcular el radio de la cobertura (d) gracias a la ecuacin del

modelo Cost 231 Hata, solo reemplazando datos:

= 46.3 + 33.9 log() 13.82 log() () + (44.96 6.55log) log +

A continuacin, en el cuadro se muestran los parmetros que se usarn para hallar el radio de

cobertura, as como tambin los resultados:MODELO COST231 HATA

PARMETRO RESULTADO UNIDADES

Frecuencia de la Portadora fp 2602 MHz

Altura de la Antena de la Estacin Base hBS 30.00 m

Altura de la Antena de la Estacin Mvil hMS 1.60 m

Constante C=3, para Urbano 3.00 dB

a(hmovil) 0.35 dB

Mximas Prdidas Permitidas 148.01 dB

log(d) 0.19 dB

Radio de cobertura (d) 1.54 Km


42/72

|

Clculo del rea de cobertura:

Figura 6.4: rea de cobertura de una antena

Fuente: Long Term Evolution (LTE) Radio Access Network Planning Guide

En la tabla siguiente se muestra el rea de cobertura total de una antena y por celda:

PARMETROS VALOR UNIDADES

rea Cubierta por la el sitio Hexagonal 4.85 Km2

rea Cubierta por una Celda DL 1.62 Km2

Densidad de eNodoB 0.21 eNodoB/Km2

6.5. Clculo del Link Budget para UL

A continuacin, se muestra los resultados para el enlace ascendente siguiendo la misma

metodologa de clculo de DL.

CARACTERSTICAS DE TX DEL MVIL LTE SIGNO UNIDADES VALOR

Potencia de transmisin PTX + dBm 23

Ganancia elemento radiante + dBi 0.00

Elementos del arreglo de antenas + NA 1

Ganancia por elementos del arreglo + dB 0.00

Ganancia por Beam Forming + dB 0.00

Ganancia por sistema MIMO + dB 3.01EIRP: Potencia Efectiva Isotrpica Radiada dBm 26

CARACTERSTICAS DE RX DE LA BS SIGNO UNIDADES VALOR

Ganancia de cada Elemento Radiante de laAntena en Recepcin

+ dBi 17.50

Cantidad de Elementos del Arreglo + NA 1.00

Ganancia debida al Arreglo (Diversidad deAntenas)

+ dB 0

Figura de Ruido en el Receptor + dB 5.00


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MRGENES SIGNO UNIDADES VALOR

Margen de Fading Log Normal - 12.30

Fast Fading Margin - 2.00

Margen de Interferencia - 2.00

Prdidas debido a Penetracin - 2.00

Margen Total 18.30

SENSITIVIDAD EN LA MOBILE STATION SIGNO UNIDADES VALOR

Densidad Espectral de Ruido Trmico No - dBm/Hz -173.98

Ancho de Banda BW + MHz 1.8

MODULACIN Y CODIFICACIN SIGNO UNIDADES VALOR

Relacin seal a Interferencia-Ruido SINRRequerida

+ dB 5

Prdidas de Implementacin ( Code Rate QPSK4/5)

+ dB 2.00

Sensibilidad del eNodoB dBm -102.42

Ganancia del Sistema dB 145.93

Mxima prdida de trayecto admisible (MAPL) dB 127.63

6.6.

Clculo del radio de cobertura UL

MODELO COST231 HATA

PARMETRO RESULTADO

UNIDADES

Frecuencia de la Portadora fp 2602 MHz

Altura de la Antena de la Estacin Base hBS 30.00 m

Altura de la Antena de la Estacin Mvil hMS 1.60 m

Constante C=3 Urbano 3.00 dB

a(hMS) 0.33 dB

Mximas Prdidas Permitidas Cerca de la BS 127.63 dB

log(d) Cerca de la BS -0.31 dB

Radio de cobertura 0.49 Km

rea Cubierta por la celda Hexagonal 0.50 Km2

rea Cubierta por una Celda UL 0.17 Km2

Densidad de eNodoB 1.99 eNodoB/Km2


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6.7. Clculo de modulaciones y sensibilidad para cada modulacin

SENSIBILIDAD EN FUNCIN DE LA MODULACIN Y CODIFICACIN

MODULACI

N

TASA DE

CODIFICACION

SINR en

Rx (dB)

Prdida

Implementacin (dB)

Sensibilidad

en el UE dBmen DL

Sensibilidad

en la eNodoBdBm en UL

QPSK 1/8 -5.1 2.5-98.02261628

-112.0226163

1/5 -2.9 2.5-95.82261628

-109.8226163

1/4 -1.7 2.5-94.62261628

-108.6226163

1/3 -1 2.5-93.92261628

-107.9226163

1/2 2 2.5

-90.92261628

-

104.92261632/3 4.3 2.5-88.62261628

-102.6226163

3/4 5.5 2.5-87.42261628

-101.4226163

4/5 6.2 2.5-86.72261628

-100.7226163

16-QAM 1/2 7.9 3-84.52261628

-98.52261628

2/3 11.3 3-81.12261628

-95.12261628

3/4 12.2 3-80.22261628

-94.22261628

4/5 12.8 3-79.62261628

-93.62261628

64-QAM 2/3 15.3 4-76.12261628

-90.12261628

3/4 17.5 4-73.92261628

-87.92261628

4/5 18.6 4-72.82261628

-86.82261628

En la tabla de Sensibilidad en funcin de la modulacin y codificacin se hall usando la frmula

de la sensibilidad en el equipo mvil ya antes mencionado.

Con los resultados obtenidos se proceder a clasificar los valores mnimos y mximos de

sensibilidad por tipo de modulacin en la siguiente tabla que se muestra a continuacin:


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MODULACION Y CODIFICACIN EN FUNCIN DE LA DISTANCIA ENLACE DL Y UL

Sensibilidad DLdBm

Sensibilidad UL dBm

Distancia DLKm

DistanciaUL Km

MODUL

ACIN

TASA DE

CODIFICACIN

SINR

MINenRx(dB)

SN

RMAXenRx(dB)

Min

Max

Min SIN

R

Dista

nciaMnimaDL

Dista

nciaMximaDL

Dista

nciaMnimaUL

Dist

anciaMximaUL

QPSK 1/8 -5.1 7.9 -98.02

-84.52

-112.02

-98.52

0.62 1.54 0.49 0.93

16-QAM 1/2 7.9 15.

3

-

84.52

-

76.12

-

98.52

-

90.12

0.36 0.62 0.22 0.49

64-QAM 2/3 15.3 - -76.12

-90.12

0.36 0.22

Para hallar las distancias tanto mxima como mnima en DL y UL, se hace uso del modelo CostHata nuevamente. Ahora bien para hallar la distancia mnima DL (en QPSK) se tom -84.52 dBmla sensibilidad del usuario, a partir de ah empieza la modulacin 16 QAM y para determinar ladistancia mnima DL en 16-QAM se tom -76.12 dBm la sensibilidad del usuario que a la vezvendra ser la distancia mxima para la modulacin 64-QAM.En el caso de los resultados salidos en la distancia UL, se tom la sensibilidad del usuario -112.02

dBm para hallar la distancia mxima en QPSK y del mismo modo se tom -90.12 dBm para ladistancia mnima en 16 QAM.

6.8. Resultados Del Link Budget

Enlace dominante en UL

MODULACIN

TASA DECODIFICAC

IN

SINRMIN

EN RX(DB)

DISTANCIA

MNIMAUL KM

DISTANCIA

MXIMAUL

REA DEUN SECTOR

DE 120DEL ANILLOHEXAGONA

L KM2

REA DECOBERTUR

A DE UNSECTOR DE120 KM2

% DECADA

MODULACINKM2

QPSK 1/8 -5.1 0.49 0.93 0.43

1.59

72.24

16-QAM

1/2 7.9 0.22 0.49 0.13 22.16

64-QAM

2/3 15.3 0 0.22 0.03 5.60


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Enlace dominante en DL

MODULACIN

TASA DECODIFICACIN

SINRMIN ENRX (DB)

DISTANCIA

MNIMADLKM

DISTAN

CIAMXIM

A DL

REA DE UNSECTOR DE

120 DELANILLO

HEXAGONALKM2

REA DECOBERTURA DE

UNSECTORDE 120

KM2

% DE CADAMODULACI

N KM2

QPSK 1/8SINR MINen Rx (dB)

0.62 1.54 1.36 1.62 83.79

16-QAM

1/2 -5.1 0.36 0.62 0.17 10.74

64-QAM

2/3 15.3 0 0.36 0.09 5.46

De las anteriores tablas, el rea de cobertura que alcanzar cada modulacin por sector, serigual al rea de la cobertura con respecto de la distancia mxima menos el rea de coberturacon respecto a la distancia mnima, dividido todo entre 3.El rea de cobertura en un sector por eNodoB ser con respecto a la distancia mxima halladoya anteriormente y al resultado se le divide entre 3.El porcentaje de cada modulacin sera el rea de cobertura en un sector a una determinadamodulacin divido entre el rea total de cobertura en el sector multiplicado por 100. Entoncespodemos ver que para DL QPSK representa el 83.79%, 16QAM el 10.74% y 64QAM el 5.46%.

6.9.

Capacidad til de cada celda en un eNodoB

En OFDM (que es en el enlace descendente) existen 3 smbolos destinado a control y se tomar

4 RE (Elemento de recurso) para la RS (Seal de referencia) por antena, como son 3 antenas que

se instalar por estacin entonces ser un total de 12 RE. En un RB hay 168 RE pero si se restan

aquellos recursos que se usan para canales de control y para RS quedara un total de 168(3x12)

(12) = 120 RE destinados para datos en un 1 milisegundo.

Ahora bien, en los resultados del link Budget se pudo apreciar que el porcentaje de cadamodulacin en DL era QPSK el 83.79%, 16QAM el 10.74% y 64QAM el 5.46% y para UL era QPSK

el 72.24%, 16QAM el 22.16% y 64QAM el 5.6%. En este proyecto se va a suponer que los usuarios

estn distribuidos en la misma proporcin del rea de cobertura de cada modulacin, entonces

tomaremos el nmero de bloques de recursos proporcional al porcentaje de cada modulacin,

lo cual se muestra en la tabla siguiente:

Smbolos de Sealizacin y control 3

Antenas para seal de referencia 3

Factor de Utilizacin 85.00%


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MODULACIN

DL UL

N DEBLOQUES DERECURSOS

ELEMENTOS DE

RECURSOTOTALESPARADATOS

TASAMXIMAEXPRESADO ENMBPS

N DEBLOQUES DERECURSOS

RECURSOSELEMENTALES TOTALESPARADATOS

TASAMXIMA DEMBPS.CONSIDERANDO 30% DEOVERHEADEN EL UL

QPSK1/8

84 10080 45.22 72 12096 30.8688

16 QAM1/2

11 1320 10.56 22 3696 20.6976

64 QAM2/3

5 600 7.2 6 1008 8.4672

Capacidadbruta 100 12000 62.98 100 16800 60.03

Capacidadtil

53.53 51.03

La tasa mxima o tambin llamado Peack Rate se puede dar en un momento dado, lo cual es el

nmero de elementos de recurso para datos multiplicado por el nmero de bits por smbolos en

la modulacin que se encuentre, el resultado estar expresado en Kbps pero en la tabla est

mostrado en Mbps en DL.

Con respecto a UL, como bien se mencion al inicio, se consider la tasa mxima en un 70% del

total porque se consider una sobrecarga del 30%. La capacidad bruta sera la suma de las tasas

mximas que se da en cada modulacin y la capacidad til vendra ser el 85% (factor de

utilizacin) del total la capacidad bruta por celda.

6.10. Capacidad Requerida

La capacidad requerida es aquella que se requiere por cada uno de los usuarios en funcin de

los servicios que deseen utilizar, claro que para ello se necesitara de un estudio de mercado.

Ahora bien, esta capacidad depende del consumo estimado de cada servicio, como tambin la

capacidad del FEC (factor que considera la capacidad requerida por el servicio usado por los

usuarios) y la cantidad de usuarios.

Lima Metropolitana comprende de 49 distritos, de los cuales solo en 2 distritos se

implementarn los dispositivos para el primer ao. Luego, en el segundo ao, se proyecta

implementar en 6 distritos del cono norte, posteriormente se est proyectado(a partir del tercer

ao) brindar el servicio en los 49 distritos de Lima Metropolitana, se realizar el anlisis de

cantidad de estaciones base (eNodoB), celdas y trfico total para cada distrito.


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Distrito de Lima

EL distrito de Lima comprende una poblacin de 271814 habitantes (INEI 2015), la cantidad de

usuarios que tomaremos para la planificacin de nuestra red es del 50% de habitantes por

distrito. A continuacin, se muestra una tabla con los datos a utilizar:

REA GEOGRFICA 21.98 Km2

TASA INTERNET POR USUARIO 2 Mbps

CANTIDAD TOTAL DE USUARIOS 135907 Usuarios

FACTOR DE UTILIZACIN 85.00%

DENSIDAD DE USUARIOS 6183.212011 Usuario/Km2

REA DE COBERTURA POR

CELDA (UL)

0.59 Km2

Para hallar el nmero de celdas solo se realizar una simple divisin del rea geogrfica entre el

rea de cobertura por celda.

Como un eNodoB comprende de 3 celdas, entonces el nmero de estaciones base a instalar ser

el nmero de celdas entre 3. Lo cual se muestra en la tabla siguiente:

Cantidad de Celdas 38

Cantidad de eNodoB 13

Cantidad de Trfico total:

Para el caso del Per no se considerar el trfico generado por VoIP, porque la llamada

ser por va SFBC (FOLLBACK), es decir que el terminal cambiara de tecnologa 4G hacia 3G y deah a GSM para poder realizar o recibir llamadas.

Para el caso de Internet, se considerar que el consumo por usuario es de 968 kbps(cerca de un 1 Mbps) en UL.

REFERENCIA: Una conexin de un megabits por segundo (Mbps) es suficiente para que unos tres

dispositivos se conecten de forma simultnea. Incluso con esta velocidad se pueden consumir

servicios de streaming de video en calidad estndar.


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CANTIDAD DE USUARIOS POR CELDA

SERVICIO CANTIDADDEUSUARIOSPOR CELDANUSER CELL

FRV USUARIOSSIMULTNEOS

CONSUMODEL SERVICIOOFRECIDOPOR USUARIOKBPS

CONSUMO DELSERVICIO PORUSUARIO CONFEC KBPS

TOTAL deMbpsrequeridospor Celdaen UL

Internet 3657 20 183 512 929 170.007

En la tabla, en un bloque muestra la cantidad de usuarios por celda que es el producto de la

densidad de usuario por el rea de cobertura por celda en UL. EL FRV es el factor de reventa del

internet, esto es establecido por la operadora, en nuestro caso tomaremos como 20 el FRV. As

que en la tabla de cantidad de usuarios por celda se muestra que se puede vender el servicio a

3657 clientes pero que solo se soportan 183 usuarios simultneos que podrn navegar a su

mxima capacidad.

La velocidad consumo del servicio ofrecido por usuario kbps se ve aumentado por la capacidad

del FEC que se usar, la frmula para hallar la capacidad del FEC es la siguiente:

= 2 +4

3 +

4

3

Aquella frmula se aplica para cualquier servicio, en este caso el servicio ser de Internet a una

mayor velocidad. Entonces representa el porcentaje de la modulacin QPSK, el

porcentaje de la modulacin 16-QAM y el porcentaje de la modulacin 64-QAM.

Como ya se hall el porcentaje que cubre cada modulacin en UL, entonces solo se reemplazar

los datos en la frmula (se toma en cuenta el enlace UL por ser el enlace dominante):

= 2 72.24

100

+4

3

22.16

100

+4

3

5.6

100

= 1.814

Entonces el consumo del servicio por usuario con FEC kbps es 512 x 1.814 = 929 kbps. El total de

Mbps requeridos por celda en UL vendra ser el productor de los usuarios simultneos y el

consumo del servicio por usuario con FEC.

Siguiendo la misma metodologa, se har lo mismo para los siguientes 43 distritos que se

muestra en la siguiente tabla:


50/72

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DISTRITOS DE LIMAMETROPOLITANA

POBLACIN

(P)

SUPERFICIEKm2

USUARIOSAL 50% DE

LAPOBLACIO

N

NMERO DECELDAS

NMERODE

ENODOB

TOTAL DETRFICOREQUERIDO PORCELDA

(Mbps)Lima 271814 21.98 135907 38 13 170.007

Ate 630085 77.72 315042.5 132 44 111.480

Brea 75925 3.22 37962.5 6 2 324.221

El Agustino 191365 12.54 95682.5 22 8 209.954

Jess Mara 71589 4.57 35794.5 8 3 215.528

La Victoria 171779 8.74 85889.5 15 5 270.339

Lince 50228 3.03 25114 6 2 228.534

Los Olivos 371229 18.25 185614.5 31 11 279.629

Miraflores 81932 9.62 40966 17 6 117.054

Pueblo Libre 76437 4.38 38218.5 8 3 240.611Rmac 164911 11.87 82455.5 21 7 191.374

San Borja 111928 9.96 55964 17 6 155.143

San Isidro 54206 11.10 27103 19 7 67.817

San Juan deLurigancho

1091303 131.25 545651.5 222 74 114.267

San Juan deMiraflores

404001 23.28 202000.5 40 14 238.753

San Luis 57600 3.49 28800 6 2 227.605

San Martin dePorres

700178 36.91 350089 63 21 261.049

San Miguel 135506 10.72 67753 19 7 173.723

Santiago de Surco 344242 34.75 172121 59 20 136.563

Surquillo 91346 3.46 45673 6 2 363.239Ancn 271814 21.98 135907 38 13 170.007

Carabayllo 630085 77.72 315042.5 132 44 111.480Santa Rosa 75925 3.22 37962.5 6 2 324.221

Punta Hermosa 191365 12.54 95682.5 22 8 209.954

Punta Negra 71589 4.57 35794.5 8 3 215.528

San Bartolo 171779 8.74 85889.5 15 5 270.339

Santa Mara del Mar 50228 3.03 25114 6 2 228.534

Villa el Salvador 371229 18.25 185614.5 31 11 279.629Villa Mara del Triunfo 81932 9.62 40966 17 6 117.054Pucusana 76437 4.38 38218.5 8 3 240.611Pachacamac 164911 11.87 82455.5 21 7 191.374Lurn 111928 9.96 55964 17 6 155.143Chorrillos 54206 11.10 27103 19 7 67.817Puente Piedra 1091303 131.25 545651.5 222 74 114.267Independencia 404001 23.28 202000.5 24 8 238.753

Comas 57600 48.49 28800 84 28 227.605

Santa Anita 700178 36.91 350089 63 21 261.049Lurigancho-Chosica 135506 10.72 67753 19 7 173.723
https://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Punta_Hermosahttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Punta_Negrahttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_San_Bartolohttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Santa_Mar%C3%ADa_del_Marhttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Villa_El_Salvadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Villa_Mar%C3%ADa_del_Triunfohttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Villa_Mar%C3%ADa_del_Triunfohttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Pucusanahttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Pucusanahttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Pachacamachttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Pachacamachttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Lur%C3%ADnhttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Lur%C3%ADnhttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Chorrilloshttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Chorrilloshttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Chorrilloshttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Lur%C3%ADnhttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Pachacamachttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Pucusanahttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Villa_Mar%C3%ADa_del_Triunfohttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Villa_El_Salvadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Santa_Mar%C3%ADa_del_Marhttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_San_Bartolohttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Punta_Negrahttps://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Punta_Hermosa


51/72

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Distrito de Chaclacayo 344242 34.75 172121 59 20 136.563Cieneguilla 91346 3.46 45673 6 2 363.239Magdalena 404001 23.28 202000.5 40 14 238.753La Molina 57600 3.49 28800 6 2 227.605Jess Mara 700178 36.91 350089 63 21 261.049

Barranco 135506 10.72 67753 19 7 173.723

Se realizar el mismo procedimiento, pero para 6 distritos de la Provincia constitucionaldel Callao, a continuacin, se muestran los resultados en la siguiente tabla:

PROVINCIACONSTITUCIONAL DEL CALLAO

POBLACIN

SUPERFICIE

USUARIOS 50%P

NMERO DE

CELDAS

NMERO DE

ENODOB

TOTAL DE

TRFICOREQUERIDO PORCELDA(Mbps)

Callao 406889 44.65 203444.5 76 26 125.415

La Perla 58817 2.75 29409 5 2 294.493

Bellavista 71833 4.56 35916.5 8 3 216.457

Carmen de laLegua

41100 2.12 20550 4 2 266.623

Ventanilla 630085 77.72 315042.5 132 44 111.480

La Perla 75925 3.22 37962.5 6 2 324.221

Tenemos que tener en cuenta que si la capacidad requerida por celda es mayor a la capacidad

mxima por estacin base (eNodoB) se tendra tres opciones como posible solucin:

1. Se tendra que sectorizar la celda

2. Si an se cuenta con espectro se podra activar otra portadora.

3. O tambin se podra reducir el rea de cobertura del eNodoB reduciendo la potencia de

transmisin, lo cual aumenta la cantidad de celdas y se reducira la capacidad de cada una de

ellas.


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Configuracin de frecuencias en cada celda para evitar la interferencia entre celdas y para

aprovechar el reus de frecuencia.

Sector

Altura

Antena Azimut

Frecuencia

UL (MHz)

Frecuencia

UD (MHz) Marca Modelo Feeder

Longitud

feeder

1 15.4 m 80 1730-1736 2130-2136 Huawei AAU39101/2"

rigido 4x3m

2 15.4 m 120 1736-1742 2136-2142 Huawei AAU3910

1/2"

rigido 4x3m

3 15.4 m 230 1742-1750 2142-2150 Huawei AAU3910

1/2"

rigido 4x3m


53/72

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7. RELACION DE EQUIPOS A INSTALAR

Sistema de acceso por eNodoB

NOMBRE MODELO MARCA CANTIDADAntena AUU 3910 HUAWEI 3

RRUU 3942 HUAWEI 3

Minishelter TP4200A HUAWEI 1

BBU 3900 HUAWEI 1

Tarjeta GSM 2G UBRI HUAWEI 1

Tarjeta WDCMA 3G WBBP HUAWEI 1

Tarjeta LTE 4G LBBP d2 HUAWEI 1

Sistema de transporte

NOMBRE MODELO MARCA CANTIDAD

OPTIX RTN MW 950 A HUAWEI 36

OPTIX RTN MW 980 HUAWEI 36

ROUTER PTN 3900 HUAWEI 2

Sistema de conmutacin (EPC)

NOMBRE MODELO MARCA CANTIDAD

MME USN9810 HUAWEI 2

GGSN, P-GW, S-GW UGW 9811 HUAWEI 1

HSS SAE-HSS 9820 HUAWEI 1


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8. METAS DE USO DEL ESPECTRO RADIOELECTRICO

a)

Banda de Operacin:

Rango Tx. ( 2602 MHz) de la E. Base 2592 MHz-2612MHz

Rango Rx. ( 2602 MHz) de la E. Base 2592 MHz-2612MHz

b)

Ancho de Banda del Canal Radioelctrico: 20MHz

c)

Trfico:

EFICIENCIA Mbps/ MHz

1er Ao 20.1

2do Ao 20.1

3er Ao 20.1

4to Ao 20.1

5to Ao 20.1


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9. PLAN DE COBERTURA

Plan de cobertura para los cinco (5) de la empresa Telecable Siglo XXI, segn el formato

establecido por el MTC, es el siguiente:

Plan de Cobertura 1er Ao 2do Ao 3er Ao 4to Ao 5to Ao

Acumulado

Distrito de

Comas e

Independencia

Los Olivos,

San Martin de

Pores

Ancn,

Puente Piedra

Provincia de

Lima y la

Provincia

Constitucional

del Callao

Provincia de

Lima y la

Provincia

Constitucional

del Callao

10.CRONOGRAMA DE INSTALACION DURANTE EL PRI

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