Analisis de Drive Test

Capítulo 3. Análisis e Informe para la Optimización

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS E INFORME PARA LA

OPTIMIZACIÓN

En este capítulo se describe la creación de un informe básico desde el principio, es

decir, desde la configuración del equipo de medida hasta la presentación de resultados.

Estos resultados muestran básicamente los KPI obtenidos de las medidas reales

realizadas en las zonas geográficas objeto de estudio, y el análisis de llamadas caídas y

bloqueadas ocurridas durante la medida.

3.1 Configuración del sistema

Existen varios tipos de proyecto en los que las medidas reales en tiempo real son la

base fundamental. Es decir, medidas desde el punto de vista del cliente en la que nos

encontramos con el mismo comportamiento de la red con el que se encuentra el usuario.

Dependiendo de la naturaleza del proyecto, la configuración del sistema será de una

forma u otra. Por configuración del sistema entendemos, primero los equipos conectados a

nuestra herramienta de medida, el Tems Investigation, y segundo, el tipo de acciones o

comandos que realizan en el transcurso del tiempo de medida. Por ejemplo, si lo que vamos a

medir son parámetros de voz, a nuestro ordenador portátil estarán conectados un par de

teléfonos (uno para GSM y otro para UMTS), y un escáner de frecuencias (también GSM y

UMTS) con un dispositivo GPS incorporado. Si por el contrario vamos a medir datos

HSDPA, se sustituyen los teléfonos móviles por una tarjeta de datos.

El tomador de medidas o “drive tester” trabajará según la configuración requerida,

barriendo la zona objeto de estudio recorriéndola calle por calle mientras que los móviles

llaman a un centro receptor de llamadas, o la tarjeta HSDPA descarga datos de un servidor

siguiendo la secuencia programada previamente (Command Sequence). Así es cómo se

recogen los datos directamente de la red, como si fuésemos un usuario más de la operadora de

telefonía.

Gracias al dispositivo GPS incorporado en el escáner, vemos en una ventana de TEMS

la posición exacta en la que nos encontramos y aparecen marcados en ella los distintos

eventos que van sucediendo (intento de llamada, llamada caída, llamada bloqueada,...)

Captura de Datos y Análisis para la Optimización de Redes GSM y UMTS

Proyecto Fin de Carrera de Javier De Jesús Gordillo 76


3.2 Caso 1

En este apartado vamos a mostrar unas medidas reales realizadas en varias carreteras

españolas, los KPI obtenidos y el análisis posterior de estos resultados. Por motivos de

confidencialidad de datos no es posible mostrar los nombres reales de las estaciones base ni

de los nodos B, así como identificar los cell id, los verdaderos scrambling codes y por

supuesto el operador de telefonía de que se trata. Para distinguir los distintos Nodos B

usaremos letras: A, B, C,... y sus celdas y Scrambling codes serán celda 1, celda 2 y celda 3;

sc1, sc2, sc3 respectivamente. Lo mismo para las estaciones base, que las identificaremos

como BTS 1, BTS 2,...

3.2.1 Configuración del sistema

En esta ocasión las medidas son de voz, tanto en UMTS como en GSM. Los

dispositivos conectados a TEMS son:

• MS1: Móvil de tecnología dual Sony Ericsson K800i

• MS2: Movil GSM Sony Ericsson W600i

• MS3: Escáner UMTS Seegul Lx WCDMA con GPS.

Se recorre la autovía mientras los terminales hacen una serie de llamadas de 132

segundos de duración, y se obtienen una serie de resultados.

3.2.2 Informe de resultados UMTS

En la serie de tablas que se muestran a continuación, se pueden observar los resultados

de KPI mencionados anteriormente. Observamos por ejemplo el call completion success rate,

que es del 84,6% mientras que se requería el 95%.



Tabla 1: KPI básicos


Debido a que el móvil puede pasar de estar en UMTS a GSM, aquí tenemos los los

KPI para el tiempo completo de medida, es decir, en las dos tecnologías.

A continuación se muestran los resultados de los parámetros radio obtenidos.

En la tabla se nos muestran los percentiles de Ec/Io y RSCP, que nos dicen que el 95%

del tiempo de medida los valores de estos parámetros eran superiores a -19,5 dB y -95,0 dBm

respectivamente.

Vemos que en un 92,7% las condiciones de RSCP y Ec/Io son muy buenas.

Relativo al Pilot pollution tenemos también el porcentaje de tiempo en que sólo sirve

una portadora y el propio pilot pollution, que supera el margen máximo permitido para estas

medidas, siendo del 5,1%.



Tabla 2: Comportamiento dual completo

Tabla 3: Parámetros radio


A continuación se muestran las funciones estadísticas PDF y CDF para RSCP y Ec/Io,

acompañadas de algunos datos de interés.



Figura 2: PDF y CDF de RSCP

Tabla 4: Estadísticos de RSCP

Figura 1: Diagrama parámetros radio UMTS


En general, estos resultados radio son bastantes satisfactorios, ya que el conjunto Ec/Io

- RSCP cumple con un 92,7% las espectativas de buena cobertura. Sin embargo, el percentil

del Ec/Io nos muestra que en el 95% del tiempo su valor es superior a -19dBm y no a

-15dBm, como era de esperar.

Tabla 5: Estadísticos de Ec/Io



Figura 3: PDF y CDF de Ec/Io


Tabla 6: Estadísticos del Active Set

La figura representa en términos de PDF y CDF el comportamiento del Active Set, o

número de servidoras activas simultáneamente. Vemos como alrededor del 60% del tiempo es

sólo una servidora la que nos llega al móvil con buen nivel. Un 30% del tiempo son dos

servidoras las que tenemos, y el restante 10% tenemos tres.

En la gráfica vemos el comportamiento del pilot pollution. Lo tenemos en un 5,1%,

valor límite aceptable.



Figura 4: PDF y CDF del Active Set


3.2.3 Análisis de los resultados

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, los mapas de la zona objeto de las

medidas y la posición exacta de donde se producen los eventos de interés junto con la

posición de los nodos B, se hace un análisis de las posibles causas de los comportamientos no

deseados como son las caídas de llamadas y los fallos de establecimiento de éstas.

3.2.3.1 Análisis de llamadas caídas

Proponemos dos casos diferentes a analizar. En el primero de ellos se producen hasta

tres caídas en la misma zona, todas ellas debidas a la misma causa.

• Caso 1.

La zona a cubrir se muestra en la figura 6. donde hay dos estaciones base llamadas

Nodo A y Nodo B.



Figura 5: Análisis del Pilot pollution

Tabla 7: Estadísticos del PilotPollution


Diagnóstico:

Al realizar el drive test se detecta que la caída se produce debido a que la celda 3 del

nodo A no ofrece cobertura en la zona en donde tiene lugar el evento; la celda no está

cubriendo una parte importante de su zona teórica de cobertura. Esto puede ser posible debido

a que existan obstáculos que se lo impidan.

Propuesta:

Comprobar la zona de cobertura de la celda 3 del Nodo A. La celda no está cubriendo

una parte importante de su zona teórica de cobertura. En la figura 6 se muestra por código de

colores la celda o el Scrambling Code que da cobertura al móvil en cada punto del recorrido.

Se ve que existe un punto a partir del cual la celda ya no presenta cobertura, pero en la parte

superior vuelve a ser detectada por parte del escáner.

Como consecuencia de los comentado anteriormente, la celda presenta, además, un

overshooting, es decir, un exceso de elevación de la antena, ya que es detectada a más de 12

km de distancia como se observa en la parte superior de la figura 7.



Figura 6: SC del Escáner. Zona de caídas


Explicación:

El establecimiento de llamada se realiza en la celda 2 del Nodo A con buen nivel de

señal: RSCP = - 73 dBm, y buena calidad: Ec/Io = -5.5 dB (figura 8). Aproximadamente unos

24 segundos antes de la caída, la llamada continúa con el móvil conectado a la celda 3 del

Nodo A, con buenas condiciones radio: RSCP = -75 dBm y calidad excelente. Ec/Io = -3.5

dB.

Aproximadamente unos 8 segundos antes de la caída la calidad se degrada muy

rápidamente y entra el móvil en compress mode, es decir, debido a la mala calidad el móvil

comienza a medir la cobertura de la red de 2G por si tuviera que hacer un interRAT HO. Esto

lo vemos en la figura 9. Finalmente, la llamada termina cayendo debido a la mala cobertura

que presenta la celda 3 del Nodo A a partir del punto señalado en la figura 10.

La figura 11 nos muestra el SC más fuerte detectado por el escáner en cada instante.

En ella podemos ver que en la zona destacada la celda 3 del Noda A no proporciona

cobertura, cuando es ésta la que debería proporcionar una buena cobertura en esa zona. En

esta zona, a su vez, se detecta:



Figura 7: SC del Escáner. Overshooting


➢ La celda 1 del Nodo A: no debería cubrir esa región, sin embargo, es la celda

dominante en varios puntos de la región.

➢ La celda 2 del Nodo B : que se encuentra casi 3 Km de la zona donde se produce la

caída, mientras que la celda 3 del Nodo A está a tan solo 1.3 km.

➢ Como se ve, en esa dicha zona se producen dos caídas y, ambas, por la misma

causa.

➢ En la figura 10 vemos cómo se degrada la cobertura de escáner en toda esa zona.



Figura 8: RSCP del Móvil. Establecimiento de llamada en Nodo A, Sector 2




Figura 9: RSCP del Móvil. Degradación de la cobertura y compress mode




Figura 10: RSCP del Escáner. Zona de mala cobertura


• Caso 2.

El escenario de este segundo caso se muestra en la figura 12. Se trata de una carretera

a lo largo de la que existen varias estaciones bases: Nodo A, Nodo B, Nodo C, Nodo D y

Nodo E.

Diagnóstico:

Al realizar el drive test se detecta una caída por la mala cobertura que hay en torno a la

zona. Los emplazamientos que cubren esa zona están a una distancia demasiado grande,

consecuentemente hay una zona de cobertura muy pobre donde se produce la caída.

Propuesta:

Mejorar la zona de cobertura destacada en la figura 12. Una solución podría pasar por

implementar un nuevo emplazamiento para mejorar la cobertura de la zona destacada en las

imágenes.

Explicación:

La llamada se establece en la celda 1 del Nodo C con RSCP = -83 dBm y Ec/Io = -6.5

dB, estando esta celda a una distancia de de más de 4 Km. En el momento de establecerse la



Figura 11: SC del escáner


llamada se tiene en la pantalla de monitorización la celda 3 del Nodo D con RSCP = -87 dBm

y Ec/Io = -10.5 dB, estando esta última a una distancia inferior a 3 Km.

La llamada cae en la celda 1 del Nodo C que se encuentra a más de 6 Km, mientras

que las otras dos celdas que se encuentran en el Active Set en ese instante están a

aproximadamente a 5 Km (celda 2 Nodo E) y a 4.7 Km (celda 3 Nodo D). La llamada se

termina cayendo debido a la mala cobertura de los sitios que teóricamente deberían cubrir la

zona en torno a la cual se produce la caída.

La zona destacada en la figura 12 presenta una cobertura bastante mala, esto es

pricipalmente debido a la gran distancia a la que se encuentran los sitios que teóricamente

deberían cubrir esa zona de la autopista R3.

3.2.4 Informe de resultados GSM

Los datos de GSM los obtenemos de dos fuentes, del propio terminal GSM

identificado como MS2 por el TEMS, y del terminal dual MS1, en los momentos en que

funciona como móvil de segunda generación. Vamos a mostrar primero los resultados que

obtenemos del móvil GSM.



Figura 12: RSCP del escáner. Zona de poca cobertura


Como en el caso de UMTS, vamos a ir mostrando los resultados de KPI y datos radio

obtenidos de las mediciones.

Observamos como los KPI son impecables. Ninguna caída, ningún fallo de

establecimiento,...

Veamos los datos radio



Tabla 8: KPI básicos GSM

Tabla 9: Estadísticas Radio GSM

Figura 13: Diagrama estadísticas radio GSM


Tanto la calidad como la cobertura son buenas, cumpliendo bien con los límites

establecidos para esta medida.

Tabla 10: Estadísticas RxQual



Figura 14: PDF y CDF de RxQual

Figura 15: PDF y CDF del nivel de potencia recibida


Tabla 11: Estadísticas de RxLev

Veamos ahora el comportamiento del móvil dual MS1 cuando se encuentra

funcionando en GSM.

Son cinco únicamente el número de llamadas que el MS1 hace en GSM, así que el

análisis estadístico no es válido, aunque sí el análisis de los eventos de llamadas caídas, o

como el fallo de establecimiento de llamada que es el que se produce en este caso.

Los datos radio son buenos. Aunque no lleguen al 90% los momentos en que el

RxQual y el RxLev son óptimos simultáneamente, vemos como en el 95% del tiempo ambos

parámetros por separado superan las cotas de buen funcionamineto por mucho.



Tabla 12: KPI básicos GSM del móvil dual

Tabla 13: Estadísticas radio móvil dual




Figura 17: Funciones PDF y CDF de RxQual y RxLev

Figura 16: Diagrama características radio GSM


3.2.5 Análisis de los resultados

En este caso sólo tenemos un fallo de establecimiento del MS1 cuando usa la red de

GSM.

Diagnóstico:

El fallo de establecimiento se produce debido a que la celda 2 de la BTS A no está

radiando y, por ello, no está dando cubriendo su teórica zona de cobertura.

Propuesta:

Revisar la cobertura del sitio BTS A, así como la disponibilidad el día de la medida

(25/11/2008).

Explicación:

La llamada se intenta establecer en la celda 2 de la BTS B con RxLevSub = - 99 dBm.

Sin embargo, la celda 2 de la BTS A debería estar cubriendo perfectamente la zona en la que

se produce el fallo de establecimiento (ver figura 19). No se tienen muestras de escáner de

este sitio. Lo normal sería que la llamada se estableciera en esa celda que es la más cercana al

MS y la que debería cubrir esa zona.



Figura 18: Datos generales de llamadas


3.3 Caso 2

En este apartado vamos a mostrar unas medidas reales realizadas en varias carreteras

españolas, los KPI obtenidos y el análisis posterior de estos resultados. Por motivos de

confidencialidad de datos no es posible mostrar los nombres reales de las estaciones base ni

de los nodos B, así como identificar los cell id, los verdaderos scrambling codes y por

supuesto el operador de telefonía de que se trata. Para distinguir los distintos Nodos B

usaremos letras: A, B, C,... y sus celdas y Scrambling codes serán celda 1, celda 2 y celda 3;

sc1, sc2, sc3 respectivamente. Lo mismo para las estaciones base, que las identificaremos

como BTS 1, BTS 2,...

3.3.1 Configuración del sistema

En esta ocasión las medidas eran de voz, tanto en UMTS como en GSM. Los

dispositivos conectados a TEMS eran:



Figura 19: BCCH medido con escáner. Zona sin cubertura


• MS1: Móvil de tecnología dual Sony Ericsson K800i

• MS2: Móvil GSM Sony Ericsson W600i

• MS3: Escáner UMTS Seegul Lx WCDMA con GPS.

Se recorre la autovía mientras los terminales hacen una serie de llamadas de 132

segundos de duración, y se obtienen una serie de resultados.

3.3.2 Informe de resultados UMTS

En la serie de tablas que se muestran a continuación, se pueden observar los

resultados de KPI más comunes.

Tabla 14: KPI´s básicos de MS1 en UMTS

Veamos ahora algunos parámetros radio.



Metric Target Pass/Fail ValueOverall Call Success Rate (End to End) 95% Pass 97,3%

Dropped Rate 3,0% Pass 2,7%Call Setup Duration (secs) 8 Pass 2,1

Tabla 15: Parámetros radio UMTS

Metric Target Pass/Fail ValueGood EcIo - Good RSCP 90% Pass 96,3%95% Percentile of EcIo -15 Pass -9,5

95% Percentile of RSCP -95 Pass -93Single Server percentage 80% Fail 62,0%Pilot Pollution (Location) 5% Pass 1,3%


Tanto los KPI como los datos radio son satisfactorios, ya que nos encontramos

únicamente con un 2,7% de caídas y sin fallos de establecimiento. Un 96,3% del tiempo con

condiciones simultáneas óptimas de cobertura y calidad, y lo único que no parece ser

satisfactorio es el porcentaje de servidora única.

Vemos a continuación algunas gráficas de PDF y CDF de los parámetros radio RSCP

y Ec/Io.



Figura 20: Diagrama datos radio UMTS

RSCP

EcIo

3.1%3.1% 96.3%96.3%

0.4%0.4% 0.2%0.2%

-95-95

-15-15

Poor EcIo Good RSCP

Good EcIo Poor RSCP

Poor EcIo Poor RSCP

Good EcIo Good RSCP

dB

dBm




Figura 22: PDF y CDF de Ec/Io

Figura 21: PDF y CDF de RSCP




Figura 23: Servidoras activas simultáneamente.PDF y CDF

Figura 24: Análisis del pilot pollution


Una vez vistos los KPI básicos y los datos radio, pasamos a estudiar los eventos más

significativos, las llamadas caídas y los fallos de establecimiento.

3.3.3 Análisis de los resultados UMTS

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, los mapas de la zona objeto de las

medidas y la posición exacta de donde se producen los eventos de interés junto con la

posición de los nodos B se hace un análisis de las posibles causas de los comportamientos no

deseados como son las caídas de llamadas y los fallos de establecimiento de éstas.


• Caso1

El escenario puede verse en la figura 25. Las medidas se realizan en una zona de una

carretera cubierta por dos estaciones bases, Nodo A y Nodo B.

Diagnóstico:

Al realizar el drive test, se detecta una llamada caída por overshooting de la celda 1

del Nodo A.

Propuesta:

Aumentar el Downtilt de la celda 1 del Nodo A.

Explicación:

La llamada se conecta a la celda 1 del Nodo A situada a 5.3 Km, estando el Nodo B

muy próximo a la zona de medición. La cobertura de dicha celda se degrada y no se produce

la actualización del AS con las celdas del Nodo B, con lo cual la calidad del AS se degrada y

la llamada acaba cayendo. La celda a la que está conectado el móvil está demasiado alejada de

la zona de medición (como se observa en la figura 25) y no debería dar cobertura a esta

distancia, con lo cual se propone hacer un downtilt de la celda 1 del Nodo A de cara a evitar

este problema.




3.3.4 Informe de resultados GSM

En este caso es el MS2 el móvil que funciona en GSM y tras tomar las medidas

oportunas por los sitios a medir obtenemos los siguientes resultados tanto de KPI básicos

como datos radio.



Figura 25: Overshooting caso 1

Tabla 16: KPI básicos GSM

Metric Target Pass/Fail ValueOverall Call Success Rate (End to End) 98% Fail 96,3%

Dropped Rate 2,5% Fail 2,8%Handover Success Rate 98,5% Fail 97,3%

Location Update Success Rate 97,5% Pass 100,0%


Observamos cómo no se cumplen algunas cotas de KPI. En el análisis de resultados

veremos por qué se han producido esas caídas y los fallos de establecimiento de llamada.

Ahora pasamos a ver los resultados obtenidos para los parámetros radio.



Figura 26: Tasa Establecimiento de llamada

Tabla 17: Estadísticas radio GSM


En general los parámetros radio cumplen las cotas de cobertura y calidad, sólo el

percentil de RxQual nos dice que no supera la tasa de calidad esperada en el 95% del tiempo

de medida, aunque sólo por un punto.



Figura 28: Análisis del RxQual

Figura 27: Diagrama parámetros radio GSM




Figura 29: Análisis del RxLev

Figura 30: Porcentaje de muestras donde las vecinas están a menos de 5dB de la celdaservidora




Figura 31: Análisis de diseño

Tabla 18: Estadísticas del diseño


La figura 31 junto con la tabla 18, que muestra lo mismo, nos da una idea de la calidad

del diseño de la red. En este análisis intervienen parámetros como el nivel de potencia

recibida, el Rx Qual, y la dominancia de una servidora frente al resto. Define el buen diseño

de la red aquel en el que son buenos el nivel de potencia recibida, la calidad, y la dominancia

de una servidora frente al resto. En este caso se obtiene que la red está bien diseñada en un

71%.

3.3.5 Análisis de los resultados GSM


El 2,8% de caídas suponen tres llamadas caídas en el transcurso de estas medidas.

Vamos a estudiar cada una de ellas.

• Caso1

La zona de estudio puede verse en la figura 33. Se trata de una carretera urbana

rodeada de varias estaciones bases, que aparentemente deberían dar un buen servicio a la

zona.

Diagnóstico:

Realizando el drive test se detecta que la llamada se termina cayendo por un problema

de cobertura del móvil.

Explicación:

La llamada se cae, estando el móvil conectado a la celda 3 de la BTS A, con

RxLevSub = -110 dBm y RxQualSub = 7. La llamada está transcurriendo en buenas



Tabla 19: Leyenda


condiciones radio, pero se comienza a degradar posiblemente por la entrada en un túnel. Se

puede observar en las medidas de escáner que la baja cobertura se detecta también en dichas

mediciones.

Propuesta:

Se propone integrar un nuevo sitio o un repetidor que dé cobertura dentro del túnel.



Figura 32: Escáner GSM en el momento de la caída


• Caso 2

El escenario de estudio se muestra en la figura 34. La llamada se cae en una calle entre

dos estaciones bases BTS A y BTS B.

Diagnóstico:

El drive test muestra que la llamada se termina cayendo por un problema de cobertura

del móvil sin que el terminal encuentre una vecina a la que hacer handover.

Propuesta:

Revisar la definición de vecinas en funcionamiento actualmente.

Explicación:

La llamada se cae, estando el móvil conectado a la celda 1 del la BTS A, con

RxLevSub = -110 dBm y RxQualSub = 7. La llamada está transcurriendo en buenas

condiciones radio, pero se comienza a degradar sin que haya ninguna celda con muy buen



Figura 33: Caída por túnel


nivel a la que poder realizar el HO. Aun así las celdas B2 y C2 de las BTS B y C se reciben

con mejor nivel de señal que la celda que está sirviendo, sin embargo no se recibe la petición

de HO por parte de la red. Es posible que no estén definidas como vecinas de la celda A1.



Figura 34: Llamada caída


• Caso 3

La zona a cubrir se muestra en la figura 36. Se trata de una parte de una carretera de

circunvalación en la que intervienen tres estaciones bases, BTS A, BTS B y BTS C. Aunque

la que debería cubrir nuestra zona de estudio es únicamente la BTS C.

Diagnóstico:

Se realiza un drive test de la zona y se detecta un HO a una celda muy alejada de la

zona de medición (overshooting) y posteriormente al HO la cobertura es mala y la llamada

cae.

Propuesta:

Aumentar el downtilt de la celda en cuestión.

Explicación:

La llamada esta conectada a la celda 1 de la BTS C con buena cobertura cuando se

produce la petición de HO por parte de la red a la celda 3 de la BTS A que se encuentra

situada a 3.8 Km de distancia. Una vez que se completa este HO la calidad de la llamada es

RxQual=7 y el movil no mide ninguna otra celda. La cobertura se degrada y finalmente la

llamada acaba cayendo. Habría que realizar un downtilt de la celda 3 de la BTS A de forma

que no llegase con tan buen nivel a la zona en la que se produce el HO.



Figura 35: Niveles de RxLev de lossectores implicados




Figura 37: RxLev y RxQual

Figura 36: Caída por overshooting


3.3.5.2 Análisis de fallos de establecimiento

En estas medidas sólo se da un caso de fallo en el establecimiento de la llamada, y lo

que ocurre es que la llamada no se establece porque no hay respuesta de la red al Channel

Request enviado por el teléfono. Se tienen buenas condiciones radio RxLev=-85dBm en la

BTS en cuestión pero no se recibe el Inmediate Assignment por parte de la red.

La propuesta que se le hace a la operadora es que revise estadísticas de red de la BTS

del dia 30 de diciembre en la hora de medidas, por si hubo algún problema de congestión.



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Analisis de Drive Test