Cobertura LTE en corredores viales de Ciudad de México
Continuando con nuestras publicaciones de medición de cobertura LTE, esta semana le corresponde a Ciudad de México. Presentamos a continuación una comparación de las mediciones para los operadores Altan, AT&T, Telcel y Telefónica en algunos corredores viales emblemáticos de la Ciudad de México.
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: Sábado, 3/10/2020, de 12:30PM a 7:00PM y sábado 17/10/2020 de 9:30 AM a 3:30 PM.
- Drive tests realizados por el equipo de ingeniería de Ekspresa México.
- Equipo de medición: Se utilizó la solución CellWireless, de Celplan: Escáner CellDigitizer + Software Cellscanner. Antena con ancho de banda de 3.5 GHz. Equipo calibrado en octubre 2019.
- Ruta de drive test: principales corredores viales de Ciudad de México.
- 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) |
|---|---|---|
| AT&T | 2.6 GHz | 3150 |
| AT&T | 2.6 GHz | 37900 |
| AT&T | 2.6 GHz | 38098 |
| AT&T | 850 MHz | 2466 |
| AT&T | 2100 MHz (AWS) | 2250 |
| AT&T | 850 MHz | 2475 |
| Altán | 700 MHz | 9310 |
| Altán | 700 MHz | 9435 |
| Altán | 700 MHz | 9560 |
| Telefonica | 1900 MHz | 900 |
| Telefonica | 2.6 GHz | 3350 |
| Telcel | 2100 MHz (AWS) | 2050 |
| Telcel | 850 MHz | 2585 |
| Telcel | 2.6 GHz | 2825 |
| Telcel | 2.6 GHz | 2975 |
| Telcel | 2100 MHz (AWS) | 67036 |
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 de 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 los operadores Altan y Telcel cuentan con mayor cantidad de muestras en el nivel 3. El resultado numérico se aprecia en la Fig. 2.
Examinemos el RSRP y el CINR individualmente:
Comparación de RSRP
La siguiente figura muestra la estadística de RSRP para los cuatro operadores, donde se aprecia AT&T, Altan y Telcel cuentan con más del 98% de las muestras por encima de -100 dBm, mientras Telefónica se queda ligeramente atrás con 93%.
Si subimos el umbral a -80dBm, apreciamos que AT&T toma ventaja sobre los otros operadores.
En la siguiente imagen vemos la distribución de muestras por portadora. Se aprecia que AT&T cuenta con dos portadoras con alta densidad de muestras por encima de -80dBm: 2250 (850 MHz) y 2475 (AWS).
El contar con mejores niveles de RSRP favorece las condiciones de cobertura indoor. En este rubro, AT&T cuenta con mejores niveles dentro de la ruta estudiada.
Comparación de CINR
Comparando el CINR, apreciamos que el operador Altan tiene mayor cantidad de muestras por encima de 10dB que sus competidores.
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 todas las portadoras de Altan tienen, en promedio, una densidad importante de muestras entre 15 dB y 20 dB.
Existen múltiples razones que pueden incidir sobre el nivel de interferencia en una red LTE. Entre estas tenemos:
- Carga de tráfico en las celdas. Este indicador es modelado por la cantidad de suscriptores que tiene la red y la capacidad disponible.
- Polución de señales de referencia (pilot pollution). La correcta planificación y optimización de la red ayuda a minimizar este fenómeno.
- Interferencia MOD 3.
- Interferencias externas.
El siguiente gráfico muestra el porcentaje de carga* medido por CellScanner para los 4 operadores. Se acumulan las mediciones de todas las bandas en un sólo histograma. Podemos apreciar que Altan y Telcel cuentan con mayor proporción de muestras por debajo de 50% de carga. Esto es consistente con los resultados de la Fig. 6, donde vemos que estos dos operadores son los que tienen mejores niveles de CINR.
* CellScanner genera este indicador midiendo la carga promedio en los subframes que llevan la señal de referencia de la celda.
Conclusiones
De nuestro estudio podemos concluir lo siguiente
- Los cuatro operadores cuentan con buenos niveles de intensidad de señal (RSRP). AT&T se destaca en este rubro al tener un mayor porcentaje de muestras por encima de -80dBm, lo que favorece la cobertura indoor.
- Altán y Telcel cuentan 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 (entorno urbano con alta densidad de estaciones base).
- 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 continuaremos publicando resultados de otras mediciones en la ciudad. Te invitamos a seguirnos en Linkedin para ser notificado cuando los próximos estudios estén disponibles.
