Implementación de antenas mimo masivo para incrementar la capacidad de un nodo de la red LTE FDD en el distrito de el Agustino

Abstract

Los operadores de Telecomunicaciones en el Perú están experimentando una gran demanda de capacidad expresada en el transporte de grandes volúmenes de datos, superior a varios miles de terabytes (TB) por año, altas velocidades de carga y/o descarga de datos que sobrepasan los 10 Mbps promedio por usuario y exigentes tiempos de latencia que rondan valores menores a los 100 ms, en los numerosos tipos de aplicaciones y servicios de banda ancha móvil. Esto último genera escenarios de congestión en la red móvil de los operadores que luego se traduce en un impacto negativo en la percepción de los usuarios. Ante ello, para las redes móviles de cuarta generación Long Term Evolution (4G LTE) la tecnología comúnmente conocida como Massive Multiple Input-Multiple Output (Massive MIMO o MIMO masivo en español) configura una alternativa de solución. El presente trabajo tiene como propósito general evaluar el aumento en al menos cien por ciento (100%) de capacidad de transmisión de datos que brindan las antenas MIMO masivas, en consecuencia, el cuestionamiento de este estudio se plantea en los términos siguientes: ¿Cómo aumenta la capacidad de un nodo de la red LTE FDD en el distrito de El Agustino con la implementación de antenas Massive MIMO 32T32R? Para responder a dicho cuestionamiento se ha procedido con la implementación de antenas MIMO masivas en un nodo con problemas de congestión, previamente realizando un diseño de instalación de la solución, adicionalmente se ha descrito la implementación realizada y posterior a ello se ha procesado y analizado los principales indicadores que han permitido determinar las ganancias de capacidad que proporcionan estas antenas. Con los resultados obtenidos se valida la ganancia de capacidad de las antenas MIMO Masivas expresada principalmente en un aumento del 137% del volumen de tráfico soportado y en un incremento del 400% en la velocidad de navegación de los usuarios. Con base a lo expuesto, resulta evidente considerar a las antenas MIMO masivas como una alternativa estratégica para solucionar problemas de capacidad (incrementándolo en al menos 100%) de nodos con tráfico suprimido y/o velocidades de navegación menores a la del promedio nacional, además de aquellos nodos que se encuentren congestionados con un uso de recursos de radio superior al 80% de lo disponible. Se puede complementar este análisis con mediciones de campo estáticas y de drive test que permitan incluir indicadores de experiencia de usuario.

Telecommunications operators in Peru are experiencing a high demand for capacity as a result of the transmission of large volumes of data, exceeding several thousand terabytes (TB) per year, high upload and/or average download speeds exceeding 10 Mbps per user, and demanding latency times of less than 100 ms, in many types of mobile broadband applications and services. These latter cause congestion scenarios in the operators' mobile network, which then negatively impacts users' perception. Against this background, for fourth-generation Long Term Evolution (4G LTE) mobile networks, the technology commonly known as Massive Multiple Input-Multiple Output (Massive MIMO or Massive MIMO in Spanish) represents an alternative solution. The general purpose of this work is to evaluate the increase in at least one hundred percent (100%) data transmission capacity provided by massive MIMO antennas, consequently, the question of this study is posed in the following terms: How does the capacity of an LTE FDD network node in El Agustino district increase with the implementation of Massive MIMO 32T32R antennas? To answer this question, a massive MIMO antenna has been implemented in a node with congestion problems, previously performing an installation design of the solution, additionally, the implementation has been described and after that the main indicators that have allowed determine the capacity gains provided by these antennas have been processed and analyzed. The results obtained validate the capacity gain of the Massive MIMO antennas, expressed mainly in a 137% increase in the volume of traffic supported and a 400% increase in the users' data rates. Based on the above, it is evident to consider massive MIMO antennas as an outstanding alternative to solve capacity problems (increasing it by at least 100%) of nodes with suppressed traffic and/or data rates lower than the national average, in addition to those nodes that are congested with the use of radio resources higher than 80% of what is available. This analysis can be complemented with static and drive test field measurements that allow the inclusion of user experience indicators.