Análisis experimental de los parámetros de capa física en tecnología LTE utilizando módulo inalámbrico SIM7600G-H
DOI:
https://doi.org/10.22517/23447214.26021Resumen
El crecimiento de la demanda del servicio en redes LTE ha superado los requerimientos técnicos actuales de ahí que es necesario realizar análisis y estudios de campo que permitan determinar el uso y el rendimiento del espectro radioeléctrico. La medición y detección del uso del espectro en LTE es fundamental para los operadores móviles que desean optimizar la cobertura y el servicio. Esta investigación utiliza un sistema modular compacto de tecnologías LTE con GPS para el seguimiento y monitoreo en tiempo real de los indicadores de servicio (KPI), integrando los datos en una placa con un microcontrolador ESP32 y un módulo de comunicación SIM7600G-H. Los datos obtenidos en tiempo real de la ubicación, identificador de celdas y niveles de potencia de los KPI se almacenan en una memoria micro SD para su filtrado, depuración y procesamiento la portabilidad del instrumento de medición facilita las capturas gracias a la alimentación por batería, lo que le da autonomía para actividades de medición del espectro. Con esto se ofrece una solución dinámica, eficiente y de bajo costo para el diagnóstico de fallas en la red y planificación de redes móviles; con la metodología experimental de campo se puede inferir que el módulo SIM7600G-H opera en un rango entre -32dBm a-59dBm con una señal buena y el móvil entre -72dBm a -88dBm con señal marginal con tendencia de desconexión en el borde de la celda. Finalmente se observan las ventajas y usos que tienen los equipos portátiles y su posible uso en el redimensionamiento de las redes móviles como instrumento para medir el espectro.
Descargas
Citas
M. U. Muzaffar y R. Sharqi, «A review of spectrum sensing in modern cognitive radio networks», Telecommun. Syst., vol. 85, n.o 2, pp. 347-363, feb. 2024, doi: 10.1007/s11235-023-01079-1.
M. Arawan, M. A. Bakri, y A. H. Paronda, «Optimasi Coverage Seluler Menggunakan Remote Electric Tilting Antena Sektoral E-Node B», 2022.
SIMCom, «SIM7500_SIM7600 Series_ AT Command Manual LTE Module», n.o 289, 2021, [En línea]. Disponible en: www.simcom.com
A. Al-Thaedan et al., «Downlink throughput prediction using machine learning models on 4G-LTE networks», Int. J. Inf. Technol. Singap., vol. 15, n.o 6, pp. 2987-2993, 2023, doi: 10.1007/s41870-023-01358-9.
Z. Shakir, A. Y. Mjhool, A. Al-Thaedan, A. Al-Sabbagh, y R. Alsabah, «Key performance indicators analysis for 4 G-LTE cellular networks based on real measurements», Int. J. Inf. Technol. Singap., vol. 15, n.o 3, pp. 1347-1355, 2023, doi: 10.1007/s41870-023-01210-0.
3GPP 3GPP TS 36.311, «Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation», vol. 2, 2025.
P. P. G. 3GPP TS 34.121-1, «3GPP TS 34.121-1», 3rd Gener. Partnersh. Proj., vol. V16, 2019, [En línea]. Disponible en: https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/34_series/34.121-1/
S. Paramasivam y S. K. Nagarajan, «Cooperative spectrum sensing based hybrid machine learning technique for prediction of secondary user in cognitive radio networks», J. Intell. Fuzzy Syst., vol. 44, n.o 3, pp. 3959-3971, 2023, doi: 10.3233/JIFS-222983.
Y. Molina, A. Priete, R. Aguilar, y L. Miguel, «Cooperative Multiband Spectrum Sensing Using Radio Environment Maps and Neural Networks», MDPI, pp. 1-28, 2023.
A. A. El-Saleh, M. A. Al Jahdhami, A. Alhammadi, Z. A. Shamsan, I. Shayea, y W. H. Hassan, «Measurements and Analyses of 4G/5G Mobile Broadband Networks: An Overview and a Case Study», Wirel. Commun. Mob. Comput., vol. 2023, 2023, doi: 10.1155/2023/6205689.
L. Zhang, S. Hu, M. Trik, S. Liang, y D. Li, «M2M communication performance for a noisy channel based on latency-aware source-based LTE network measurements», Alex. Eng. J., vol. 99, pp. 47-63, jul. 2024, doi: 10.1016/j.aej.2024.04.063.
Q. Zhu, C. Wang, B. Hua, K. Mao, S. Jiang, y M. Yao, 3GPP TR 38.901 Channel Model, n.o January. 2021. doi: 10.1002/9781119471509.w5gref048.
Union International Telecommunication, Reglamento de Radiocomunicaciones, 2024.a ed., vol. 1. Suiza: UIT, 2024.
I. Šimovček, L. Rajkovič, L. Gdovin, y J. Beňo, «Configuring IP Connectivity Over a Cellular Network on a Raspberry Pi - Based IoT Node», Int. J. Inf. Technol. Appl., vol. 9, n.o 1, pp. 49-62, 2020.
E. ETSI, «Harmonised european standar EN 301 908-18 V17.1.1», vol. 1, pp. 1-93, 2025.
A. N. Abed, H. H. Waheed, B. A. Yousif, M. F. Ahmed, y T. A. Naji, «LTE Radio Resource Allocation according to ITU standard», 2023.
D. E. Salhi, M. Rawashdeh, K.-D. Haouam, A. Alnusair, y A. Karime, «Smart Data Transmission in IoT: AI Applications for Health and Air Quality Monitoring», Procedia Comput. Sci., vol. 272, pp. 294-302, 2025, doi: 10.1016/j.procs.2025.10.208.
Asim. Zulfiqar, HANDS-ON ESP32 WITH ARDUINO IDE unleash the power of IoT with ESP32 and build exciting projects with this practical guide. 2024.
M. Walker, «Python Data Cleaning Cookbook». Birminghan, Mumbai, 2021.
J. Herrera, «Metodología de medición del espectro con técnicas experimentales para obtener modelos de propagación», vol. 1, p. 165, 2021.
UIT-R, Parámetros técnicos y de funcionamiento de los dispositivos de radiocomunicaciones de corto alcance y utilización del espectro por los mismos (Informe UIT-R SM.2153-8)., vol. 8. Ginebra, Suiza, 2021. [En línea]. Disponible en: https://www.itu.int/pub/R-REP-SM.2153-8-2021
ITU-R Recommendation P.1144-10, «Guide to the application of the propagation methods of Radiocommunication Study Group 3», vol. 10, n.o Geneva, Switzerland, 2019, [En línea]. Disponible en: https://www.itu.int/rec/R-REC-P.1144/en
International Telecommunication Union (ITU): ITU-R Recommendation, Propagation data and prediction methods for the planning of short-range outdoor radiocommunication systems and radio local area networks in the frequency range 300 MHz to 100 GHz P Series Radiowave propagation, vol. P Series R. Geneva, Switzerland, 2019.
T. S. ETSI TS 136 133, «ETSI TS 136 133 - LTE», ETSI Evolved Univers. Terr. Radio Access, vol. V16, 2020, [En línea]. Disponible en: https://portal.etsi.org/TB/ETSIDeliverableStatus.aspx
N. Heydarishahreza y N. Ansari, «Mobile Node Localization in Wireless Networks: Path-Loss Model, Trilateration, and Error Mitigation in a 5G Sub-6 GHz Scenario», J. Netw. Netw. Appl., vol. 3, n.o 3, pp. 129-136, 2023, doi: https://doi.org/10.33969/j-nana.2023.030304.
N. Pilnenskiy y I. Smetannikov, «Feature selection algorithms as one of the python data analytical tools», Future Internet, vol. 12, n.o 3, 2020, doi: 10.3390/fi12030054.
D. Ojuh y J. Isabona, «Empirical and Statistical Determination of Optimal Distribution Model for Radio Frequency Mobile Networks Using Realistic Weekly Block Call Rates Indicator», Int. J. Math. Sci. Comput., vol. 7, n.o 3, pp. 12-23, 2021, doi: 10.5815/ijmsc.2021.03.02.
P. Taffé, C. Zuppinger, G. M. Burger, y S. G. Nusslé, «The Bland-Altman method should not be used when one of the two measurement methods has negligible measurement errors», PLOS ONE, vol. 17, n.o 12, p. e0278915, dic. 2022, doi: 10.1371/journal.pone.0278915.
G. K. Vishwakarma, C. Paul, y A. M. Elsawah, «An algorithm for outlier detection in a time series model using backpropagation neural network», J. King Saud Univ. - Sci., vol. 32, n.o 8, pp. 3328-3336, 2020, doi: 10.1016/j.jksus.2020.09.018.
K. M. Alari, S. B. Kim, y J. O. Wand, «A Tutorial of Bland Altman Analysis in A Bayesian Framework», Meas. Phys. Educ. Exerc. Sci., vol. 25, n.o 2, pp. 137-148, 2021, doi: 10.1080/1091367X.2020.1853130.
D. Dobrilovic, Z. Stojanov, J. Stojanov, y M. Malic, «Tools for modelling distance estimation based on RSSI», CEUR Workshop Proc., vol. 2638, pp. 43-52, 2020, doi: 10.47350/iccs-de.2020.04.
H. Tataria, K. Haneda, A. F. Molisch, M. Shafi, y F. Tufvesson, «Standardization of Propagation Models for Terrestrial Cellular Systems: A Historical Perspective», Int. J. Wirel. Inf. Netw., vol. 28, n.o 1, pp. 20-44, 2021, doi: 10.1007/s10776-020-00500-9.
I. M. M Mohamed, «Accurate Path-Loss Estimation for Wireless Cellular Networks», J. Kejuruter., vol. 33, n.o 2, pp. 317-328, 2021, doi: 10.17576/jkukm-2021-33(2)-16.
W. A. Ajibola y G. W. Ibrahim, «Journal of Engineering and Technology for Industrial Applications», J. Eng. Technol. Ind. Appl., vol. 10, pp. 69-74, 2022.
M. Bouzidi, M. Mohamed, Y. Dalveren, A. Moldsvor, F. A. Cheikh, y M. Derawi, «Propagation Measurements for IQRF Network in an Urban Environment», Sensors, vol. 22, n.o 18, pp. 1-21, 2022, doi: 10.3390/s22187012.
T. Li, S. Hua, L. Kang, y S. H. Chang, «Research on TD-LTE wireless communication network propagation model optimization based on visual simulation and GIS», Eurasip J. Wirel. Commun. Netw., vol. 2021, n.o 1, 2021, doi: 10.1186/s13638-021-02007-0.
Descargas
-
Vistas(Views): 20
- PDF Descargas(Downloads): 22
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Scientia et Technica
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los autores firmantes declaran que el artículo sometido a la revista Scientia et Technica es un trabajo original y que todo el material que lo compone se encuentra libre de restricciones de derechos de autor de terceros o cuenta con las autorizaciones correspondientes. En consecuencia, los autores asumen la responsabilidad por cualquier litigio o reclamación relacionada con derechos de propiedad intelectual, exonerando de toda responsabilidad a la Universidad Tecnológica de Pereira y a la revista Ciencia y Tecnología .
En caso de que el trabajo presentado sea aprobado para su publicación, los autores conservan los derechos de autor sobre el artículo y conceden a la revista Scientia et Technica el derecho de primera publicación, así como una licencia no exclusiva, ilimitada en el tiempo, para reproducir, editar, distribuir, exhibir y comunicar públicamente el artículo en cualquier medio o formato, incluyendo medios impresos, electrónicos, bases de datos, repositorios, Internet u otros sistemas de difusión científica. Los autores aceptan que el artículo sea publicado en acceso abierto y distribuido bajo la licencia Creative Commons Atribución–No Comercial–Compartir Igual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0).
La revista Scientia y respetará en todos los casos los derechos morales de los autores, conforme a lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 de la República de Colombia, reconociendo la paternidad de la obra, el derecho a la integridad y el derecho de divulgación, los cuales son inalienables e irrenunciables.