o decreciente) de los precios de los activos basada en el comportamiento histórico del sector, es im- portante tener presente que no resulta sino una variable prospectiva más a tener en cuenta, sometida también a variaciones.
En este sentido, los modelos tecnoecónomicos resultan especialmente útiles a la hora de comparar escenarios, ya que pueden no reflejar de manera precisa la realidad en términos absolutos, pero sí proporcionar resultados interesantes al relativizarlos.
En el presente capítulo se describen los modelos desarrollados para los casos que se presentan en los capítulos siguientes. La sección 3.1 detalla la metodología para los modelos de redes LTE para servicios móviles utilizados en los capítulos 4 y 5, mientras que la sección 3.2 hace lo análogo para servicios fijos y se utiliza en el capítulo 6. Los fundamentos de los modelos de costes se describen finalmente en la sección 3.3.
3.1
Modelo de dimensionamiento para servicio móvil
El modelo que a continuación se describe es el empleado en los casos de dimensionamiento de servicios móviles, y por tanto el que se usa en el capítulo 4 sobre la valoración del espectro de la banda de 700 MHz, y el capítulo 5, que presenta un análisis tecnoeconómico del despliegue de femtoceldas en entornos urbanos.
En primer lugar, la sección 3.1.1 presenta la metodología general utilizada para el dimensionamiento de la red de acceso radio en el caso de servicios móviles LTE. Se detallan las métricas a evaluar en el desempeño de la red y cómo los parámetros de entrada se trasladan a prestaciones ofrecidas por la red (sección 3.1.2) y prestaciones requeridas (sección 3.1.3) para determinar los radios de alcance. Para garantizar que los resultados obtenidos acotan debidamente el error cometido en las simulaciones del sistema, se ha aplicado el método de Monte Carlo de la forma en la que se describe en la sección 3.1.4.
3.1.1
Metodología
El cálculo del radio de alcance de la red celular se realiza en base a tres métricas: velocidad, capacidad y cobertura. Cada una de ellas proporciona un radio necesario de forma independiente de acuerdo a los datos de demanda de tráfico que se imponen. El radio que cumple los tres criterios resultará ser, obviamente, el menor de los tres.
Rad io=min(Rvel ocid ad,Rcapacid ad,Rco ber tur a) (3.1) Cada una de las métricas se definen a continuación.
86 Capítulo 3. Modelos para el análisis tecnoeconómico de redes LTE
• Velocidad. Se define la limitación por velocidad como aquella que impone la velocidad media a la que accede un usuario de la celda.
• Capacidad. Se define la limitación por capacidad como aquella que impone la cantidad de tráfico mensual demandada por los usuarios de acuerdo a las tarifas que se contratan.
• Cobertura. Se define la limitación por cobertura como aquella que impone la velocidad a la que accede el usuario en el borde, definiéndose el borde como el percentil 10 de la función de distribución de la SINR. Esta velocidad del usuario en el borde considera además, que éste tendría disponible el 85 % de los recursos de espectro de la celda, de acuerdo a lo que se propone en otros modelos, como el desarrollado en (Ofcom, 2012c).
Antes de proceder con el detalle del cálculo de cada métrica, resulta conveniente realizar algunas aclaraciones.
En primer lugar, las limitaciones por velocidad y capacidad deben abordarse de manera separada porque modelan distintas formas de demanda de tráfico. El uso habitual de la red hace que no estén en absoluto relacionadas. Por un lado, se desea dimensionar para que un usuario acceda de media con una determinada velocidad a la red (Mbps), y por otro, cada usuario sólo accede a la red un porcentaje de tiempo, que se puede considerar acorde al consumo mensual de la tarifa que ha contratado. En general, esta dualidad puede llevar a que la red dimensionada esté desocupada una parte del tiempo (sería el caso de que la velocidad de acceso elegida fuese más restrictiva que el volumen de tráfico) o que la red esté constantemente ocupada (en caso de que la velocidad de acceso sea menos restrictiva que el volumen de tráfico). Más abajo se detalla cómo calcular el caso más restrictivo.
El enfoque para el cálculo del radio consiste fundamentalmente en comparar para cada radio la eficiencia espectral (bps/Hz) que ofrece una celda con la que se demanda, tanto en valores medios como para el borde de la celda para reflejar las limitaciones de velocidad y capacidad en el primer caso y de cobertura en el segundo.
• Eficiencia espectral media. La figura 3.2 muestra por un lado la eficiencia espectral media de la celda en un escenario concreto (urbano, suburbano, etc.) en función de su radio, y por otro, la eficiencia espectral requerida para cada radio, de acuerdo a la una cierta demanda de tráfico (Mbps/km2). Nótese que la demanda de tráfico aumenta cuadráticamente con el radio, dado que se asume una densidad de usuarios constante. El radio r0 es el menor que cumple
que la celda puede cursar el tráfico demandado. Este enfoque ha sido utilizado en el análisis tecnoeconómico de proyectos europeos, como (Moral et al., 2011).
• Eficiencia espectral “en el borde”. En relación con la cobertura, el enfoque es similar, dado que se ha definido la cobertura como la capacidad del usuario en el borde de la celda. Así,
3.1. Modelo de dimensionamiento para servicio móvil 87 ISD (m) 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 bps/Hz 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Alta demanda Baja demanda
Eficiencia espectral media ofrecida Eficiencia espectral media requerida
Figura 3.2:Eficiencia espectral de la celda y demandada en función del radio.
la figura 3.3 permite determinar el radio que cumple la eficiencia espectral del “borde” míni- ma necesaria para satisfacer el requisito de cobertura. Nótese que se define el borde como el percentil 10 % de la función de distribución de la SINR.
ISD (m) 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 bps/Hz 0 0.2 0.4 0.6 0.8
1 Eficiencia espectral ofrecida en el borde
Eficiencia espectral requerida en el borde
Figura 3.3:Eficiencia espectral en el borde de la celda en función del radio
88 Capítulo 3. Modelos para el análisis tecnoeconómico de redes LTE
que genera cada usuario, pues las simulaciones se trasladan a eficiencia espectral media y en el borde, lo cual permite generar diferentes escenarios y/o actualizar datos sin necesidad de simular de nuevo, consiguiendo un modelo muy flexible y escalable. El cálculo de las curvas de eficiencia espectral ofrecida y demandada se describe a continuación en las secciones 3.1.2 y 3.1.3, respectivamente.
Dualidad capacidad - velocidad
La determinación del caso más restrictivo entre capacidad y velocidad puede establecerse, por ejem- plo, con una comparativa del número de usuarios al que da cabida una celda75en cada caso. El más restrictivo dependerá de los valores concretos de velocidad deseada y volumen de tráfico mensual por usuario.
En relación con la limitación por capacidad, el número de usuarios por celda de acuerdo al volumen de tráfico mensual puede calcularse como el cociente entre el tráfico que cursa la celda en una hora y el que demanda un usuario de acuerdo a su tarifa mensual en esa misma hora, como se muestra en la ecuación 3.2:
ncapacid ad(us/cel d a) = Vcel d a(bps)3600(s)∗γ 8(bi ts/b y t e) Dus(B y t es30 ) α