ESTUDIO DE GENERACIONES DE TECNOLOGÍA CELULAR PARA EL ENVÍO
DE DATOS TOMADOS DE UNA PLATAFORMA ROBÓTICA
DIEGO ANDRÉS MARTINEZ ESPITIA
HEINER DARIO LONDOÑO HERNÁNDEZ
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES
BOGOTÁ D.C.
2016
ESTUDIO DE GENERACIONES DE TECNOLOGÍA CELULAR PARA EL ENVÍO
DE DATOS TOMADOS DE UNA PLATAFORMA ROBÓTICA
DIEGO ANDRÉS MARTINEZ ESPITIA
HEINER DARIO LONDOÑO HERNÁNDEZ
Director del proyecto
Ing. Gustavo Adolfo Higuera Castro
Trabajo de grado para optar al título de profesional en
Ingeniería en Telecomunicaciones
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES
BOGOTÁ D.C.
2016
1
ÍNDICE DE CONTENIDO
1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 8
2 OBJETIVOS ......................................................................................................................................... 9
2.1 Objetivo General. .......................................................................................................................... 9
2.2 Objetivos Específicos. ................................................................................................................... 9
3 MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................ 10
3.1 Conceptos básicos de la telefonía celular.................................................................................... 10
3.2 Las generaciones de la telefonía celular...................................................................................... 10
3.2.1 Primera generación (1G) ..................................................................................................... 10
3.2.2 Segunda generación (2G) .................................................................................................... 11
3.2.3 Generación 2.5 G ................................................................................................................ 11
3.2.4 Tercera generación 3G. ....................................................................................................... 11
3.2.5 Cuarta generación 4G. ......................................................................................................... 12
3.3 Comparación entre generaciones de telefonía celular. ................................................................ 13
3.4 3GPP Proyecto Asociación de Tercera Generación .................................................................... 14
3.5 Parámetros de medición .............................................................................................................. 14
3.5.1 RSRP (Reference Signal Received Power) ......................................................................... 14
3.5.2 RSRQ (Reference Signal Received Quality). ..................................................................... 14
3.5.3 RSCP (Received Signal Code Power)................................................................................. 14
3.5.4 Ec/No. ................................................................................................................................. 15
3.5.5 C/I. ...................................................................................................................................... 15
3.6 Handover ..................................................................................................................................... 15
3.7 Throughput .................................................................................................................................. 15
4 METODOLOGÍA ............................................................................................................................... 16
4.1 Investigación para el manejo de las herramientas ....................................................................... 16
4.2 Capacitación acerca del manejo de las herramientas de Drive test y análisis de resultados ....... 17
4.3 Análisis de los resultados obtenidos en las mediciones .............................................................. 17
4.4 Elaboración de documentos ........................................................................................................ 18
5 Transmisión de datos entre la plataforma robótica y un Computador Personal. ................................. 19
5.1 Estudio y evaluación de tecnología para selección de dispositivo móvil. .................................. 19
5.2 Implementación de conexión de dispositivos a tecnología celular. ........................................... 23
5.2.1 Configuración de VPN ........................................................................................................ 24
2
6 RESULTADOS DE MEDICIONES DE COBERTURA .................................................................. 25
6.1 Medición de cobertura para LTE ................................................................................................ 26
6.1.1 Medición de cobertura LTE Claro ...................................................................................... 26
6.1.2 Medición de cobertura LTE TIGO ...................................................................................... 30
6.1.3 Medición de cobertura LTE MOVISTAR .......................................................................... 33
6.2 Medición de cobertura para UMTS ............................................................................................. 35
6.2.1 Medición de cobertura para UMTS CLARO ......................................................................... 35
6.2.2 Medición de cobertura para UMTS TIGO ............................................................................ 39
6.2.3 Medición de cobertura para UMTS MOVISTAR .................................................................. 42
6.3 Medición de cobertura para GSM ............................................................................................... 45
6.3.1 Medición de cobertura para GSM CLARO ........................................................................... 45
6.3.2 Medición de cobertura para GSM TIGO .............................................................................. 47
6.3.3 Medición de cobertura para GSM MOVISTAR .................................................................... 50
7 Pruebas de Transmisión de Datos. ...................................................................................................... 53
7.1 Pruebas para el análisis de la variable velocidad ........................................................................ 53
7.1.1 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 4G en buena cobertura .... 54
7.1.2 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 4G en mediana cobertura 55
7.1.3 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 4G en borde de cobertura 56
7.1.4 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 3G en buena cobertura .... 58
7.1.5 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 3G en mediana cobertura 59
7.1.6 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 3G en borde de cobertura 60
7.1.7 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 2G en buena cobertura .... 62
7.1.8 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 2G en mediana cobertura 63
7.1.9 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 2G en borde de cobertura 64
7.1.10 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 4G en buena cobertura ........ 66
7.1.11 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 4G en mediana cobertura .... 67
7.1.12 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 4G en borde de cobertura.... 68
7.1.13 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 3G en buena cobertura ........ 69
7.1.14 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 3G en mediana cobertura .... 70
7.1.15 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 3G en borde de cobertura.... 72
7.1.16 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 2G en buena cobertura ........ 73
7.1.17 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 2G en mediana cobertura .... 74
3
7.1.18 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 2G en borde de cobertura.... 75
7.1.19 Resultados prueba de transferencia de datos .................................................................... 76
8 RESULTADOS DE VELOCIDAD OBTENIDOS EN EL PROCESO ............................................. 77
9 Recomendaciones ............................................................................................................................... 82
10 CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 83
11 Referencias bibliográficas ............................................................................................................... 84
4
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla No. 1 Comparativo entre tecnologías de telefonía celular [1] [3] [7] .............................................. 13
Tabla 2 Comparativo dispositivos móviles. ................................................................................................. 20
Tabla 3. Asignación de bandas para operadores Claro, Tigo y Movistar ................................................... 21
Tabla 4Valores de potencia de acuerdo a la cobertura. ............................................................................. 53
Tabla 5 Throughput descarga 4G buena cobertura .................................................................................... 55
Tabla 6 Throughput descarga 4G mediana cobertura ............................................................................... 56
Tabla 7 Throughput descarga 4G borde de cobertura ............................................................................... 57
Tabla 8 Throughput descarga 3G buena cobertura .................................................................................... 59
Tabla 9 Throughput descarga 3G mediana cobertura ............................................................................... 60
Tabla 10 Throughput descarga 3G borde de cobertura.............................................................................. 61
Tabla 11Throughput descarga 2G buena cobertura ................................................................................... 63
Tabla 12 Throughput descarga 2G mediana cobertura .............................................................................. 64
Tabla 13 Throughput descarga 2G borde de cobertura ............................................................................. 65
Tabla 14 Throughput en subida 4G buena cobertura ................................................................................. 66
Tabla 15 Throughput subida 4G mediana cobertura ................................................................................. 68
Tabla 16 Throughput subida 4G borde de cobertura ................................................................................ 69
Tabla 17 Throughput subida 3G buena cobertura ...................................................................................... 70
Tabla 18 Throughput subida 3G mediana cobertura ................................................................................. 71
Tabla 19 Throughput subida 3G borde de cobertura ................................................................................. 73
Tabla 20 Throughput subida 2G buena cobertura ...................................................................................... 74
Tabla 21 Throughput subida 2G mediana cobertura .................................................................................. 75
Tabla 22 Throughput subida 2G borde de cobertura ................................................................................ 76
Tabla No. 23 Definición de velocidades 3GPP 25.825 ............................................................................... 77
Tabla No. 24 Datos obtenidos en velocidad de descarga en Mbps para Claro ........................................... 80
Tabla 25 Datos obtenidos en velocidad de descarga en Mbps para Tigo ................................................... 80
Tabla 26 Datos obtenidos en velocidad de descarga en Mbps para Movistar ........................................... 80
Tabla No. 27 Datos obtenidos en velocidad de subida en Mbps para Claro ............................................... 81
Tabla No. 27 Datos obtenidos en velocidad de subida en Mbps para Tigo ................................................ 81
Tabla No. 27 Datos obtenidos en velocidad de subida en Mbps para Movistar ......................................... 81
5
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 Bandas de frecuencias soportadas por el router Huawei B660 ..................................................... 21
Figura 2 Bandas de frecuencias soportadas por el router Huawei B660 .................................................... 22
Figura 3 Bandas de frecuencias soportadas por el router Huawei E5172 .................................................. 22
Figura 4 Implementación de conexión de dispositivos a tecnología celular. ............................................. 24
Figura 5 RSRP LTE_Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ....................................... 27
Figura 6 RSRP (LTE_Claro) Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor ................................. 28
Figura 7 Nivel de Ruido LTE_Claro en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor .................. 29
Figura 8 Nivel de Ruido LTE_Claro en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor ................ 29
Figura 9 RSRP LTE_Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ........................................ 30
Figura 10 RSRP LTE_Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor. ................................. 31
Figura 11 Nivel de Ruido LTE_Tigo en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ................. 32
Figura 12 Nivel de Ruido LTE_Tigo en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor ............... 32
Figura 13 RSRP LTE_Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ............................... 33
Figura 14 RSRP LTE_Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor. .......................... 34
Figura 15 Nivel de Ruido LTE_Movistar en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ........... 34
Figura 16 Nivel de LTE_Movistar en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor .................. 35
Figura 17 RSCP UMTS_Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ................................. 36
Figura 18 RSCP UMTS_Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor .............................. 37
Figura 19 Nivel de Ruido UMTS_Claro en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ........... 38
Figura 20 Nivel de Ruido UMTS_Claro en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor ......... 38
Figura 21 RSCP UMTS_Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor .................................. 39
Figura 22 RSCP UMTS_Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor .............................. 40
Figura 23 Nivel de Ruido UMTS_Tigo en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ............. 41
Figura 24 Nivel de Ruido UMTS_Tigo en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor ........... 41
Figura 25 RSCP Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ..................................... 42
Figura 26 RSCP Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor .................................. 43
Figura 27 Nivel de Ruido Movistar en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ................. 44
Figura 28 Nivel de Ruido Movistar en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor ............... 44
Figura 29 Potencia en GSM Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ......................... 45
Figura 30 Potencia en GSM Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor ...................... 46
Figura 31 C/I en GSM Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor .................................. 47
Figura 32 Potencia en GSM Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor .......................... 48
Figura 33 Potencia en GSM Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor ....................... 48
Figura 34 C/I en GSM Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor .................................... 49
Figura 35 C/I en GSM Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor ................................. 50
Figura 36 Potencia en GSM Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ................... 50
Figura 37 Potencia en GSM Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor ................ 51
Figura 38 C/I en GSM Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor ............................ 52
Figura 39 C/I en Movistar Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor .......................... 52
6
Figura 40 Visualización de datos descargados en 4G Claro buena cobertura en software NetPerSec ...... 54
Figura 41 Visualización de datos descargados en 4G Tigo buena cobertura en software NetPerSec ........ 54
Figura 42Visualización de datos descargados en 4G Movistar buena cobertura en software NetPerSec . 54
Figura 43 Visualización de datos descargados en 4G Claro mediana cobertura en software NetPerSec .. 55
Figura 44 Visualización de datos descargados en 4G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec .... 55
Figura 45 Visualización de datos descargados en 4G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec
.................................................................................................................................................................... 56
Figura 46 Visualización de datos descargados en 4G Claro borde de cobertura en software NetPerSec .. 57
Figura 47 Visualización de datos descargados en 4G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec ... 57
Figura 48 Visualización de datos descargados en 4G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec
.................................................................................................................................................................... 57
Figura 49 Visualización de datos subidos en 3G Claro buena cobertura en software NetPerSec .............. 58
Figura 50 Visualización de datos subidos en 3G Tigo buena cobertura en software NetPerSec ............... 58
Figura 51 Visualización de datos subidos en 3G Movistar buena cobertura en software NetPerSec ........ 58
Figura 52 Visualización de datos descargados en 3G Claro mediana cobertura en software NetPerSec .. 59
Figura 53 Visualización de datos descargados en 3G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec .... 59
Figura 54 Visualización de datos descargados en 3G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec
.................................................................................................................................................................... 60
Figura 55 Visualización de datos descargados en 3G Claro borde de cobertura en software NetPerSec .. 61
Figura 56 Visualización de datos descargados en 3G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec ... 61
Figura 57 Visualización de datos descargados en 3G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec
.................................................................................................................................................................... 61
Figura 58 Visualización de datos descargados en 2G Claro buena cobertura en software NetPerSec ...... 62
Figura 59 Visualización de datos descargados en 2G Tigo buena cobertura en software NetPerSec ........ 62
Figura 60 Visualización de datos descargados en 2G Movistar buena cobertura en software NetPerSec 62
Figura 61 Visualización de datos descargados en 2G Claro mediana cobertura en software NetPerSec .. 63
Figura 62 Visualización de datos descargados en 2G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec .... 63
Figura 63 Visualización de datos descargados en 2G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec
.................................................................................................................................................................... 63
Figura 64 Visualización de datos descargados en 2G Claro borde de cobertura en software NetPerSec .. 64
Figura 65 Visualización de datos descargados en 2G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec ... 64
Figura 66 Visualización de datos descargados en 2G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec
.................................................................................................................................................................... 64
Figura 67 Visualización de datos subidos en 4G Claro borde de cobertura en software NetPerSec ......... 66
Figura 68 Visualización de datos subidos en 4G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec ........... 66
Figura 69 Visualización de datos subidos en 4G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec ... 66
Figura 70 Visualización de datos subidos en 4G Claro mediana cobertura en software NetPerSec .......... 67
Figura 71 Visualización de datos subidos en 4G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec ............ 67
Figura 72 Visualización de datos subidos en 4G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec .... 67
Figura 73 Visualización de datos subidos en 4G Claro borde de cobertura en software NetPerSec ......... 68
Figura 74 Visualización de datos subidos en 4G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec ........... 68
Figura 75 Visualización de datos subidos en 4G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec ... 68
7
Figura 76 Visualización de datos subidos en 3G Claro buena cobertura en software NetPerSec .............. 69
Figura 77 Visualización de datos subidos en 3G Tigo buena cobertura en software NetPerSec ............... 69
Figura 78 Visualización de datos subidos en 3G Movistar buena cobertura en software NetPerSec ........ 69
Figura 79 Visualización de datos subidos en 3G Claro mediana cobertura en software NetPerSec .......... 70
Figura 80 Visualización de datos subidos en 3G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec ........... 70
Figura 81 Visualización de datos subidos en 3G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec .... 71
Figura 82 Visualización de datos subidos en 3G Claro borde de cobertura en software NetPerSec ......... 72
Figura 83 Visualización de datos subidos en 3GTigo borde de cobertura en software NetPerSec ........... 72
Figura 84 Visualización de datos subidos en 3G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec ... 72
Figura 85 Visualización de datos subidos en 2G Claro buena cobertura en software NetPerSec .............. 73
Figura 86 Visualización de datos subidos en 2G Tigo buena cobertura en software NetPerSec ............... 73
Figura 87 Visualización de datos subidos en 2G Movistar buena cobertura en software NetPerSec ........ 73
Figura 88 Visualización de datos subidos en 2G Claro mediana cobertura en software NetPerSec .......... 74
Figura 89 Visualización de datos subidos en 2G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec ............ 74
Figura 90 Visualización de datos subidos en 2G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec .... 74
Figura 91 Visualización de datos subidos en 2G Claro borde de cobertura en software NetPerSec ......... 75
Figura 92 Visualización de datos subidos en 2G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec .......... 75
Figura 93 Visualización de datos subidos en 2G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec ... 75
Figura 94 Tasa de envío de datos plataforma robótica .............................................................................. 76
Figura 95 Release Modem Huawei E5172 en 4G ....................................................................................... 78
Figura 96 Release Modem Huawei E5172 en 3G ....................................................................................... 78
Figura 97 Release Modem Huawei E5172 en 2G. ..................................................................................... 79
8
1 INTRODUCCIÓN
El grupo de investigación Robótica Móvil Autónoma ‘ROMA’ de la Universidad Distrital
Francisco José de Caldas, desarrolla e implementa plataformas robóticas con el fin de establecer
diferentes medidas y comportamientos por medio de diversos sensores. La toma de valores
arrojados por la plataforma robótica se realiza de manera individual, es decir, cada uno de los
sensores está enviando de manera frecuente datos hacia la tarjeta madre del dispositivo y de allí
hacia un router que es el encargado de entregar los datos a una interfaz gráfica de usuario
desarrollada en LABVIEW.
Para implementar un sistema de comunicación remoto en la plataforma robótica se plantea
instalar un router inalámbrico con módulo celular incorporado que permita la transmisión de
datos a través de la red celular de determinado operador de comunicaciones móviles. Al realizar
el tráfico de datos es posible comparar variables como velocidad, cobertura y costos en las tres
generaciones de tecnología celular 2G, 3G y 4G con el fin de saber cuál es la más aproPiada en
este tipo de proyectos.
9
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo General.
Evaluar y comparar tres generaciones de tecnología celular haciendo uso de una plataforma
robótica perteneciente al grupo de Investigación Robótica Móvil Autónoma ‘ROMA’ de la
Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
2.2 Objetivos Específicos.
Estudiar el comportamiento de las variables velocidad y cobertura en generaciones de
tecnología celular, haciendo uso de una plataforma perteneciente al grupo de
investigación Robótica Móvil Autónoma ‘ROMA’.
Realizar las pruebas de transmisión de datos en baja, media y buena cobertura en la red
perteneciente a un operador de servicios de comunicaciones móviles
Establecer la transmisión de datos entre la plataforma robótica y un computador personal
a través de una red celular con el fin de comparar las tecnologías.
Plantear la opción económica más viable para ser usada por esta plataforma robótica.
10
3 MARCO TEÓRICO
3.1 Conceptos básicos de la telefonía celular
Para contextualizar los apartes de este proyecto, se hace necesario revisar la trascendencia de la telefonía
celular antes de describir cada una de las tecnologías que han permitido la evolución de la misma. Los
sistemas de telefonía celular son sistemas de comunicaciones móviles en los cuales la zona o territorio en
que se brinda el servicio se divide en celdas (células), cada una de las cuales es servida por una estación
de radiocomunicaciones, de modo que cuando un abonado celular se mueve a través de la zona de
cubrimiento del sistema, en cada momento es atendido por la estación correspondiente a la celda en que
se encuentra, y al transitar a una celda vecina pasa a ser atendido por la estación correspondiente a la
misma, sin que se Pierda la comunicación que pueda existir en el momento del tránsito de una celda a la
otra. [1]
En cuanto a la forma de transmisión, los sistemas de telefonía celulares pueden clasificarse en analógicos
y digitales. Dentro de cada clasificación existen diferentes normas de transmisión que definen las bandas
de frecuencias utilizadas (bandas de 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, etc.), los métodos de
acceso múltiple a emplear (FDMA, TDMA, CDMA), las formas de modulación (FM, nQAM, etc.). [1]
3.2 Las generaciones de la telefonía celular
3.2.1 Primera generación (1G)
La primera generación de la telefonía móvil (1G) hizo su aparición en 1979 y se caracterizó por
ser analógica y estrictamente para voz. La calidad de los enlaces era muy precaria, tenían baja
velocidad (2400 baudios). En cuanto a la transferencia entre celdas, era muy imprecisa ya que
contaban con una capacidad limitada (Basadas en FDMA, Frequency Division Multiple Access),
además, la seguridad no existía. La tecnología predominante de esta generación es AMPS
(Advanced Mobile Phone System). [1]
11
3.2.2 Segunda generación (2G)
La segunda generación (2G) arribó hasta el año1990 y a diferencia de la primera se caracterizó por
ser digital. El sistema 2G utiliza protocolos de codificación más sofisticados en comparación a la
primera generación y se emplea en los sistemas de telefonía celular actuales. Las tecnologías
predominantes son: GSM (Global System por Mobile Communications); IS-136 (conocido
también como TIA/EIA136 o ANSI-136) y CDMA (Code Division Multiple Access). [2]
Los protocolos empleados en los sistemas 2G soportan velocidades de información más altas por
voz, pero limitados en comunicación de datos. Se pueden ofrecer servicios auxiliares, como
datos, fax y SMS (Short Message Service). La mayoría de los protocolos de 2G ofrecen
diferentes niveles de encriptación. [3]
3.2.3 Generación 2.5 G
Muchos de los proveedores de servicios de telecomunicaciones migraron a las redes 2.5G antes
de entrar masivamente a la tercera generación. Dado que en esta época se trataba de una opción
de servicios de valor agregado y con precios más económicos que tecnologías de tercera
generación. [3]
La generación 2.5G ofrece características extendidas, ya que cuenta con más capacidades
adicionales que los sistemas 2G, como: GPRS (General Packet Radio System), HSCSD (High
Speed Circuit Switched), EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution), IS-136B e IS-
95Bm entre otros. [3]
3.2.4 Tercera generación 3G.
La tercera generación se caracteriza por contener a la convergencia de voz y datos con acceso
inalámbrico a Internet; en otras palabras, es apta para aplicaciones multimedia y altas
transmisiones de datos. Los protocolos empleados en los sistemas 3G soportan altas velocidades
12
de información y están enfocados para aplicaciones más allá de la voz como audio (mp3), video
en movimiento, videoconferencia y acceso ráPido a Internet. [1]
Los sistemas de este estándar son básicamente una mejora lineal de los sistemas 2G y al igual
que sus evoluciones intermedias, está basado en una infraestructura de backbone paralela,
consistente por un lado en nodos de conmutación de circuitos y por otro lado en nodos de
conmutación de paquetes (Circuit-Switched and Packet-Switched Domains). [4]
Además las redes de tercera generación ofrecen un mayor grado de seguridad en comparación de
sus predecesoras, puesto que permiten al terminal móvil autenticar la red a la que se está
conectando. Esto facilita que el usuario este seguro que su comunicación tanto de voz como de
datos se está transmitiendo de manera segura por la red de su operador de servicios móviles. [5]
3.2.5 Cuarta generación 4G.
La cuarta generación de telefonía celular (4G) está basada completamente en el protocolo IP,
siendo un sistema y una red, que se alcanza gracias a la convergencia entre las redes de cable e
inalámbricas. La principal diferencia con las generaciones predecesoras será la capacidad para
proveer velocidades de acceso mayores de 100 Mbit/s en movimiento y 1 Gbit/s en reposo. [6]
La generación 4G fue desarrollada con el objetivo de ofrecer servicios basados en banda ancha
móvil tales como Multimedia Messaging Service (MMS), video chat, Mobile TV, contenido
HDTV, Digital Video Broadcasting(DVB), servicios básicos como voz y datos, siempre
manteniendo el concepto de uso en cualquier lugar y en cualquier momento. Todos los servicios
deberán ser prestados teniendo como premisas el intercambio de paquetes en un ambiente IP. [6]
[7]
13
3.3 Comparación entre generaciones de telefonía celular.
Para realizar este comparativo se muestran diferentes características de cada generación de
telefonía celular, por ejemplo: la tasa de transferencia de datos, modo de operación,
implementación, etc.
Cabe destacar que entre los datos que se muestran en la tabla número 1 se hace un énfasis en la
capacidad de ancho de banda dedicada a datos para cada tipo de tecnología, dado que es uno de
los parámetros que se tuvo en cuenta en el desarrollo de este proyecto. [1] [3] [7]
Tecnología/
Características 1G 2G 2,5G 3G 4G
Inicio/
Implementado
1970 /
1984
1980/
1991 1985/ 1999
1990/
2002 2000/ 2006
Ancho de banda
para Datos 1,9Kbps 14,4Kbps 14,4Kbps 2 Mbps 200 Mbps
Estándar AMPS
TDMA,
CDMA,
GSM
GPRS, EDGE,
1xRTT
WCDMA,
CDMA-
2000
Estandar
Unificado
Tecnología Celular
Análoga
Celular
Digital Celular Digital CDMA, IP IP
Servicios Telefonía
Móvil
Voz y
mensajes
de texto
cortos
mayor capacidad
de datos
Integración
de alta
calidad de
audio y
video
Información
dinámica y
acceso a
servidores IP
Switching Circuitos Circuitos
Circuito para
acceso a la red y
paquetes para
acceso a datos
Paquetes y
interfaz
aérea
circuitos
Paquetes
Core Network PSTN PSTN PSTN y
paquetes de red
Paquetes de
red Internet
Tabla No. 1 Comparativo entre tecnologías de telefonía celular [1] [3] [7]
14
3.4 3GPP Proyecto Asociación de Tercera Generación
Con la evolución de las tecnologías de telefonía celular también se hizo necesario que tanto fabricantes de
dispositivos móviles como implementaciones de red manejaran configuraciones de conectividad que
ambas partes entendieran. Por esta razón se crea el 3GPP (3rd Generation Partnership Project, por sus
siglas en inglés). Y que consiste en una colaboración de grupos de asociaciones de telecomunicaciones
cuyo objetivo es generar las especificaciones de un sistema global de comunicaciones de tercera
generación 3G para teléfonos móviles. La estandarización 3GPP abarca radio, redes de núcleo y
arquitectura de servicio. [8]
3.5 Parámetros de medición
Dentro de las pruebas que se realizaron en cada una de las tecnologías se evaluaron parámetros de
potencia y de señal a ruido, entre los parámetros más importantes en las mediciones se encuentran:
3.5.1 RSRP (Reference Signal Received Power)
La RSRP mide el promedio de potencia por portadora LTE calculada sobre todas las señales de
referencia, la 3GPP establece la definición formal como “Se define como el promedio lineal sobre las
contribuciones de energía (en W) de los recursos elementales que llevan las señales de referencia de
celdas especificas dentro del ancho de banda de frecuencia de medición considerado”. [9] [10]
3.5.2 RSRQ (Reference Signal Received Quality).
Este tipo de medida indica la calidad de la señal de referencia recibida y se utiliza cuando la RSRP no es
suficiente para realizar la reselección de la celda, la 3GPP establece la definición como “se define como la
relación N * RSRP/(portadora E-UTRA) donde N es el número de RB del ancho de banda de medición
RSSI” dependiendo el resultado de lo obtenido de RSRP. [10]
3.5.3 RSCP (Received Signal Code Power)
RSCP denota a potencia medida por parte de los receptores en un canal de comunicación en redes en
tercera generación. Se utiliza como una indicación de la intensidad de la señal como criterio para
establecer un handover. Aunque estas medidas se definen para cualquier sistema CDMA, se utiliza
específicamente en UMTS. [11]
15
3.5.4 Ec/No.
Esta medida se refiere a la cantidad de energía recibida (Eb) por el receptor, dividida por el ruido de
densidad espectral (No), es decir por la cantidad de señales de ruido que se encuentren en la transmisión.
Es por eso que en cuanto el valor de No sea mayor la calidad de la señal se deteriora. [12]
3.5.5 C/I.
Se trata de la relación portadora (C) sobre la interferencia (I), y en esta se define la intensidad de la señal
de la célula y afectación dela potencia de la señal no deseada (ruido). Este sistema de media es utilizado
por emisiones de segunda generación GSM. [12]
3.6 Handover
Este mecanismo se utiliza para gestionar la movilidad de los equipos de usuario que se encuentran en
modo activo, manteniendo al usuario conectado a la red de una estación base a la otra, los requisitos de
diseño de un mecanismo de preparación y ejecución del handover se plantean en términos del tiempo de
interrupción o tasa de pérdida de datos que puede aparecer durante la ejecución del cambio. En este
sentido, en los requerimientos de diseño del sistema LTE, se establece que la degradación de prestaciones
en la que puede incurrirse durante la realización de un handover debe ser menor o igual a la existente en
redes de circuitos GSM. [13]
3.7 Throughput
La definición de rendimiento para este estudio es de suma importancia puesto que la determinación de
velocidad de la red está dada por este ítem. En redes de comunicaciones, se llama throughput a la tasa
promedio de éxito en la entrega de datos sobre un canal de comunicación. Este dato puede ser entregado
sobre un enlace físico o lógico, o a través de un cierto nodo de la red. [14]
16
4 METODOLOGÍA
Las actividades realizadas para este proyecto son las descritas a continuación.
4.1 Investigación para el manejo de las herramientas
Se realizó la respectiva búsqueda de información acerca del manejo de las
herramientas usadas por las compañías de telecomunicaciones para hacer
mediciones de las diferentes variables y así mismo compararlas.
Se investigó la forma en que es realizado un drive test y qué sitios son usualmente
seleccionados por los operadores de telefonía celular para lograr un óptimo
rendimiento de los equipos de telecomunicaciones, con el fin de obtener los
mejores resultados en los mismos.
Capacitación acerca del manejo de las herramientas usadas, con el fin de
interpretar los datos arrojados por ellas y más adelante poder compararlas.
Se seleccionaron los lugares para hacer las mediciones con el fin de tener valores
reales acerca de la red móvil en los sitios que usualmente las personas manipulan
estas plataformas robóticas.
Con el fin de determinar las capacidades de velocidad a los que pertenece el
Modem Huawei E5172, se realizaron pruebas con los equipos Rohde & Schwarz
CMW500 y CMU200
Debido a las características de seguridad de la red del operador móvil
seleccionado se hizo uso de una tarjeta Raspberry Pi para generar la comunicación
entre la plataforma robótica y una VPN para de esta manera hacer la transferencia
de datos, por lo cual se tomó capacitación en el manejo de la tarjeta Raspberry Pi.
17
4.2 Capacitación acerca del manejo de las herramientas de Drive test y análisis de
resultados
Se recibió capacitación acerca del manejo de la herramienta SDT perteneciente a
al fabricante del chipset Hi Silicon usado por el router Huawei E5172 con el fin
de obtener resultados y análisis de distintas variables que facilitaran el proceso de
comparación entre tecnologías.
Para el análisis de la variable velocidad se recibió capacitación de la herramienta
NetPerSec con el fin de observar la cantidad de datos descargados en un instante
de tiempo definido.
Con el ideal de tener parcialidad en la comparación entre las tres tecnologías de
telefonía celular se recibió capacitación en la herramienta de Drive test Nemo
Handy 2,5 para así obtener valores verdaderos acerca de la localización de los
puntos que cuenten con buena cobertura, media cobertura y borde de cobertura.
Para el análisis en el post proceso de la información se recibió capacitación de la
herramienta Nemo Analize 7,3 para la generación de gráficas y mapas de los
puntos explorados en el proceso.
4.3 Análisis de los resultados obtenidos en las mediciones
Gracias a las herramientas mencionadas se obtuvieron datos como mapas, gráficas
y valores numéricos que pudieron ser analizados y comparados.
18
4.4 Elaboración de documentos
Con el consolidado de la información obtenida se procedió a procesar y
desarrollar este documento en donde se incluye el análisis de los datos y
conclusiones del proceso en general.
19
5 Transmisión de datos entre la plataforma robótica y un Computador
Personal.
La plataforma robótica presentaba problemas de comunicación con el equipo de cómputo, dado
que la distancia que ofrecía la conexión mediante Wifi era de corto alcance. Se propuso usar la
red celular para dar un rango de cobertura amplio y así dar autonomía a este tipo de proyectos y
poder operarlos incluso a kilómetros de distancia siempre y cuando exista cobertura del operador
seleccionado.
Para llegar a esta solución se decidió cambiar la configuración de comunicación que tenía la
plataforma robótica, la cual consistía en un router que permitía por un lado conectar el pc por
medio de Wifi y a través de un puerto Ethernet la FPGA. La nueva configuración que se realizó
consiste en la implementación y cambio de router por el modelo de Huawei E5172 el cual cuenta
con conexión Ethernet para conectarse a la FPGA y módulo celular para acceder a internet y
poder ser operada de forma remota.
5.1 Estudio y evaluación de tecnología para selección de dispositivo móvil.
Para la selección del dispositivo móvil que permitió la transmisión de datos desde la plataforma
robótica hacia la interfaz gráfica de control, se generó una lista con las posibles referencias de
routers con interfaz celular que permitieran tener acceso a internet por medio de la red de los
operadores móviles seleccionados. Esta comparación se realizó teniendo en cuenta diferentes
parámetros como son: Disponibilidad en el mercado Colombiano, especificaciones técnicas,
soporte de bandas para los operadores móviles seleccionados. La descripción de estos parámetros
se muestra en la tabla 2.
20
Marca Referencia Bandas Estandares IEEE
802.11 Data Speed (Mbps)
Huawei B660
2G 2 / 5
b/g/n
UP 50
3G 2 / 5 DOWN 150
4G N/A
Huawei B310
2G 2/3/5/8
b/g/n
UP 50
3G 1/2/4/5 DOWN 150
4G 1/2/4//7/28
Huawei E5172
2G 2 / 5 / 4
b/g/n
UP 50
3G 2/5/7 DOWN 150
4G 5 / 7
Netgear LG2200d
2G N/A
b/g/n
UP 80
3G 2 / 5 DOWN 150
4G 4 /5 /12
ZTE MF28B
2G N/A
b/g/n
UP 50
3G 2 / 5 DOWN 100
4G 7 Tabla 2 Comparativo dispositivos móviles.
Dado que en Colombia los dispositivos móviles deben ser registrados ante la CRC y de esta
manera evitar ser bloqueados, todo esto con el fin de evitar la importación y venta de equipos sin
velar por la eficiencia, correcto funcionamiento a través de pruebas de homologación y además
evitar que sean traídos al país por contrabando, como lo determina la Resolución CRC 4868 de
2016 en el artículo 8 en donde se menciona lo siguiente:
“Que con el objeto que en la Base de Datos Positiva se cargue toda la información de
los IMEI de los equipos que ingresaron legalmente al país, el Gobierno nacional exPidió
el Decreto 2025 de 2015 “Por el cual se establecen medidas para controlar la
importación y exportación de teléfonos móviles inteligentes, teléfonos móviles celulares,
y sus partes, clasificables en las subpartidas 8517.12.00.00 y 8517.70.00.00 del Arancel
de Aduanas y se deroga el Decreto 2365 de 2012”, mediante el cual se dispuso que dicho
cargue de IMEI se realice por parte de los importadores a través del módulo de consulta
y verificación de IMEI del ministerio TIC.”
21
Se procedió a seleccionar los routers disponibles en el mercado colombiano que cumplieran con
los requisitos de registro ante esta entidad. De esta manera se encontraron los siguientes
dispositivos: Huawei E5172, Huawei B310, Huawei B660
El proceso de selección fue determinado por la interfaz de radio y bandas soportadas según las
frecuencias asignadas en Colombia para los operadores Claro, Tigo y Movistar descritas en la
tabla a continuación.
OPERADOR 2G 3G 4G
Claro Banda V
(850 MHz)
Banda II
(1900MHz)
Banda 7
(2500 MHz)
Tigo Banda V
(850 MHz)
Banda II
(1900MHz)
Banda IV - AWS
(1700 MHz)
Movistar Banda V
(850 MHz)
Banda II
(1900MHz)
Banda IV - AWS
(1700 MHz) Tabla 3. Asignación de bandas para operadores Claro, Tigo y Movistar
Por medio de la ficha técnica de cada router se pudo establecer la siguiente información:
Huawei B660
Figura 1 Bandas de frecuencias soportadas por el router Huawei B660
22
Huawei B310
Figura 2 Bandas de frecuencias soportadas por el router Huawei B660
Huawei E5172
Figura 3 Bandas de frecuencias soportadas por el router Huawei E5172
23
Como información técnica del router Huawei B660, se evidencio que el dispositivo no cuenta
con conexión a tecnología LTE. Por esta razón fue descartado ya que el estudio realizado debía
ser también con esta tecnología.
Una vez se seleccionaron los routers que soportaran las bandas 2, 4, 5 y 7 se procedió a encontrar
un valor agregado que hiciera más fácil su elección. Dado que los routers Huawei B310 y
Huawei E5172 tienen características técnicas muy similares, se procedió a elegir el router
Huawei E5172 puesto que la empresa Huawei Colombia, contaba con la licencia del dispositivo
por 6 meses para acceder al software de análisis con el fin de observar los niveles de potencia y
ruido.
5.2 Implementación de conexión de dispositivos a tecnología celular.
Al seleccionar la red móvil como medio de comunicación se encontraron inconvenientes, puesto
que la transmisión de datos hacia un servidor no es posible dados los esquemas de seguridad
(Puertos bloqueados) de la red celular de cada operador móvil seleccionado. Se gestionaron
solicitudes ante los operadores móviles para realizar la comunicación pero dentro de su
reglamentación no es permitido el desbloqueo de puertos para el envío de información a través
de internet. Por esta razón se decidió implementar una VPN que además de las características de
seguridad permitiera generar el tráfico de datos por medio de ella.
Para establecer conexión con la VPN desde la FPGA que tiene la plataforma robótica hacia el
servidor y viceversa, se hizo uso de una tarjeta Raspberry Pi con el fin de acceder a ella y
establecer la comunicación entre las dos partes. Desde allí se hicieron las respectivas
configuraciones para re direccionar los datos enviados desde la dirección IP de la FPGA hasta
llegar al computador.
Cabe mencionar que por las características de hardware del equipo Huawei E5172 se instaló un
switch para establecer la conexión entre la FPGA y la tarjeta Raspberry Pi dado que este router
solo tiene un puerto de conexión Ethernet y para llevar a cabo la transferencia de datos con los
dos dispositivos se requiere mínimo de dos puertos. En la figura 4 se muestra la conexión entre
los dispositivos y el flujo de datos entre los mismos.
24
Figura 4 Implementación de conexión de dispositivos a tecnología celular.
5.2.1 Configuración de VPN
Para configurar el acceso a la VPN por parte de la plataforma robótica se hizo uso de una tarjeta
Raspberry Pi con los siguientes parámetros de configuración: se instaló OPENVPN para gestionar todo el
contenido de acceso hacia la VPN. Para ello se crearon certificados y archivos con la información de
acceso los cuales se encuentran en el directorio “/etc/OpenVPN/pruebas-client.conf”.
Por defecto la tarjeta Raspberry Pi usa DHCP para configurar las interfaces de red, como en este caso de
uso se necesita configurar el puerto Ethernet con una dirección IP estática y agregando que aunque la
tarjeta Raspberry Pi brinda la posibilidad de conectar una pantalla y así interactuar con su sistema
operativo para generar esta configuración, se mantuvo la propiedad autómata de la plataforma robótica
generando el siguiente script:
auto eth0 allow-hotplug eth0 iface eth0 inet static address 192.168.30.50 netmask 255.255.255.0 gateway 192.168.30.1
25
auto eth0:1 iface eth0:1 inet static address 192.168.3.1 netmask 255.255.255.0
Para poder acceder a la VPN desde el computador, es necesario instalar un software llamado
Open VPN. Se debe copiar en el directorio raíz del programa el certificado y el archivo de
configuración con el fin de autenticarse y tener ingreso.
Una vez instalado el programa basta con abrirlo y seleccionar la opción conectar. Es en este
momento cuando se autentica que los archivos de configuración y el certificado pertenezcan a la
VPN a la que se quiere ingresar.
Con el fin de tener crear el direccionamiento de la dirección IP de la FPGA hasta el computador,
se debe abrir el símbolo del sistema de Windows y digitar la siguiente línea:
“route add 192.168.3.0 mask 255.255.255.0 10.30.31.8”
Basta con tener acceso a internet desde la parte del robot para poder ser manipulado desde el
computador.
6 RESULTADOS DE MEDICIONES DE COBERTURA
En las mediciones realizadas con la herramienta Nemo Handy se pudo obtener un mapa de
cobertura para la Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas,
ubicada al sur de la ciudad de Bogotá Colombia. En este caso se tomó este sitio de referencia
dado que es allí en donde se hace el mayor uso de las plataformas robóticas del grupo de
investigación Robótica Móvil Autónoma ´ROMA´.
En cuanto a la comparación de los resultados en cada una de las mediciones frente a valores
teóricos y de reglamentación se utilizaron los estándares de la 3GPP que se describen a
continuación:
• Para comunicaciones a través de tecnología 4G se utilizó la recomendación 3GPP
136.133, en donde se definen los parámetros de potencia RSRP teniendo como referencia los
niveles de dBm adecuados para una buena transmisión y que para este caso deben estar por
encima de los -100dBm y los valores de condiciones de ruido RSRQ en donde se definen los
valores en los que la señal es afectada por el ruido y deben realizarse los handover.
26
• En tecnología celular 3G se basó el estudio en la recomendación 3GPP 25.215, en donde
se define el rango de valores de potencia RSCP y que estipula que los niveles de potencia para
una buena transmisión están por encima de los -80dBm y niveles de Ruido Ec/No deben
encontrase sobre los -8dBm para evitar handover o perdida de la comunicación.
• En cuanto a tecnología 2G se fundamentó el estudio en la recomendación 3GPP 45.008,
en donde se muestran los criterios de niveles de potencia y niveles de ruido para la transmisión
de señales de esta tecnología, teniendo como valores idóneos para la transmisión una potencia
RX entre 0dBm y -65dBm y niveles de ruido C/I cercanos a los 16dBm.
En este sitio se realizaron los mismos recorridos para cada una de las tecnologías celulares para
cada operador, en los cuales se tomaron las medidas de los parámetros concernientes a estas
mismas.
En el estudio que se realizó en esta zona se manejaron dos tipos de pruebas dadas las
características geográficas de la misma, es decir, como no se podía generar un recorrido
detallado por cada parte de su infraestructura, se optó por realizar dos tipos de drive test: un drive
test Outdoor o perimetral de la facultad y otro Indoor a través de las instalaciones de la misma.
Los resultados obtenidos se muestran a continuación.
6.1 Medición de cobertura para LTE
6.1.1 Medición de cobertura LTE Claro
En las mediciones internas para LTE se obtuvieron valores de potencia mayores a -100dBm en
un 78.70% y valores de mediana cobertura en un 21.30% del área de estudio y al comparar estos
valores con las medidas obtenidas en el área perimetral, tenemos un crecimiento en la cobertura
de potencia ideal al 79.47%. Esto se debe a la interferencia de la multitrayectoria de las señales
provocada por los bloques o edificios de la Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas.
27
Figura 5 RSRP LTE_Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
28
Figura 6 RSRP (LTE_Claro) Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
Los niveles de ruido RSRQ para las mediciones internas se encuentran sobre el rango de -5dBm
y -10dBm en un 80.12% y aunque es un buen valor, nuevamente es superado por las mediciones
perimetrales en donde se tiene un porcentaje 84.66%, esto quiere decir que se presentan más
handover en el recorrido interno. Además se muestra que en ninguno de los dos casos se presenta
una óptima relación señal a ruido según los estándares ya mencionados.
29
Figura 7 Nivel de Ruido LTE_Claro en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
Figura 8 Nivel de Ruido LTE_Claro en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
30
6.1.2 Medición de cobertura LTE TIGO
En las mediciones internas para LTE se obtuvieron valores de potencia mayores a -100dBm en
un 11.02% y valores de mediana cobertura en un 31.23% del área de estudio y al comparar
estos valores con las medidas obtenidas en el área perimetral, tenemos un crecimiento en la
cobertura de potencia ideal al 16.02%.
Figura 9 RSRP LTE_Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
31
Figura 10 RSRP LTE_Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor.
Los niveles de ruido RSRQ para las mediciones internas se encuentran sobre el rango de -6dBm
y -9dBm en un 76.82% y aunque es un buen valor, nuevamente es superado por las mediciones
perimetrales en donde se tiene un porcentaje 75.33%, esto quiere decir que se presentan más
handover en el recorrido interno. Además se muestra que en ninguno de los dos casos se presenta
una óptima relación señal a ruido según los estándares ya mencionados.
32
Figura 11 Nivel de Ruido LTE_Tigo en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
Figura 12 Nivel de Ruido LTE_Tigo en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
33
6.1.3 Medición de cobertura LTE MOVISTAR
En las mediciones internas para LTE se obtuvieron valores de potencia mayores a -100dBm en
un 8.98% y valores de mediana cobertura en un 27.66% del área de estudio y al comparar estos
valores con las medidas obtenidas en el área perimetral, tenemos un crecimiento en la cobertura
de potencia ideal al 17.19%.
Figura 13 RSRP LTE_Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
34
Figura 14 RSRP LTE_Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor.
Los niveles de ruido RSRQ para las mediciones internas se encuentran sobre el rango de -6dBm
y -9dBm en un 80.81% frente a 78.04% en mediciones perimetrales, manteniendo más
estabilidad en la conexión en este recorrido.
Figura 15 Nivel de Ruido LTE_Movistar en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
35
Figura 16 Nivel de LTE_Movistar en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
6.2 Medición de cobertura para UMTS
6.2.1 Medición de cobertura para UMTS CLARO
Por el contrario en redes LTE para esta zona se presentó mayor capacidad de cobertura en las
mediciones internas que en las perimetrales al tener un 71.22% de emisión de optima potencia
frente a un 63.20%, pero el porcentaje en mediana cobertura es mayor en las mediciones
perimetrales al tener un 32.20% contra un 26.43%, esto se traduce como la posibilidad que el
ruido afecte más a las señales de mediana cobertura fuera de la Facultad Tecnológica Francisco
José de Caldas que en su interior.
36
Figura 17 RSCP UMTS_Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
37
Figura 18 RSCP UMTS_Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
Como se mencionó los niveles de señal de ruido afectarían la cobertura en las mediciones
perimetrales presentando un 22.95% de Ec/No frente a 16.98% y esto se traduce en la necesidad
del dispositivo en realizar mayor cantidad de handover para mantener la comunicación. A pesar
que se presenta más atenuación en la zona interna de esta área se interpreta que el operador
móvil emite con mayor potencia su señal 3G para evitar este fenómeno.
38
Figura 19 Nivel de Ruido UMTS_Claro en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
Figura 20 Nivel de Ruido UMTS_Claro en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
39
6.2.2 Medición de cobertura para UMTS TIGO
Para las mediciones de Tigo en tecnologías UMTS se presentó mayor capacidad de cobertura en
las mediciones internas que en las perimetrales al tener un 61.73% frente a 46.77%
Figura 21 RSCP UMTS_Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
40
Figura 22 RSCP UMTS_Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
Como se mencionó los niveles de señal de ruido afectarían la cobertura en las mediciones
perimetrales presentando un 25.51% de Ec/No frente a 36.98% y esto se traduce en la necesidad
del dispositivo en realizar mayor cantidad de handover para mantener la comunicación. A pesar
que se presenta más atenuación en la zona interna de esta área se interpreta que el operador
móvil emite con mayor potencia su señal 3G para evitar este fenómeno.
41
Figura 23 Nivel de Ruido UMTS_Tigo en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
Figura 24 Nivel de Ruido UMTS_Tigo en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
42
6.2.3 Medición de cobertura para UMTS MOVISTAR
Para las mediciones de Tigo en tecnologías UMTS se presentó mayor capacidad de cobertura en
las mediciones internas que en las perimetrales al tener un 49.93% frente a 37.38%
Figura 25 RSCP Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
43
Figura 26 RSCP Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
La señal de ruido afectarían la cobertura en las mediciones perimetrales presentando un 37.43%
de Ec/No frente a 25.99% y esto se traduce en la necesidad del dispositivo en realizar mayor
cantidad de handover para mantener la comunicación. A pesar que se presenta más atenuación en
la zona interna de esta área se interpreta que el operador móvil emite con mayor potencia su
señal 3G para evitar este fenómeno.
44
Figura 27 Nivel de Ruido Movistar en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
Figura 28 Nivel de Ruido Movistar en Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
45
6.3 Medición de cobertura para GSM
6.3.1 Medición de cobertura para GSM CLARO
En las mediciones de potencia en GSM ocurrió lo mismo que en las mediciones en tecnologías
de tercera generación, al tener un índice de radiación de potencia mayor en la zona interna que en
las mediciones de zona perimetral, obteniendo así un 80.71% de cobertura con optima potencia
en la zona interna frente a un 73.09% en la zona perimetral.
En ambos casos se evidencia que la cobertura en las mediciones es óptima dado que los índices
que se encuentran entre -75dBm y -85dBm (Mediana Cobertura) están sobre un 1.19%, esto
quiere decir que en tecnologías de 2G en este sector está emitiendo muy buen señal de potencia
pero se puede ver afectada por la interferencia de las señales de ruido.
Figura 29 Potencia en GSM Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
46
Figura 30 Potencia en GSM Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
En las mediciones de interferencia de ruido se evidenció que la mayoría de la zona tanto
perimetral como interna se ve afectada por niveles de ruido que están en el rango de 16dBm y
13dBm en un porcentaje promedio entre las dos del 26%. Esto quiere decir que aunque se cuenta
con muy buena cobertura de potencia, esta puede presentar varias intermitencias en la
comunicación al tener zonas tratando de hacer handover a otra BTS. Este caso se presenta con
mayor proporción en las mediciones internas.
47
Figura 31 C/I en GSM Claro Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
6.3.2 Medición de cobertura para GSM TIGO
La potencia en GSM presenta mediciones en los mismos rangos que en tecnologías de tercera
generación, al tener un índice de radiación de potencia mayor en la zona interna que en las
mediciones de zona perimetral, obteniendo así un 26.63% de cobertura con optima potencia en la
zona interna frente a un 42.41% en la zona perimetral.
En ambos casos se evidencia que la cobertura en las mediciones es óptima dado que los índices
que se encuentran entre -75dBm y -85dBm (Mediana Cobertura) están sobre un 3.54%, esto
quiere decir que en tecnologías de 2G en este sector está emitiendo muy buen señal de potencia
en comparación con Claro.
48
Figura 32 Potencia en GSM Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
Figura 33 Potencia en GSM Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
49
En las mediciones de interferencia de ruido se evidenció que la mayoría de la zona tanto
perimetral como interna se ve afectada por niveles de ruido que están en el rango de 16dBm y
13dBm en un porcentaje promedio entre las dos del 55%. Esto quiere decir que aunque se cuenta
con muy buena cobertura de potencia, esta puede presentar varias intermitencias en la
comunicación al tener zonas tratando de hacer handover a otra BTS. Este caso se presenta con
mayor proporción en las mediciones internas.
Figura 34 C/I en GSM Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
50
Figura 35 C/I en GSM Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
6.3.3 Medición de cobertura para GSM MOVISTAR
La potencia en GSM presenta un índice de radiación de potencia mayor en la zona externa que
en las mediciones de zona interna, obteniendo así un 42.44% de cobertura con optima potencia
Figura 36 Potencia en GSM Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
51
Figura 37 Potencia en GSM Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
En las mediciones de interferencia de ruido se evidenció que la mayoría de la zona tanto
perimetral como interna se ve afectada por niveles de ruido que están en el rango de 16dBm y
13dBm en un porcentaje promedio entre las dos del 55%. Esto quiere decir que aunque se cuenta
con muy buena cobertura de potencia, esta puede presentar varias intermitencias en la
comunicación al tener zonas tratando de hacer handover a otra BTS. Este caso se presenta con
mayor proporción en las mediciones internas.
52
Figura 38 C/I en GSM Movistar Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Indoor
Figura 39 C/I en Movistar Tigo Facultad Tecnológica Francisco José de Caldas Outdoor
53
7 Pruebas de Transmisión de Datos.
7.1 Pruebas para el análisis de la variable velocidad
La prueba de velocidad consiste en calcular la cantidad de bits que es capaz de descargar el dispositivo
en un segundo. Para ello, se hace uso de una herramienta llamada NetPerSec en donde puede
observarse la cantidad de bits recibidos y enviados por el dispositivo que esté generando tráfico de
datos en el momento.
Para hacerlo de manera controlada y llegar a un cálculo matemático, se genera todo el tráfico posible
por un lapso de tiempo de 10 minutos. Al terminar el tiempo y teniendo el valor total de bits
descargados, se puede obtener la velocidad media de transferencia de datos como se muestra en la
fórmula a continuación:
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑏𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑡𝑖𝑑𝑜𝑠
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑢𝑒𝑏𝑎 (𝑒𝑛 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠)= 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 (𝑀𝑏𝑝𝑠)
Fórmula 1. Cálculo de la velocidad de descarga.
Esta prueba es ejecutada para distintos escenarios de cobertura definidos por los operadores con los
siguientes valores de potencia:
TECNOLOGÍA CONDICIONES
BORDE DE
COBERTURA 4G
RSRP (dBm):
menor a -104
RSRQ:
menor a -13
3G
RSCP (dBm):
menor a -100
Ecio:
menor a -16
MEDIANA
COBERTURA 4G
RSRP (dBm):
-94 a -103
RSRQ:
-8 a -12
3G
RSCP(dBm):
-82 a -99
Ecio:
-11 a -15
BUENA COBERTURA 4G RSRP (dBm):
-94 a -103
RSRQ:
mayor a -9
3G
RSCP(dBm):
mayor a -94
Ecio:
mayor a -11
Tabla 4Valores de potencia de acuerdo a la cobertura.
54
Partiendo de estos valores se calculó la velocidad en cada tecnología celular dando como resultado los
cálculos a continuación.
7.1.1 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 4G en buena cobertura
Teniendo en cuenta los valores de potencia considerados como Buena cobertura en 4G:
RSRP (dBm):
-94 a -103 RSRQ:
mayor a -9
Figura 40 Visualización de datos descargados en 4G Claro buena cobertura en software NetPerSec
Figura 41 Visualización de datos descargados en 4G Tigo buena cobertura en software NetPerSec
Figura 42Visualización de datos descargados en 4G Movistar buena cobertura en software NetPerSec
55
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
42,2 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 70,33Mbps
45,9 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 76,50Mbps
43,6 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 72,66Mbps
Tabla 5 Throughput descarga 4G buena cobertura
7.1.2 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 4G en mediana cobertura
Teniendo en cuenta los valores de potencia considerados como mediana cobertura en 4G:
RSRP (dBm):
-94 a -103 RSRQ: -8 a -12
Figura 43 Visualización de datos descargados en 4G Claro mediana cobertura en software NetPerSec
Figura 44 Visualización de datos descargados en 4G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec
56
Figura 45 Visualización de datos descargados en 4G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
13 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 21.66Mbps
13,5𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 22.5𝑀bps
12,3𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 20.5𝑀bps
Tabla 6 Throughput descarga 4G mediana cobertura
7.1.3 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 4G en borde de
cobertura
Teniendo en cuenta los valores de potencia considerados como mediana cobertura en 4G:
RSRP (dBm):
Menor a -104 RSRQ:
Menor a -13
57
Figura 46 Visualización de datos descargados en 4G Claro borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 47 Visualización de datos descargados en 4G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 48 Visualización de datos descargados en 4G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
9.8 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 21.66Mbps
9,1𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 15,16𝑀bps
8.7𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 14.5𝑀bps
Tabla 7 Throughput descarga 4G borde de cobertura
58
7.1.4 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 3G en buena cobertura
Teniendo en cuenta los valores de potencia considerados como mediana cobertura en 3G:
RSCP (dBm):
mayor a -94 Ecio:
mayor a -11
Figura 49 Visualización de datos subidos en 3G Claro buena cobertura en software NetPerSec
Figura 50 Visualización de datos subidos en 3G Tigo buena cobertura en software NetPerSec
Figura 51 Visualización de datos subidos en 3G Movistar buena cobertura en software NetPerSec
59
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
77,9 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 12,98Mbps
6. ,2𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 10,33𝑀bps
6,0𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 10𝑀bps
Tabla 8 Throughput descarga 3G buena cobertura
7.1.5 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 3G en mediana
cobertura
Teniendo en cuenta los valores de potencia considerados como mediana cobertura en 3G:
RSCP (dBm):
-82 a -99 Ecio:
-11 a -15
Figura 52 Visualización de datos descargados en 3G Claro mediana cobertura en software NetPerSec
Figura 53 Visualización de datos descargados en 3G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec
60
Figura 54 Visualización de datos descargados en 3G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
2,5 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 4,66Mbps
2,1𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 3,5𝑀bps
1,8𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 3𝑀bps
Tabla 9 Throughput descarga 3G mediana cobertura
7.1.6 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 3G en borde de
cobertura
Teniendo en cuenta los valores de potencia considerados como mediana cobertura en 3G:
RSCP (dBm):
Menor a -100 Ecio:
Menor a -16
61
Figura 55 Visualización de datos descargados en 3G Claro borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 56 Visualización de datos descargados en 3G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 57 Visualización de datos descargados en 3G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
1,2 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 2Mbps
1,5𝑀𝑏𝑝𝑠
600 𝑠= 2,5𝑀bps
792𝑀𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 1,33𝑀bps
Tabla 10 Throughput descarga 3G borde de cobertura
62
7.1.7 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 2G en buena cobertura
Figura 58 Visualización de datos descargados en 2G Claro buena cobertura en software NetPerSec
Figura 59 Visualización de datos descargados en 2G Tigo buena cobertura en software NetPerSec
Figura 60 Visualización de datos descargados en 2G Movistar buena cobertura en software NetPerSec
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
63
47,2 𝑀𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 78.66Kbps
52,7𝑀𝑏𝑝𝑠
600 𝑠= 87,8𝐾bps
34,8𝑀𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 58𝐾bps
Tabla 11Throughput descarga 2G buena cobertura
7.1.8 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 2G en mediana
cobertura
Figura 61 Visualización de datos descargados en 2G Claro mediana cobertura en software NetPerSec
Figura 62 Visualización de datos descargados en 2G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec
Figura 63 Visualización de datos descargados en 2G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec
64
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
23,1 Mbits
600 s= 38,5 Kbps
25,6𝑀𝑏𝑝𝑠
600 𝑠= 42,6𝐾bps
18,4𝑀𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 30,6𝐾bps
Tabla 12 Throughput descarga 2G mediana cobertura
7.1.9 Resultados prueba de velocidad en descarga para tecnología 2G en borde de
cobertura
Figura 64 Visualización de datos descargados en 2G Claro borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 65 Visualización de datos descargados en 2G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 66 Visualización de datos descargados en 2G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec
65
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
9,1 Mbits
600 s= 15,16 Kbps
11,6𝑀𝑏𝑝𝑠
600 𝑠= 19,6𝐾bps
11𝑀𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 18,3𝐾bps
Tabla 13 Throughput descarga 2G borde de cobertura
66
7.1.10 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 4G en buena cobertura
Figura 67 Visualización de datos subidos en 4G Claro borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 68 Visualización de datos subidos en 4G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 69 Visualización de datos subidos en 4G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
13,7 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 22,83Mbps
13,6 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 22,66Mbps
12,6 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 21Mbps
Tabla 14 Throughput en subida 4G buena cobertura
67
7.1.11 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 4G en mediana cobertura
Figura 70 Visualización de datos subidos en 4G Claro mediana cobertura en software NetPerSec
Figura 71 Visualización de datos subidos en 4G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec
Figura 72 Visualización de datos subidos en 4G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec
68
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
9,1 Gbits
600 s= 15,16 Mbps
8,8 Gbits
600 s= 14,66 Mbps
9,4𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 15,66𝑀bps
Tabla 15 Throughput subida 4G mediana cobertura
7.1.12 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 4G en borde de cobertura
Figura 73 Visualización de datos subidos en 4G Claro borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 74 Visualización de datos subidos en 4G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 75 Visualización de datos subidos en 4G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec
69
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
2,4 Gbits
600 s= 4 Mbps
2 Gbits
600 s= 3,33 Mbps
2,9𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 4,83𝑀bps
Tabla 16 Throughput subida 4G borde de cobertura
7.1.13 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 3G en buena cobertura
Figura 76 Visualización de datos subidos en 3G Claro buena cobertura en software NetPerSec
Figura 77 Visualización de datos subidos en 3G Tigo buena cobertura en software NetPerSec
Figura 78 Visualización de datos subidos en 3G Movistar buena cobertura en software NetPerSec
70
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
3,2 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 5,33Mbps
3,4 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 5,66Mbps
4,3 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 7,16Mbps
Tabla 17 Throughput subida 3G buena cobertura
7.1.14 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 3G en mediana cobertura
Figura 79 Visualización de datos subidos en 3G Claro mediana cobertura en software NetPerSec
Figura 80 Visualización de datos subidos en 3G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec
71
Figura 81 Visualización de datos subidos en 3G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
2,5 𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 4,66Mbps
2,1𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 3,5𝑀bps
1,8𝐺𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 3𝑀bps
Tabla 18 Throughput subida 3G mediana cobertura
72
7.1.15 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 3G en borde de cobertura
Figura 82 Visualización de datos subidos en 3G Claro borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 83 Visualización de datos subidos en 3GTigo borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 84 Visualización de datos subidos en 3G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec
73
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
592,5 Mbits
600 s= 987,5 Kbps
603,4 Mbits
600 s= 1,005Mbps
715,17 Mbits
600 s= 1,191 Mbps
Tabla 19 Throughput subida 3G borde de cobertura
7.1.16 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 2G en buena cobertura
Figura 85 Visualización de datos subidos en 2G Claro buena cobertura en software NetPerSec
Figura 86 Visualización de datos subidos en 2G Tigo buena cobertura en software NetPerSec
Figura 87 Visualización de datos subidos en 2G Movistar buena cobertura en software NetPerSec
74
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
32 𝑀𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 53,33Kbps
34 𝑀𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 56,66Kbps
30,7 𝑀𝑏𝑖𝑡𝑠
600 𝑠= 51,16Kbps
Tabla 20 Throughput subida 2G buena cobertura
7.1.17 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 2G en mediana cobertura
Figura 88 Visualización de datos subidos en 2G Claro mediana cobertura en software NetPerSec
Figura 89 Visualización de datos subidos en 2G Tigo mediana cobertura en software NetPerSec
Figura 90 Visualización de datos subidos en 2G Movistar mediana cobertura en software NetPerSec
75
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
18,7 Mbits
600 s= 31,16 Kbps
17,4 Mbits
600 s= 29Kbps
21,5 Mbits
600 s= 35,83 Kbps
Tabla 21 Throughput subida 2G mediana cobertura
7.1.18 Resultados prueba de velocidad en subida para tecnología 2G en borde de cobertura
Figura 91 Visualización de datos subidos en 2G Claro borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 92 Visualización de datos subidos en 2G Tigo borde de cobertura en software NetPerSec
Figura 93 Visualización de datos subidos en 2G Movistar borde de cobertura en software NetPerSec
76
Throughput Claro Throughput Tigo Throughput Movistar
625,1 Kbits
600 s= 1,041 Kbps
693,1 Kbits
600 s= 1,155 Kbps
712,8 Kbits
600 s= 1,188 Kbps
Tabla 22 Throughput subida 2G borde de cobertura
7.1.19 Resultados prueba de transferencia de datos
Para realizar esta prueba también se utilizó el análisis generado por la herramienta NetPerSec,
configurando la plataforma robótica en modo automático para que todos sus sensores trabajaran
simultáneamente y así establecer la tasa de envío de datos hacia el pc. Los resultados se muestran
a continuación.
Figura 94 Tasa de envío de datos plataforma robótica
La tasa de envío de datos obtenida en la medición es de 306,3Mbps y este resultado corresponde al
siguiente cálculo de Throughput:
306,3Mbps
600 s= 1,02Mbps.
77
8 RESULTADOS DE VELOCIDAD OBTENIDOS EN EL PROCESO
De acuerdo a los resultados obtenidos en el capítulo anterior y tomando los rangos que define la
especificación 25.825 de la 3GPP en donde se describen las velocidades de carga y descarga de
paquetes de datos para cada tecnología celular y que se muestran en la Tabla No. 2, se comenzó
por determinar los Release a los que pertenece el dispositivo Huawei E5172.
RELEASE TECNOLOGIA MIN MAX
10-12 LTE-CA 150 Mbps 300 Mbps Downlink
15 Mbps 50 Mbps Uplink
9 LTE 30 Mbps 150 Mbps Downlink
15 Mbps 50 Mbps Uplink
8 CD-HSPA+ 6 Mbps 42 Mbps Downlink
2 Mbps 5,76 Mbps Uplink
7 HSPA+ 4 Mbps 21 Mbps Downlink
2 Mbps 5,76 Mbps Uplink
7 WCDMA 200 Kbps 384 Kbps Downlink
200 Kbps 384 Kbps Uplink
6 EDGE 80 Kbps 236,8 Kbps
6 GPRS
80 Kbps
Tabla No. 23 Definición de velocidades 3GPP 25.825
Para determinar las capacidades de velocidad a los que pertenece el Modem Huawei E5172 se
realizaron pruebas con los equipos Rohde & Schwarz CMW500 para tecnologías de cuarta y
tercera generación y con el equipo CMU200 para tecnologías 2G, teniendo como resultado los
siguientes valores:
78
Figura 95 Release Modem Huawei E5172 en 4G
Figura 96 Release Modem Huawei E5172 en 3G
79
Figura 97 Release Modem Huawei E5172 en 2G.
Con los resultados que se muestran las imágenes anteriores se determinó que el terminal
Modem Huawei E5172 cumple con la normatividad 3GPP para el Release 9 en la tecnología 4G,
el Release 8 en la tecnología 3G y Release 6 en la tecnología 2G.
En las siguientes tablas se describen los valores obtenidos en carga y descarga de datos para cada
tecnología celular de los tres operadores móviles.
80
CLARO
Tecnología Buena Cobertura Mediana
Cobertura
Borde de
Cobertura
4G 70,33 Mbps 21,66 Mbps 16,33 Mbps
3G 8,83 Mbps 4,16 Mbps 2 Mbps
2G 78,66 Kbps 38,5 Kbps 15,16 Kbps
Tabla No. 24 Datos obtenidos en velocidad de descarga en Mbps para Claro
TIGO
Tecnología Buena Cobertura Mediana
Cobertura
Borde de
Cobertura
4G 76,6 Mbps 22,5 Mbps 15,16 Mbps
3G 10,33 Mbps 3,5 Mbps 2,5 Mbps
2G 87,83 Kbps 42,66 Kbps 19,33 Kbps
Tabla 25 Datos obtenidos en velocidad de descarga en Mbps para Tigo
MOVISTAR
Tecnología Buena Cobertura Mediana
Cobertura
Borde de
Cobertura
4G 72,66 Mbps 20,5 Mbps 14,5 Mbps
3G 10 Mbps 3 Mbps 1,32 Mbps
2G 58 Kbps 30,66 Kbps 18,33 Kbps
Tabla 26 Datos obtenidos en velocidad de descarga en Mbps para Movistar
81
En las siguientes tablas se muestran los valores obtenidos en subida de datos para cada
tecnología celular.
CLARO
Tecnología Buena Cobertura Mediana
Cobertura
Borde de
Cobertura
4G 22,83 Mbps 15,16 Mbps 4 Mbps
3G 5,33 Mbps 3 Mbps 987,5 Kbps
2G 53,33 Kbps 31,16 Kbps 1,041 Kbps
Tabla No. 27 Datos obtenidos en velocidad de subida en Mbps para Claro
TIGO
Tecnología Buena Cobertura Mediana
Cobertura
Borde de
Cobertura
4G 22,66 Mbps 14,66 Mbps 3,33 Mbps
3G 5,66 Mbps 3,5 Mbps 1,005 Mbps
2G 56,66 Kbps 29,0 Kbps 1,155 Kbps
Tabla No. 28 Datos obtenidos en velocidad de subida en Mbps para Tigo
MOVISTAR
Tecnología Buena Cobertura Mediana
Cobertura
Borde de
Cobertura
4G 21 Mbps 15,66 Mbps 4,833 Mbps
3G 7,166 Mbps 2,66 Mbps 1,192 Mbps
2G 51,166 Kbps 35,833 Kbps 1,188 Kbps
Tabla No. 29 Datos obtenidos en velocidad de subida en Mbps para Movistar
82
9 Recomendaciones
En este caso se realizó la transferencia de datos hacia un dispositivo de computo (PC). Lo que se
recomienda para desarrollos posteriores es realizar este enlace entre la plataforma robótica y un
dispositivo móvil y desarrollar estudios de comportamiento.
Se recomienda realizar estas pruebas con aprovisionamiento por parte de los operadores en
plataformas y tarjetas SIM Card M2M, para evaluar el comportamiento de la plataforma en este
tipo de red.
Esta medición da pautas sobre la cobertura de cada operador, pero no está ligada a la calidad de
los servicios, ya que estos dependen de otros factores como lo son: ambientales, interferencias,
parametrización de red, congestión de red, entre otros. En futuros desarrollos se podría estudiar
el comportamiento de la plataforma robótica en este tipo de factores.
83
10 CONCLUSIONES
En la evaluación de desempeño y cobertura realizada al operador móvil Claro, en la zona de
mayor operatividad o uso de la plataforma robótica que es la Facultad Tecnológica de la
Universidad Francisco José de Caldas, es posible indicar que este operador tiene una conexión
equilibrada, dadas las comparaciones de niveles de señal a ruido en cada una de las tecnologías
de comunicación celular, además, las pruebas demostraron que la conexión más estable es la que
se realiza con tecnologías de tercera generación, dado los niveles de potencia alcanzados en el
71.22% de cobertura, con bajos niveles de ruido, lo que favorece que no se realicen muchos
cambios de celda y la conexión sea estable.
Dado que la taza de consumo del robot es de 1,02Mbps según las mediciones. Se concluye que la
conexión a 2G no es suficiente para transmitir los datos entregados por los sensores. Igualmente,
no hay que descartar esta tecnología ya que la tarea de los operadores móviles es garantizar el
servicio en todo momento y 2G puede ser una opción valiosa para servicios básicos de datos
como el envío de mensajes de chat.
Se evidencia con los resultados de las pruebas una mayor deficiencia del operador Movistar con
respecto a los otros. Puesto que presenta un cambio mayor de celdas para mantener la
comunicación en su propio canal lo cual hace que las probabilidades de caída del servicio se
incrementen. Además se muestra que Claro a pesar de tener cobertura total es el operador con
menor relación señal a ruido
De otra parte, al inicio de la investigación se pudo establecer que la conexión WiFi entre robot y
computador, delimitaba bastante el trabajo de campo, por su bajo alcance de operación dada las
condiciones arquitectónicas de la zona de estudio. Razón por la cual se optó por crear un enlace
vía red celular, lo que permitió aumentar la transferencia de datos y comunicar la plataforma
robótica con la interfaz gráfica a kilómetros de distancia siendo más útil su uso de acuerdo a las
necesidades para las que fue creada (inspección de lugares en momentos de desastres).
Se puede observar que aunque los parámetros de la red de cada uno de estos tres operadores son
diferentes se manejan velocidades similares. Esto se puede deber a la limitación por ancho de
84
banda hacia el usuario final con el fin de aprovechar al máximo el espectro asignado para cada
uno
11 Referencias bibliográficas
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