Cobertura LTE móvil en el polígono central de Santo Domingo
La semana pasada iniciamos un ciclo de publicaciones de estudios de cobertura LTE en algunos de los mercados donde Ekspresa tiene presencia. La primera publicación correspondió a Ciudad de Panamá, y esta semana mostraremos los resultados de las mediciones en el polígono central de Santo Domingo, comparando los operadores Altice, Claro y Viva.
Las mediciones fueron recolectadas empleando la solución de escáner multi-tecnología CellWireless, de Celplan.
Queremos resaltar que el análisis que presentaremos en este artículo está basado exclusivamente en los de niveles de señal (RSRP y CINR) medidos sobre las celdas LTE. Esta información, aún cuando es muy valiosa, no aporta un panorama completo de la calidad de la experiencia del usuario en una red móvil.
Para realizar un benchmarking completo de la calidad del servicio de los operadores móviles, se requieren mediciones adicionales utilizando terminales móviles (típicamente smartphones) realizando un amplio protocolo de pruebas para los servicios de voz y datos. Aún cuando Ekspresa tiene amplia experiencia en este tipo de proyectos, para esta publicación nos limitamos sólo a mediciones recolectadas con el escáner.
En la siguiente sección presentamos la metodología seguida en el estudio. Esto incluye las condiciones de la prueba, fechas de ejecución y características del equipo. Posteriormente, mostraremos un mapa interactivo con los resultados por operador y canal, así como un breve análisis de los resultados.
Metodología de evaluación de cobertura LTE
Describimos brevemente la metodología utilizada para este estudio.
Consideraciones generales
- Fecha y hora de medición: Lunes, 12/10/2020, de 12:00PM a 3:30PM.
- Drive tests realizados por el equipo de ingeniería de Ekspresa República Dominicana.
- Equipo de medición: Se utilizó la solución CellWireless, de Celplan: Escáner CellDigitizer + Software Cellscanner. Antena con ancho de banda de 2.7 GHz. Equipo calibrado en octubre 2019.
- Ruta de drive test: vías y calles principales – polígono central de Santo Domingo.
- Postproceso aplicando binning por distancia. Se promedian las mediciones dentro de hexágonos de un área de 2149m², usando el sistema hexagonal h3 de Uber.
Frecuencias
Se configuró el equipo para recolectar mediciones en las siguientes frecuencias:
| Operador | Banda | # Canal (EARFCN) |
|---|---|---|
| Altice | 1900 MHz | 700 |
| Altice | 2100 MHz/1700 MHz (AWS) | 2100 |
| Altice | 850 MHz | 2450 |
| Altice | 900 MHz | 3750 |
| Claro | 1900 MHz | 900 |
| Claro | 2100 MHz/1700 MHz (AWS) | 2300 |
| Claro | 2.6 GHz | 2850 |
| Viva | 2100 MHz/1700 MHz (AWS) | 2000 |
| Viva | 2100 MHz/1700 MHz (AWS) | 2175 |
Sólo consideramos en este estudio las frecuencias utilizadas para telefonía móvil LTE. En esta oportunidad no medimos la cobertura de servicios de internet residencial que ofrecen Claro, Altice y Wind Telecom.
Definición de niveles de cobertura LTE
En redes celulares, existen indicadores que se usan para denotar el nivel de intensidad de señal (potencia recibida) y calidad de señal (relación señal a ruido) con la que el móvil decodifica las transmisiones de las celdas.
En LTE, solemos usar ell RSRP (Reference Signal Received Power) para medir la intensidad se señal, y el RSRQ (Reference Signal Received Quality) y CINR (Carrier to Interference and Noise Ratio) para medir la relación señal a ruido. La descripción del significado de estas métricas va más allá del alcance de este artículo, referimos al lector a este enlace si desea explorar estas definiciones.
En el análisis sucesivo usaremos el RSRP y el CINR para la evaluación de la cobertura LTE. Además de presentar los valores individuales de RSRP y CINR, definimos tres «niveles» de cobertura que toman ambas métricas en consideración.
- Nivel 3. Cobertura Buena. RSRP > -100 dBm, CINR > 10 dB.
- Nivel 2. Cobertura Regular. RSRP > -100 dBm, CINR < 10 dB
- Nivel 1. Cobertura Mala. RSRP < -100 dBm.
En el ámbito de análisis de Radio Frecuencia se suele usar el término «cobertura» para denotar solamente al nivel de intensidad de señal (RSRP), sin embargo en este artículo usaremos esta palabra para hacer referencia al indicador combinado.
Para calcular el nivel de cobertura en cada área punto, se realiza un promedio de las muestras de RSRP y CINR recolectadas con el escáner en el área hexagonal (2149m²). Luego de esto, en cada hexágono se evalúa el RSRP y CINR de todas las frecuencias de la Tabla 1, y se selecciona el mejor nivel de cobertura de entre todas los canales encontrados para cada operador. Por ejemplo, si en un área determinada el operador X tiene -110dBm de RSRP / -10 dB de CINR para el EARFCN #1 (lo que corresponde al nivel 1), y tiene -85dBm RSRP / 25dB CINR (Nivel 3) para el EARFCN #2, entonces esta área se considerará de nivel 3.
Resultados: ¿Quién tiene mejor cobertura LTE?
En la Fig. 1. se muestra un mapa con la comparación de los tres operadores para el indicador «Nivel de Cobertura» descrito en la metodología. El mapa es interactivo: puedes seleccionar la métrica a evaluar, cambiar de frecuencia y/o hacer zoom.
Se aprecia que el operador Altice cuenta con mayor cantidad de muestras con CINR > 10dB. El resultado numérico se aprecia en la Fig. 2.
Nótese que el operador Altice posee mayor porcentaje de muestras en el rango 3, seguido por Claro y Viva. Como se verá más adelante, Altice posee una portadora con niveles de CINR por encima del resto, lo que tiene un peso importante en el indicador.
Examinemos el RSRP y el CINR individualmente:
Comparación de RSRP
La siguiente figura muestra la estadística de RSRP para los tres operadores, donde se aprecia que todos cuentan con más del 98% de las muestras por encima de -100 dBm.
Si subimos el umbral a -80dBm, apreciamos que Altice toma ventaja sobre Claro y Viva. Esto tiene sentido, ya que Altice cuenta con portadoras LTE en bandas con menores pérdidas (850MHz y 900MHz).
En la siguiente imagen vemos la distribución de muestras por portadora. Como es de esperar, las portadoras 2450 (850MHz) y 3750 (900MHz) de Altice tienen mayor densidad de muestras alrededor de -70dBm, lo que explica los resultados de la Fig. 4.
La capacidad de prestar servicio LTE en portadoras «bajas» favorece la cobertura en escenarios indoor. Esto le da una ventaja al operador Altice.
Comparación de CINR
Cuando miramos el CINR, vemos también que Altice lleva la delantera en el estudio comparativo.
Esta gráfica se asemeja a la de la Fig. 2. Esto tiene sentido: en vista de que todos los operadores cuentan con niveles de RSRP aceptables (> 100dBm) dentro de la ruta en estudio, el indicador de «Nivel de Cobertura» se ve modelado por el CINR.
Cuando examinamos los datos por portadora, obtenemos el siguiente gráfico de densidad:
Se aprecia que Altice tiene una portadora (EARFCN 3750) con un CINR notablemente mejor que las otras.
Llama la atención que esta portadora está en la banda de 900MHz (la cual, junto a 850, es más susceptible a interferencias dado que poseen mayor propagación). Con los datos recolectados no podemos determinar precisamente el motivo de esta diferencia. Algunas posibles causas pueden ser:
- Desbalance de tráfico entre portadoras producto de una estrategia de layer management que favorezca las portadoras altas.
- Configuración paramétrica especial en la portadora 3750 que favorezca el CINR.
- Relativamente baja proporción de usuarios con terminales que soporten esta banda.
Si excluimos la portadora «atípica» de Altice del análisis, el gráfico de la Fig. 6 queda de la siguiente forma:
Se aprecia que la brecha entre operadores se cierra, aún cuando Altice continúa con niveles de interferencia ligeramente mejores.
Los tres operadores tienen más del 20% de las muestras de CINR por debajo de 10dB. Este resultado es esperable en un ámbito de ciudad, donde hay una mayor densidad de estaciones radio base, lo que incrementa la interferencia en el ambiente de radio.
Existen múltiples razones que pueden incidir sobre el nivel de interferencia en una red LTE. Entre estas tenemos:
- Polución de señales de referencia (pilot pollution).
- Alta carga de tráfico en las celdas.
- Interferencia MOD 3.
- Interferencias externas.
Conclusiones
De nuestro estudio podemos concluir lo siguiente
- Los tres operadores cuentan con buenos niveles de intensidad de señal (RSRP). Altice lleva la ventaja ya que cuenta con LTE en las bandas de 850 y 900 MHz, lo que favorece la cobertura indoor.
- Altice cuenta con mejores niveles de CINR.
- La principal limitación en la calidad de señal para todos los operadores viene dada por el CINR. Este comportamiento es de esperar dadas las características de la zona.
- Altice presenta un desbalance de CINR entre sus portadoras. No contamos con suficiente información para identificar la causa raíz.
- Resaltamos que el análisis de intensidad de señal e interferencia sólo aporta un panorama parcial del desempeño de una red móvil y la experiencia de los usuarios. Para realizar una comparación exhaustiva entre operadores, debe hacerse un benchmarking donde se midan los diferentes servicios de voz y datos.
- La solución de escáner y analizador de espectro CellWireless es una herramienta potente y efectiva para realizar este tipo de análisis de cobertura en redes móviles.
Hemos preparado un reporte en PDF con los mapas detallados por operador y canal. Para acceder a esta información y a la data cruda (en formato de texto plano) escríbenos a info@ekspresa.com o a través de nuestro formulario de contacto para solicitar acceso.
Durante las próximas semanas el equipo de Ekspresa continuará realizando mediciones de cobertura en vías emblemáticas de la ciudad de Santo Domingo: Av. 27 de Febrero, Av. John F. Kennedy, Av. Washington y Autopista Las Américas. Te invitamos a seguirnos en Linkedin para ser notificado cuando los próximos estudios estén disponibles.
