1 CALIDAD EN LAS REDES MOVILES MSc. Ing. Edwin Ibarra Garcia
2 Conceptos Básicos Desde el punto de vista del cliente, la calidad se entiende como la satisfacción de éste; es decir, como el grado de cumplimiento de sus expectativas del servicio global (conformadas mediante la publicidad, las tarifas, etc.). Desde el punto de vista de la red, la calidad ofrecida es el resultado de las prestaciones ofrecidas por cada una de las partes implicadas; esto es, los terminales, la red de acceso, la red de transporte (core) y los servicios.
3 Al hablar de calidad, el concepto más ampliamente aceptado es el de “calidad de servicio”, también conocido por QoS (Quality of Service). Se pueden identificar tres aspectos que conforman la calidad de servicio Conceptos Básicos
4 1. La accesibilidad de la red. Se refiere a la disponibilidad de recursos de red suficientes para conectarse a un servicio: cobertura, disponibilidad de la red, etc. 2. La accesibilidad del servicio. Incluye los aspectos relacionados con la disponibilidad del servicio: tiempo de acceso, fuera de servicio, etc. 3. La integridad del servicio. Se refiere a la calidad ofrecida durante el uso del servicio: caídas, calidad de voz, throughput, etc. Conceptos Básicos
5 Principales parámetros de Medida de la Calidad Los parámetros de medida de la calidad de las redes y servicios móviles son de muchos tipos, y tener en cuenta uno u otro depende del tipo de servicio que se esté prestando en la red. Tal como se ha comentado anteriormente se pueden agrupar según tres aspectos, denominados:
6 1. Accesibilidad de la red. En este aspecto se incluyen parámetros como: ■ El nivel de potencia recibido. Depende de la posición del móvil dentro de la célula e indica la zona de cobertura que tiene cada célula de la red móvil. La falta de cobertura temporal o permanente de la red en una determinada ubicación es una de las causas más frecuentes de pérdidas de calidad por parte de la red móvil. Principales parámetros de Medida de la Calidad
7 La disponibilidad de la red. Cuando un usuario intenta acceder a un servicio, o puede que por el contrario la petición no llegue a desembocar en la provisión del servicio solicitado. Entre las posibles causas se encuentran, por ejemplo, la congestión de la red o la falta de recursos para atender al usuario, las interferencias creadas por otros equipos circundantes que hacen que no se puedan atender las peticiones de un usuario, etc. Principales parámetros de Medida de la Calidad
8 2. Accesibilidad del servicio. En este segundo caso se incluyen parámetros como: ■ El tiempo de acceso a un servicio. Es el tiempo que transcurre desde el momento en que el usuario realiza la petición de acceso a un determinado servicio hasta el instante en que se recibe la respuesta de éste.. Principales parámetros de Medida de la Calidad
9 Las indisponibilidades del servicio. Las indisponibilidades del servicio se pueden deber a muchas causas, entre las que destacan las siguientes: servicio caído por avería, por congestión de recursos, por desactivación temporal, etc. El resultado del acceso al servicio. El resultado de un acceso a un servicio puede ser correcto si el servidor responde correctamente a la petición, o fallido si el servidor no responde o no proporciona alguna de las respuestas esperadas. Principales parámetros de Medida de la Calidad
10 3. Integridad del servicio. En este último aspecto se incluyen parámetros como: ■ Las caídas del servicio. Una caída de un servicio significa la imposibilidad de continuar accediendo a él tras establecerse la comunicación en un primer momento, siempre y cuando la imposibilidad sea motivada por cualquier causa ajena a la voluntad de sus usuarios y siempre que éstos se encuentren en todo momento en la zona de cobertura de la red. Principales parámetros de Medida de la Calidad
11 La calidad de la señal vocal. Permite valorar la calidad de la señal de voz recibida por el terminal en cada instante, y constituye por tanto una indicación del estado de la calidad de la red. La calidad de la transmisión de datos. Permite valorar la calidad en la transmisión de ficheros. Se mide mediante la tasa de error BER, que mide la calidad del canal establecido por la cantidad de errores que se producen en la transmisión de datos. El tiempo de navegación. Es el tiempo que tarda el usuario en recorrer el árbol de navegación que existe desde la entrada en el servicio hasta la llegada a la página deseada. Principales parámetros de Medida de la Calidad
12 La velocidad de acceso a un servicio o velocidad de transmisión (throughput). Es la cantidad de bits por segundo que se miden en una determinada transmisión durante el tiempo que dura la conexión. La efectividad del servicio. Es el porcentaje de accesos al servicio realizados y completados satisfactoriamente, frente a la totalidad de los accesos realizados. Principales parámetros de Medida de la Calidad
13 Factores principales que afectan a la Calidad de la Señal Radio Los desvanecimientos de la señal. Los desvanecimientos pueden ser prolongados en el tiempo pero cortos en intensidad, lo que implica una disminución de la potencia disponible en un lugar durante un tiempo, o cortos en el tiempo pero profundos en intensidad de la señal, de forma que durante unos instantes de tiempo la potencia de la señal cae a valores por debajo, incluso, del umbral de sensibilidad de los receptores de los equipos móviles.
14 Las interferencias. Las interferencias se presentan debido a la gran cantidad de equipos que hacen uso a la vez de este canal, por lo cual dichas interferencias pueden provenir de equipos que nada tienen que ver con la telefonía móvil, pero que interfieren en su banda de frecuencias. Además de estas interferencias, también se encuentran las interferencias implícitas al propio servicio móvil, ya que este es un canal en el que se hace reutilización de frecuencias para poder aumentar la cantidad de canales. Factores principales que afectan a la Calidad de la Señal Radio
15 El multitrayecto. El multitrayecto se produce debido a los rebotes de la señal móvil en los múltiples obstáculos que ésta puede encontrar en el camino entre las estaciones base y los terminales móviles. De esta forma, una señal que sale de un transmisor llega al receptor por múltiples caminos y esto produce en el receptor una interferencia debida a los retrasos con que llega la misma señal dependiendo de la longitud del camino recorrido. Factores principales que afectan a la Calidad de la Señal Radio
16 Las perdidas de penetración en obstáculos. Se pueden ver incrementadas por la presencia de obstáculos entre el transmisor y el receptor, como pueden ser los edificios existentes en las ciudades, o las montañas, colinas y árboles en los entornos rurales. Este efecto es necesario tenerlo especialmente en cuenta en la cobertura de interiores de edificios, en donde pueden aparecen elementos tales como paredes, puertas y mobiliario. Factores principales que afectan a la Calidad de la Señal Radio
17 La influencia del equipo de medida. El propio equipo con el que se está midiendo la calidad puede afectar al resultado de la medida, en dos aspectos principalmente: Este efecto se puede minimizar con la calibración periódica de los equipos. La disminución de los recursos disponibles y el aumento de interferencias. Factores principales que afectan a la Calidad de la Señal Radio
18 Medida de la Calidad La calidad de redes y servicios es uno de los conceptos que más preocupa a los operadores de telefonía que prestan sus servicios en un entorno de competencia con otros operadores que proporcionan unos servicios similares a sus clientes.
19 Sistemas y Herramientas de Medida Existen dos aproximaciones diferentes y complementarias a la hora de medir la calidad: ■ La primera se basa en la realización de medidas discretas, en zonas concretas y periodos de tiempo determinados, mediante algún equipo o teléfono capaz de recibir y descodificar la señal radio. Esta es la técnica utilizada en los sistemas de medida a bordo de vehículos, también conocidos como “drive-test”.
20 La segunda técnica se basa en la utilización de contadores de la red, extraídos normalmente de los diferentes elementos que la conforman o a través de sus sistemas de gestión. Aunque también permiten analizar zonas o células en particular, ofrecen una imagen global del funcionamiento y prestaciones de la red. La utilización conjunta de ambos tipos de herramientas multiplica su eficacia ayudando a identificar problemas de configuración o de prestaciones que por sí solas no podrían. Sistemas y Herramientas de Medida
21 Sistemas de Medida de la Señal Radio Entre los sistemas que se pueden usar están: ■ Los teléfonos de ingeniería. Un simple teléfono de ingeniería permite medir la potencia de la señal radioeléctrica radiada en una determinada posición de la célula, así como dar una estimación de la medida de la calidad de la voz recibida. ■ Los sistemas de “drive-test". Si el teléfono anterior se conecta a un PC y se van almacenando los datos medidos en el disco duro del PC, mediante una aplicación informática se puede establecer un mapa de la zona geográfica de cobertura de una determinada señal, así como la calidad de la voz recibida en cada posición.
22 Los sistemas automáticos de medida de la calidad. Si se utiliza un sistema de medida que sea capaz de realizar, además de la funcionalidad anterior, llamadas con varios teléfonos a la vez, a varios servicios de valor añadido, en distintos instantes de tiempo y en distintas posiciones geográficas, se puede llegar a obtener no sólo el mapa de cobertura de una zona, sino también el mapa de calidad de los servicios de valor añadido. Con el análisis de estas medidas se pueden obtener las estadísticas e informes de las medidas de calidad descritas anteriormente. Sistemas de Medida de la Señal Radio
23 Sistemas de extracción de Datos de la Red Otra forma de medir la calidad de servicio se basa en la extracción de datos de la red, a través de sus sistemas de gestión o directamente de los elementos de red (BSC, MSC, SGSN o RNC, según corresponda). Existen sistemas y herramientas de análisis que se encargan de tratar esos datos, procesarlos y entregar indicadores clave o KPIs (Key Performance Indicators), capaces de ofrecer una imagen fiel del funcionamiento de la red. Estos indicadores pueden referirse a la hora cargada (busy hour), o bien ser el valor medio diario.
24 Algunos de los KPIs más significativos para evaluar la calidad de servicio son: ■ La tasa de llamadas con éxito (call success rate). ■ La tasa de llamadas caídas (dropped call rate). ■ La tasa de traspasos con éxito (handover success rate). ■ La velocidad de transferencia por célula (throughput per cell). Sistemas de extracción de Datos de la Red