Uno de los mayores desafíos en las implementaciones de superposición LTE es garantizar el equilibrio de carga para maximizar el rendimiento de la red. En EKSPRESA, hemos desarrollado con éxito este servicio y, en este artículo, hablaremos de la fase de optimización de una red en la que implementamos esta estrategia.

La ampliación de una red LTE con una banda de frecuencia adicional, en este caso de 1900 MHz, es un buen ejemplo de cómo el análisis, la monitorización y la optimización posteriores a la ampliación son clave para garantizar que los recursos instalados se utilicen de forma eficaz.

El fascinante mundo de la radiofrecuencia presenta desafíos adicionales debido a que su comportamiento varía completamente de un lugar a otro. Lo que se ha probado y ajustado en una estación no necesariamente se replicará de la misma manera en otra. Aquí es donde la optimización resulta necesaria para garantizar que la red funcione según lo previsto y que el uso de los recursos sea eficiente.

What is a PRB?

Es la unidad de recurso más pequeña que se puede asignar a un usuario.vv

Un PRB consta de 12 subportadoras consecutivas en una ranura de 0,5 ms. Un Bloque de Recursos Físicos (PRB, por sus siglas en inglés) es la unidad de aprovisionamiento más pequeña en una trama LTE.

Durante 1 ms, el eNodeB asigna capacidad de carga o descarga a un dispositivo móvil en unidades PRB. Un bloque de transporte es una combinación de datos de control y de usuario, junto con datos de corrección de errores de reenvío para un solo dispositivo, y se asigna a una serie de PRB para su transmisión.

En general, cuanto mayor sea la asignación de recursos, mayor será la velocidad de datos que podrá alcanzar un usuario. Para los usuarios de LTE, el planificador asigna los recursos PRB mediante algoritmos de optimización. La inclusión de PRB minimiza la relación entre la potencia pico y la potencia promedio, así como el consumo energético total.

Since no indicator is considered in isolation, PRB usage must be analyzed in conjunction with the number of connected users, traffic volume, and coverage indicators (poor coverage leads to more PRBs being used for the same user), as shown in Figures 2 and 3.

Importancia del equilibrio de uso de PRB en escenarios multioperador

La optimización de las redes de comunicación móvil es una tarea continua, y una ejecución adecuada garantiza una mejor utilización de los recursos y una mayor operatividad de la red. La optimización de las redes de comunicación móvil es una tarea continua, y una ejecución adecuada garantiza una mejor utilización de los recursos y una mayor operatividad de la red.

Además, la escalabilidad siempre debe tenerse en cuenta al implementar cualquier proyecto de ingeniería. Quienes trabajamos en este campo nos hemos enfrentado al reto de considerar múltiples escenarios y aspectos de diseño, solo para descubrir que la solución final no funciona como se esperaba una vez que está en producción. Esto forma parte del proceso de ingeniería y optimización de cualquier proyecto. ¿A cuántos proyectos de despliegue te has enfrentado? ¿Cuántas expansiones? ¿Salieron exactamente como estaba previsto?

Es probable que, incluso en escenarios donde se hayan considerado diferentes situaciones, la ejecución quede muy por debajo de las expectativas. In the context of integrating a new carrier into an LTE network to expand the resources available to users, it’s possible to encounter situations where existing KPIs worsen rather than improve, as occurred in the case study presented in this article. Tras la integración de una nueva red LTE de 1900 MHz, los indicadores clave de rendimiento (KPI) como el rendimiento, el % CSFB y el uso de PRB disminuyeron.

Incluso cuando los indicadores clave de rendimiento (KPI) previos a la integración no se ven afectados, es fundamental optimizar el uso de los recursos instalados para garantizar la mejor experiencia posible para el usuario final.

El equipo de Ekspresa RF no solo optimizó el equilibrio de recursos entre ambas bandas, sino que también ayudó a mejorar la red del operador en las siguientes áreas:

• Equilibrio entre el uso de los recursos físicos de la red y el uso del ancho de banda.
• Experiencia de usuario mejorada.
• Maximized return on investment in the network.
• Optimizar el proceso de transferencia dentro de las bandas y dentro de las celdas.
• Dar cabida a un mayor número de usuarios sin comprometer los indicadores de calidad.

Caso práctico: Optimización del equilibrio de carga en una red LTE 700 con una superposición de 1900.

En una red LTE FDD de 700 MHz ya existente, se implementó una expansión a través de LTE de 1900 MHz con el fin de moderar la carga en la banda existente. In the following graph we can observe the behavior of the PRB usage percentage in one of the node sectors after the activation of the new carrier:

Fig. 4 Uso de PRB después de la integración de LTE 1900 MHz

Una vez instalada la capacidad física, es posible que los recursos no se utilicen de manera eficiente o incluso que permanezcan sin usar. Esto se puede observar en la Figura 2, donde el uso de Bloques de Recursos Físicos (PRB) después de la integración de LTE 1900 MHz (línea naranja) supera con creces el de la red LTE 700 MHz existente (línea azul).

Aquí es donde comienza la intervención del ingeniero de radiofrecuencia de EKSPRESA, en conjunto con el equipo de pruebas de campo. Basándose en los datos recopilados, las estadísticas y la experiencia en la optimización de otras redes, proceden a revisar los algoritmos involucrados en la gestión del tráfico y la asignación de canales.

Del mismo modo, se hicieron esfuerzos para alinear las expectativas de los clientes con la nueva expansión. Se trataron los siguientes puntos:

• El balanceo de PRB será un requisito a nivel de eNodeB para optimizar los recursos de acceso desde la perspectiva de la red.

• El balanceo de PRB será un requisito a nivel de eNodeB para optimizar los recursos de acceso desde la perspectiva de la red.

El proceso para lograr esta optimización implicó la generación de algoritmos de movilidad entre bandas, tanto para los modos inactivo como para los conectados, así como algoritmos de equilibrio de carga PRB.

Different cell-level thresholds were configured and adjusted in a closed-loop implementation, where changes were continuously evaluated and re-implemented. La optimización se confirmó a nivel celular dos semanas después de la integración, y a nivel de clúster un mes después de que se completaran todas las expansiones.

Fue un reto importante, ya que esto ocurrió en paralelo con las expansiones; la optimización «acompañó» a la integración casi de inmediato. Sin embargo, EKSPRESA logró adaptarse a las propuestas del cliente, superando las expectativas del proyecto y garantizando el mejor uso posible de los recursos instalados.

Datos tras la optimización de PRB en una red LTE de doble portadora

As shown in Figure 5, following the implementation of the optimization algorithms, usage was balanced across both bands. Esto dio como resultado la mejor utilización posible de los recursos físicos tanto para LTE 700 MHz (línea azul) como para LTE 1900 MHz (línea naranja).

Fig. 5. Optimización del uso de recursos de red entre LTE 1900 MHz y LTE 700 MHz.

El aspecto singular de este tipo de optimización radicaba precisamente en su integración casi en tiempo real a través de una gran red con un número significativo de usuarios, sin afectar su experiencia. Además, era importante tener en cuenta que la optimización de PRB (desde la perspectiva de la red) no necesariamente se ejecuta en paralelo a la optimización del rendimiento (desde la perspectiva del usuario); a menudo, intentar optimizar una afecta negativamente a la otra. La clave consistía en encontrar el equilibrio que permitiera ambas cosas simultáneamente, como se muestra en el siguiente gráfico: