Situaciones de interferencia externa pueden afectar gravemente el rendimiento de una red móvil, impactando la experiencia de los suscriptores. Por esta razón, los operadores de redes móviles deben establecer mecanismos para mitigar estos problemas de manera rápida y eficaz. En este artículo presentamos una descripción general de los tipos más comunes de interferencia externa en las redes móviles, cuál es el proceso típico para localizarla y cómo los operadores pueden aprovechar la solución CellSpectrum para acelerar este proceso.
En el contexto de una red móvil, ¿qué es la interferencia externa?
En toda red móvil hay interferencias. Todas las redes 5G/LTE/UMTS utilizan una reutilización de frecuencia de uno, lo que significa que todos los UEs y estaciones base transmiten sobre el mismo ancho de banda, causando «interferencia interna».
El sistema está diseñado para tolerar y gestionar esta interferencia interna, y solo en escenarios extremos (tráfico muy intenso, solapamiento de celdas o contaminación de señales piloto) se observará una degradación significativa de la experiencia del usuario. Los problemas de interferencia interna pueden detectarse mediante el análisis del rendimiento de la red, trazas o pruebas de conducción (Drive Tests).
El escenario cambia cuando la interferencia no proviene de la red móvil ni de su usuario, sino de fuentes externas. En ese caso, las capacidades de autorregulación de la red se ven reducidas.
En lo sucesivo, cuando hablemos de interferencia externa, o simplemente interferencia, nos referimos a situaciones en las que la presencia de energía de RF no deseada degrada el funcionamiento normal de un sistema de comunicación inalámbrica.
La interferencia externa puede afectar cualquier porción del espectro, pero en las redes celulares sus efectos suelen ser más significativos en el enlace ascendente. Esto se debe a las limitaciones inherentes al enlace ascendente, donde la potencia máxima de transmisión típica de los UEs es de 24 dBm. Incluso cuando las estaciones base disponen de receptores de alta sensibilidad, la presencia de señales interferentes puede afectar su capacidad para decodificar las transmisiones del UE.
En el enlace descendente, por otro lado, las celdas 5G/LTE/UMTS/GSM transmiten a una potencia mayor que las fuentes de interferencia típicas, lo que hace menos probable observar un impacto negativo en esta dirección.
Impacto de la interferencia externa
Los efectos de la interferencia externa suelen variar según las características del agente interferente y del sistema afectado.
Dada la naturaleza adaptable de las tecnologías celulares modernas, la presencia de interferencias puede llevar al sistema a utilizar esquemas de modulación más robustos con menor tasa de bits (por ejemplo, QPSK). En este caso, el usuario percibe una disminución en la velocidad de datos, ya sea en enlace ascendente o descendente. Los casos más graves provocan problemas más evidentes, como llamadas interrumpidas, fallos de acceso, mala calidad de voz, interrupciones en la transmisión de datos o alta latencia.
En el lado de la red, la presencia de interferencias provoca una disminución de la capacidad disponible de la interfaz aérea. Esto se debe al aumento en el uso de recursos (PRB, potencia, códigos) necesarios para superar la interferencia y mantener un BLER aceptable. Evidentemente, esto repercute en la experiencia del usuario final.
Ambas situaciones son indeseables para los operadores de redes móviles. Por ello, se requiere una metodología de mitigación rápida y eficaz, con el objetivo de minimizar el tiempo de impacto.
Las fuentes de interferencia externa más comunes en redes móviles
Las fuentes de interferencia externa pueden variar según la región o la banda de frecuencia. A continuación, se presentan algunos de los tipos más comunes:
Armónicos y productos de intermodulación
Los armónicos son un producto normal de casi todos los transmisores de RF. Un armónico es simplemente una copia de la señal original que aparece en múltiplos de N de la frecuencia original. Los productos de intermodulación se crean cuando dos o más señales de diferentes frecuencias (incluyendo sus armónicos) se combinan de manera no lineal.
Los productos de intermodulación pueden generarse a distancias considerables de la frecuencia de la fuente. Es común observar este efecto cuando se tienen múltiples transmisores compartiendo antenas o alimentadores, o en casos donde superficies contaminadas, corroídas o defectuosas provocan intermodulación pasiva (PIM).
El equipo está transmitiendo en bandas no permitidas.
En ocasiones, los proveedores de servicios pueden tener equipos que transmiten en bandas no autorizadas. Por ejemplo, estaciones de radio o enlaces de microondas.
Otro caso común es la interferencia en las fronteras entre países.
Emisiones espurias de los dispositivos electrónicos.
Casi todos los dispositivos electrónicos emiten energía de RF a diferentes frecuencias. Cuando estas señales, o sus armónicos, tienen una amplitud suficiente y se encuentran dentro de la banda celular, causan interferencias. Ejemplos: amplificadores, lámparas, pantallas (neón), equipos industriales.
Dispositivos electrónicos de «otra región»
Dispositivos que operan en bandas permitidas en una región y que interfieren con bandas en otras. Ejemplos: radios, micrófonos, teléfonos inalámbricos.
Repetidores con ganancia ajustada de manera incorrecta.
Las entidades privadas pueden instalar antenas repetidoras para mejorar la cobertura en una determinada banda. Si estos elementos se configuran con una ganancia excesiva, pueden causar interferencias.
Interferencia intencional.
Es común que algunas personas privadas o entidades gubernamentales utilicen dispositivos inhibidores para limitar las comunicaciones móviles en un área.
Procedimiento de «caza» de interferencias externas.
Es necesario pasar por un proceso de eliminación antes de concluir que estamos ante una señal de interferencia externa.
Algunas causas internas que pueden provocar un aumento en el RSSI de enlace ascendente son:
- Aumento anormal del tráfico.
- Parámetros lógicos con configuraciones incorrectas.
- Intervenciones en la red.
- Repetidores en servicio.
Una vez que el equipo de RF del operador haya determinado con cierto grado de certeza que existe interferencia externa, se deben seguir los siguientes pasos:
Paso 1: Caracterizar la interferencia
Antes de salir a realizar las mediciones, el operador debe tener una idea clara de las características de la señal interferente.
Intensidad: Las estadísticas del OSS nos permiten obtener un valor promedio del RSSI que la celda recibe en el enlace ascendente (RTWP). Este valor nos da una indicación del nivel de interferencia existente en el sistema.
Variación temporal: Determine si la interferencia ocurre constantemente, en ciertos momentos del día o de manera intermitente. Dependiendo del momento en que se reciba la señal, se pueden determinar los posibles puntos de origen. Por ejemplo: si tenemos una interferencia que ocurre entre las 7:00 p.m. y las 7:00 a.m. (consulte el ejemplo en la figura a continuación), es probable que esté relacionada con un sistema de iluminación.
Características de ancho de banda y frecuencia: Algunos proveedores de equipos ofrecen en su interfaz de terminal de mantenimiento la posibilidad de monitorear el espectro desde la estación base. Con esta herramienta, el operador puede identificar las características de la señal interferente en términos de su ancho de banda e intensidad.
Sitios afectados: Es buena práctica preparar un mapa que muestre claramente qué sectores de la red móvil están más afectados. Como podemos ver en la imagen, al observar los niveles de ruido en el mapa, podemos deducir que la posible señal interferente se encuentra en el área encerrada en rojo.
Paso 2: Determine la ubicación general de la interferencia externa
Una vez que los datos se han recopilado en el paso 1, el operador dispone de suficiente información para salir y realizar mediciones en el campo para localizar la señal interferente.
El objetivo en esta etapa es identificar la señal en un rango de 100 a 200 metros. Para esto, se recomienda realizar una prueba de conducción en el área afectada utilizando un receptor (como CellDigitizer) y una antena omnidireccional. El objetivo de esta prueba de conducción es generar un mapa de calor en el que se identifiquen las áreas específicas donde el RSSI aumenta de manera anormal.
En la figura podemos ver un mapa de una prueba de conducción realizada con CellSpectrum, uno de los componentes de la solución CellWireless de Celplan. Esta gráfica le permite reducir el radio de búsqueda de la interferencia.
Paso 3: Determinar la ubicación específica de la interferencia externa
Una vez que el operador ha reducido el área de búsqueda a un espacio de aproximadamente 200 metros o menos, el siguiente paso es tomar mediciones «a pie» con un analizador de espectro y una antena direccional adecuada (por ejemplo, una antena Yagi o log-periódica).
El técnico de campo realiza un escaneo en diferentes puntos, registrando la ubicación (coordenadas) y la dirección (acimut) de la señal interferente, hasta que se triangula la ubicación de la fuente de interferencia.
Una vez que se ha detectado la fuente de la interferencia, el operador gestiona las pruebas para apagar la señal que interfiere. Al mismo tiempo, el operador debe verificar en el OSS que la interferencia ha cesado y que la calidad del servicio se ha recuperado.
En nuestra experiencia, hemos observado que los operadores omiten el paso 2 y van directamente al 3. Esto puede ser contraproducente, ya que cubrir más territorio requiere más tiempo para encontrar señales que interfieran. Además, contar con una medición de prueba de conducción más detallada permite realizar un diagnóstico más preciso y descartar posibles falsos positivos.
Si el operador dispone de una solución como CellSpectrum, durante el paso 2 podrá obtener información adicional valiosa, lo que ayudará en la resolución de problemas. Veamos esto en la siguiente sección.
¿Cómo podemos confiar en CellSpectrum para encontrar con mayor facilidad las fuentes de interferencia externa?
CellSpectrum es la solución de analizador de espectro de Celplan que Ekspresa comercializa en México, Centroamérica y el Caribe. Le permite escanear el espectro capturado por el hardware CellDigitizer.
Entre sus principales funcionalidades encontramos:
- Admite una amplia gama de frecuencias: de 0,1 MHz a 40 GHz.
- Permite registrar y reproducir mediciones.
- Todas las mediciones están georreferenciadas, lo que facilita el análisis de datos en la oficina.
- Alto rango dinámico y protección contra la saturación mediante control automático de ganancia.
- Incluye una visualización de espectrograma, lo que permite identificar señales que varían con el tiempo.
- Solución rentable, en comparación con los competidores.
Con CellSpectrum, un operador puede realizar una prueba de conducción en un área de interés para generar un mapa de calor que muestre las condiciones de interferencia.
Más tarde, en la oficina, el ingeniero de RF puede analizar en detalle las características del espectro en diferentes puntos a lo largo del trayecto y sacar conclusiones respecto a los atributos de un potencial de interferencia.
Usando la vista del espectrograma, es fácil identificar si una interferencia varía con el tiempo:
Con CellSpectrum, los operadores cuentan con una herramienta flexible y poderosa que les permite analizar fácilmente el entorno radioeléctrico y detectar fuentes de interferencia de manera eficiente y rápida.
Conclusiones
Identificar las interferencias externas es un tema complejo. En este artículo queríamos capturar las nociones generales más importantes sobre este tema. En resumen:
- Existen muchos tipos de fuentes de interferencia que afectan a las redes móviles.
- La interferencia afecta negativamente la experiencia del usuario.
- Los operadores deben contar con metodologías y herramientas que permitan minimizar el tiempo para detectar señales interferentes.
¿Necesita ayuda para encontrar interferencias externas? En Ekspresa contamos con personal capacitado para llevar a cabo búsquedas de interferencias en tiempo récord.
Ekspresa se ha asociado con Celplan para ofrecer la solución CellWireless (que incluye CellSpectrum) a nuestros clientes en México, Centroamérica y el Caribe. Si desea obtener más información sobre estas soluciones o está interesado en una demostración de CellSpectrum, contáctenos a través de nuestro formulario o escriba a info@ekspresa.com.
