Desarrollo de un prototipo de una estación base celular 4G basado en SDR (radio definida por software) para zonas rurales

Abstract

Las zonas rurales del Perú aún enfrentan una notable ausencia de cobertura móvil, debido a que los operadores consideran poco rentable invertir en estas regiones por sus desafíos geográficos, requerimientos de infraestructura y limitaciones económicas de sus habitantes. Esta investigación propone el desarrollo de un prototipo de estación base 4G-LTE para localidades rurales con baja densidad poblacional, implementando tecnología SDR. El proyecto evalúa opciones de software Open Source y equipamiento SDR disponibles comercialmente, utilizando la plataforma srsRAN y el dispositivo LimeSDR como componente físico para simular la estación base. Para las comunicaciones de voz se plantean dos alternativas: VOIP mediante servidor Asterisk y la integración de VoLTE en contenedores Docker. Además, se incluye el diseño del sistema energético e infraestructura necesario. La evaluación del rendimiento se realizó mediante pruebas locales usando el servicio VoLTE, empleando herramientas para medir los parámetros de la red, permitiendo optimizaciones para su futura implementación en entornos rurales.Rural areas in Peru still suffer from a significant lack of mobile coverage as operators find it unprofitable to invest in these regions due to the geographical challenges, infrastructure requirements and economic limitations of the inhabitants. This research proposes the development of a 4G prototype base station for low population density rural areas using SDR technology. The project evaluates open source software options and commercially available SDR devices, using the srsRAN platform and the LimeSDR device as the physical component to simulate the base station. Two alternatives are proposed for voice communication: VOIP via Asterisk server and VoLTE integration in Docker containers. The design of the necessary power system and infrastructure is also included. The performance evaluation was carried out through local tests with the VOLTE service, using tools to measure network parameters, allowing optimizations for future implementation in rural environments.