Mobile Messungen in GSM-Netzen mit bisher unerreichter ... · MNC, LAC etc. auch die ungefähre...
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4 Radio Network Analyzer R&S®TSMU Mobile Messungen in GSM-Netzen mit bisher unerreichter Qualität Der Radio Network Analyzer R&S®TSMU hat als PN-Scanner für WCDMA-Netze Standards gesetzt (BILD 1). Mit der neuen Option R&S®TSMU-K13 kann er nun auch die Empfangsbedingungen in GSM- Netzen in bisher unerreichter Qualität analysieren. Dabei identifiziert er die Basisstationen im Netz und misst deren Signalausbreitung. Und das alles während der Fahrt und ultraschnell… Optimierung von GSM-Netzen anspruchsvoller denn je Seit jeher ist die Interferenzanalyse in GSM-Mobilfunknetzen ein wichtiger Bestandteil der Netzwerkoptimierung. Der Aufwand für verwertbare Ergeb- nisse ist bis heute vergleichsweise hoch [1, 2], so dass viele Netzbetreiber oft nur besonders kritische Regionen genauer unter die Lupe nehmen. Mit der Einführung der neuen Mobil- funkstandards (E)GPRS und WCDMA steigen die Anforderungen an die Qua- lität von GSM-Netzen deutlich. Diese Technologien erfordern flächendeckend einen wesentlich höheren Signal-Stör- abstand als bisher, bedingt durch die neue Modulationsart bei (E)GPRS sowie durch kritische 3G/2G-Handover-Sze- narios an den Versorgungsrändern von WCDMA-Netzen. Verursacher von GSM-Interferenzen sind andere Basisstationen, die auf gleichen oder benachbarten Kanälen senden (Gleichkanal- bzw. Nachbarkanalstörun- gen). Dieser sog. „Frequency Re-Use“ ist für GSM-Netze systemimmanent und wird seitens der Betreiber laufend opti- miert. Die Daten für die Planungs- und Simulationswerkzeuge für diese Aufga- ben müssen jedoch immer wieder mit den realen Verhältnissen abgeglichen werden. Dazu bedarf es eines Messge- räts, das flächendeckend die notwendi- gen Informationen über ein GSM-Netz liefert. 44 064/11 BILD 1 Der Radio Network Analyzer R&S®TSMU hat sich bei Messungen in WCDMA-Netzen einen guten Namen gemacht. Mit einer neuen Option analysiert er nun auch GSM-Netze. Neues von Rohde & Schwarz Heft 186 (2005 / II) MOBILFUNK Versorgungs-Messsysteme
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Radio Network Analyzer R&S®TSMU
Mobile Messungen in GSM-Netzen mit bisher unerreichter Qualität
Der Radio Network Analyzer
R&S®TSMU hat als PN-Scanner für
WCDMA-Netze Standards gesetzt
(BILD 1). Mit der neuen Option
R&S®TSMU-K13 kann er nun auch
die Empfangsbedingungen in GSM-
Netzen in bisher unerreichter Qualität
analysieren. Dabei identifiziert er die
Basisstationen im Netz und misst
deren Signalausbreitung. Und das alles
während der Fahrt und ultraschnell…
Optimierung von GSM-Netzen anspruchsvoller denn je
Seit jeher ist die Interferenzanalyse in GSM-Mobilfunknetzen ein wichtiger Bestandteil der Netzwerkoptimierung. Der Aufwand für verwertbare Ergeb-nisse ist bis heute vergleichsweise hoch [1, 2], so dass viele Netzbetreiber oft nur besonders kritische Regionen genauer unter die Lupe nehmen.
Mit der Einführung der neuen Mobil-funkstandards (E)GPRS und WCDMA steigen die Anforderungen an die Qua-lität von GSM-Netzen deutlich. Diese Technologien erfordern flächendeckend einen wesentlich höheren Signal-Stör-abstand als bisher, bedingt durch die neue Modulationsart bei (E)GPRS sowie durch kritische 3G/2G-Handover-Sze-
narios an den Versorgungsrändern von WCDMA-Netzen.
Verursacher von GSM-Interferenzen sind andere Basisstationen, die auf gleichen oder benachbarten Kanälen senden (Gleichkanal- bzw. Nachbarkanalstörun-gen). Dieser sog. „Frequency Re-Use“ ist für GSM-Netze systemimmanent und wird seitens der Betreiber laufend opti-miert. Die Daten für die Planungs- und Simulationswerkzeuge für diese Aufga-ben müssen jedoch immer wieder mit den realen Verhältnissen abgeglichen werden. Dazu bedarf es eines Messge-räts, das flächendeckend die notwendi-gen Informationen über ein GSM-Netz liefert.
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BILD 1 Der Radio Network Analyzer R&S®TSMU hat
sich bei Messungen in WCDMA-Netzen einen guten Namen gemacht. Mit einer neuen Option
analysiert er nun auch GSM-Netze.
Neues von Rohde&Schwarz Heft 186 (2005/ II)
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Neue Lösung auf bewährter Plattform …
Rohde&Schwarz hat für den Radio Network Analyzer R&S®TSMU [3, 4], der bereits Standards bei Messun-gen in WCDMA-Netzen gesetzt hat, eine Applikation entwickelt, die alle bekannten Lösungen für GSM-Netz-werk-Scanner in den Schatten stellt: Die Option GSM Network Scanner R&S®TSMU-K13 (BILD 2). Sie erweitert die Funktionalität des R&S®TSMU, so dass nun erstmals mit einem Gerät die Daten von WCDMA-, CDMA2000®- und GSM-Mobilfunknetzen in allen Bändern im Rahmen von Messfahrten ermittelt werden können. Die Zusammenschal-tung mehrerer R&S®TSMU erlaubt sogar das parallele Messen in verschiedenen Mobilfunk-Standards.
… und so wird gemessen
Problemzonen finden sich dort, wo meh-rere Broadcast Control Channel (BCCH) oder Traffic Channel (TCH) auf einem HF-Kanal oder auf benachbarten Kanä-len zusammentreffen. Es gilt herauszu-finden, wo diese Orte sind und welche Basisstationen zu einer Störung beitra-gen oder nach optimierter Kanalkonfigu-ration beitragen würden.
Dazu erfasst der GSM-Netzwerk-Scanner BCCH-Signale und deren Leistung auf allen ausgewählten GSM-Kanälen mit unerreicht hoher Scan-Rate. Und weil auf jedem Kanal mehrere BCCH-Signale empfangen werden können, demoduliert er die darin enthaltenen Stationsken-nungen und ordnet sie den jeweiligen Basisstationen zu. Die Störung durch TCH-Kanäle ist von der Netzlast abhän-gig und lässt sich deshalb indirekt aus den Ergebnissen der BCCH-Leistungs-
Beste Performance
◆ Klein, handlich, robust, geringer Stromver-brauch; einsetzbar auch im Innenraumbe-reich mit Rucksack-Lösung R&S®TSMU-Z3
◆ Keine wesentlichen Vorbereitungen für die Messung notwendig – Plug&Play
◆ Quasi-Parallele Messungen in allen GSM-Netzen, ohne Eingriff ins Netz (wie das bei Test-Mobiles und Test-Sendern der Fall ist), auch über Ländergrenzen hinweg
◆ Hohe Fahrtgeschwindigkeit möglich; geeig-net auch für unbemannten Einsatz (autonome Systeme)
◆ Automatische Erfassung der GSM-System-Informationen Typ 1 und 3
◆ Eindeutige Identifizierung der Basisstationen über die Cell Identity (CI) und die Location Area Information (LAI)
◆ Leistungsmessung – hohe Pegelgenauigkeit durch Kalibration
◆ Best-Server-Analyse für den BCCH
Umfassende Messergebnisse
◆ ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Number)
◆ Kanalleistung: BCCH Leistung, S/N, maximale TCH-Leistung (in dBm)
◆ NCC (Network Color Code)◆ BCC (Base Station Color Code)◆ CI (Cell Identity)◆ LAC (Location Area Code)◆ MNC (Mobile Network Code)◆ MCC (Mobile Country Code)◆ Messzeit (40 ns Auflösung)◆ GSM Frame Number (absolut und relativ)◆ TDMA-Rahmenverschiebung◆ Datum und Uhrzeit, GPS-Information ◆ Weitere Basisstationsinformationen (durch
Zuweisung aus der zugrundeliegenden Basis-stationsdatenbank)
BILD 2 Klein und robust: Der Radio Network Anaylzer R&S®TSMU kann mit der Option GSM Network Scanner R&S®TSMU-K13 die Daten von WCDMA-, CDMA2000®- und GSM-Mobilfunknetzen in allen Bändern ermitteln.
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messung bestimmen. Der zeitlich verän-derliche Charakter einer TCH-Störung wird aus Angaben zu TCH-Senderaten und zur Power-Control-Statistik im Opti-mierungsprozess berücksichtigt.
Der R&S®TSMU misst die Code-Leistung der erweiterten Trainingssequenz des Synchronisation Channel (SCH) für hohe Signal/Stör-Abstände (S/N >–5 dB), bzw. die Code-Leistung des gesamten SCH für niedrigere S/N-Abstände. Im Falle von Gaußschem Rauschen funktioniert die Messung ab einem S/N von –13 dB, für GSM-interne Störsignale ab einem C/I von –20 dB. Dabei erfasst das Gerät alle 125 ms jeweils bis zu zehn benach-barte GSM-Kanäle (2 MHz), so dass die gesamte Messrate bis zu 80 Kanäle pro Sekunde beträgt (BILD 3).
Die gewonnenen Informationen erlau-ben weitergehende Analysen. Die Mess-Software R&S®ROMES [5] leitet aus den Messdaten eine sogenannte Best-Server-Auswertung für die GSM-Netze ab und bereitet sie in der bereits beim WCDMA-Standard bewährten Top-N-Darstellung in der Bedienoberfläche und in Land-karten auf (BILD 4). Netzbetreiber erhal-ten dadurch flächendeckend und mit hoher Auflösung Informationen über die jeweils stärksten Serving Cells in ihren Regionen.
Die Software erzeugt aus den Daten zusätzlich eine Basisstationsliste. Diese beinhaltet außer Cell Identity, MCC, MNC, LAC etc. auch die ungefähre Posi-tion des Senders, die per Ortungsfunk-tion nach Ende der Messung bestimmt wird. Damit lassen sich bestehende, möglicherweise veraltete Basisstations-listen im System abgleichen oder auch komplett neue Listen erzeugen. Dies ist besonders wichtig in Grenzregionen, wo Sender aus dem Nachbarland Störun-gen im Netz eines Betreibers verursa-chen können.
Messfahrten mit R&S®ROMES …
Die flexible und leistungsstarke Mess-Software R&S®ROMES beherbergt die Applikation für den GSM-Netzwerk-Scanner. Sie schafft den Rahmen für Messablauf, Datenerfassung, Speiche-rung sowie für die Analyse und Visu-alisierung der Messfahrten. Die Soft-ware unterstützt alle wichtigen Mobil-funkstandards. Ihre hohe Modularität erlaubt das gleichzeitige Steuern einer Vielzahl von Geräten, auch und insbe-sondere aus unterschiedlichen Tech-nologien, z.B. Empfänger/Scanner, Test-Mobiles und Navigationsgeräte. Außer der reinen Messdatenerfassung bietet R&S®ROMES zahlreiche Analyse-funktionen, z.B. QoS-Messungen (Qua-lity of Service) oder die kombinierte Ana-lyse von 2G/3G-Netzen.
… Nachbearbeitung mit MEDAS …
MEDAS, die leistungsfähige, geografi-sche Data-Warehouse-Lösung der Firma Cosiro, garantiert eine konsistente zen-trale Nachverarbeitung großer Mengen verteilter Messdaten aus 2-, 2.5- und 3G-Netzen. MEDAS ist ein Werkzeug für Netzplanung und Bewertung der Markt-einführung, Messungen der Netzper-formanz, Auswertung und Optimierung der Funkverbindung, Analyse der Quali-tät eines Dienstes und Abschätzung der Qualität landesweiter Netze.
MEDAS bearbeitet auch die problemati-sche Interferenzanalyse für GSM-Netze schnell und stellt sie übersichtlich für ganze Länder bearbeitet dar. Feldversu-che haben gezeigt, dass sich durch den Einsatz des GSM-Netzwerk-Scanners zusammen mit MEDAS z.B. die Anzahl der Verbindungsabbrüche in GSM-Netzen deutlich verringern lässt.
Weitere Informationen und Datenblatt zum R&S®TSMU unter
www.rohde-schwarz.com (Suchbegriff:TSMU)
LITERATUR[1] Mobile Interferenzmessungen in GSM-Netzen. Neues
von Rohde&Schwarz (1998), Nr. 160, S. 24–25.[2] GSM Interference Analyzer ROGER (TS9958): GSM-Inter-
ferenzen mit flächendeckenden Messfahrten automa-tisch erfassen. Neues von Rohde&Schwarz (2000), Nr. 168, S. 4–6.
[3] PN-Scanner R&S®TS5K51C: Der „Turbo“ für die Opti-mierung von UMTS-Netzen. Neues von Rohde&Schwarz (2002), Nr. 176, S. 4–9.
[4] Radio Network Analyzer R&S®TSMU: Leistungs-Riese im Zwergenformat setzt neue Standards. Neues von Rohde&Schwarz (2003) Nr. 180, S. 4–7.
[5] R&S®ROMES3: Daten aus Versorgungsmessungen erfassen, analysieren und visualisieren. Neues von Rohde&Schwarz (2000), Nr. 166, S. 29–32.
Die Option R&S®TSMU-K13 liefert die Messdaten in einem offenen Format, so dass auch andere Tools für die Nachbe-arbeitung oder für die Frequenzplanung zur Verarbeitung der Messungen heran-gezogen werden können.
… und weiter mit Rohde&Schwarz
Die Zukunft der Messdatenerfassung für die Optimierung von GSM-Netzen liegt in schnellen, effizienten und kostengüns-tigen Lösungen wie der neuen Option GSM Network Scanner R&S®TSMU-K13 von Rohde&Schwarz. Unerreicht ist der Radio Network Analyzer R&S®TSMU als Grundgerät für diese und viele andere Software-Applikationen im Mobilfunk-bereich. Damit können sich Anwen-der dem beruhigenden Gefühl hingeben, zukunftssicher mit dem weltweit besten Messmittel im Bereich der Netzwerkopti-mierung zu arbeiten.
Bereits ausgelieferte R&S®TSMU können bei den Service-Vertretungen von Rohde&Schwarz mit der neuen Option ausgerüstet werden.
Wolf Dietrich Seidl
Neues von Rohde&Schwarz Heft 186 (2005/ II)
MOBILFUNK Versorgungs-Messsysteme
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Die besonderen Vorteile
◆ Integriert in R&S®ROMES: universelle Soft-ware-Plattform, einfache Bedienung, Online-Darstellung, Kartendarstellung
◆ Offenes Format zur Weiterverarbeitung der Messdaten
◆ Ein einziges Gerät für WCDMA, CDMA2000®, GSM und analoge Leistungsmessungen
◆ Neue Features durch einfachen Software-Update
◆ Liefert alle notwendigen Daten für Tools zur Frequenzplanung
◆ Optimierung der 3G/2G-Handover-Szenarios◆ Online-Nachbarschaftsanalyse mit GSM- und
WCDMA-Test-Mobiles und WCDMA-Netz-werk-Scanner
◆ Patentgeschütztes Verfahren von Rohde&Schwarz
Kurzdaten R&S®TSMU-K13Unterstützte Standards GSM 450 / 750 / 850 / 900 / 1800 / 1900 und GSM-R/ECodeleistungsmessung der erweiterten Trainingssequenz des SCH S/N >–5 dB des gesamten SCH S/N >–13 dB mit GSM-Störer C/I >–20 dBPegelmessunsicherheit (mit GSM-Störer C/I >–20 dB) ±1 dB (S/N >2 dB) ±3 dB (S/N >–13 dBMax. Messrate 80 Kanäle/sDynamikbereich –112 dBm bis –20 dBmNachbarkanalunterdrückung 70 dB (Sinusträger)Erfolgswahrscheinlichkeit für BCH-Decodierung 50% (S/N >–0,5 dB) 80% (S/N >0,5 dB) 95% (S/N >2,5 dB) 98% (S/N >3,5 dB)
Scan No.
T 1970 [s] Latitude Longitude ARFCN Pow [dBm]
NCC BCC CI LAC MNC MCC ST3-Source
509 1099597054 49.810.966 14.347.830 6 –81.5 3 5 57963 33542 4 262 BTS-List
509 1099597054 49.810.947 14.347.733 12 –72.0 3 0 22657 33543 4 262 BTS-List
509 1099597054 49.810.947 14.347.733 36 –73.3 3 1 23914 33542 4 262 BTS-List
509 1099597054 49.810.966 14.347.830 48 –79.6 3 4 48307 33543 4 262 BTS-List
509 1099597054 49.811.190 14.348.923 96 –74.7 3 2 23916 33542 4 262 BTS-List
509 1099597054 49.811.396 14.349.938 96 –92.3 4 2 13347 5010 7 232 T-Scan
509 1099597054 49.810.966 14.347.830 98 –74.3 3 1 9439 33542 4 262 BTS-List
509 1099597054 49.811.190 14.348.923 98 –73.1 3 5 49349 33543 4 262 BTS-List
BILD 3 Ausschnitt aus der Liste mit Messergebnissen, die der GSM Network Scanner liefert.
BILD 4 GSM-Messung
mit GSM Network Scanner und Test
Mobile an einer Lan-desgrenze.
Weitere Informationen und Datenblatt zum R&S®TSMU unter
www.rohde-schwarz.com (Suchbegriff:TSMU)
LITERATUR[1] Mobile Interferenzmessungen in GSM-Netzen. Neues
von Rohde&Schwarz (1998), Nr. 160, S. 24–25.[2] GSM Interference Analyzer ROGER (TS9958): GSM-Inter-
ferenzen mit flächendeckenden Messfahrten automa-tisch erfassen. Neues von Rohde&Schwarz (2000), Nr. 168, S. 4–6.
[3] PN-Scanner R&S®TS5K51C: Der „Turbo“ für die Opti-mierung von UMTS-Netzen. Neues von Rohde&Schwarz (2002), Nr. 176, S. 4–9.
[4] Radio Network Analyzer R&S®TSMU: Leistungs-Riese im Zwergenformat setzt neue Standards. Neues von Rohde&Schwarz (2003) Nr. 180, S. 4–7.
[5] R&S®ROMES3: Daten aus Versorgungsmessungen erfassen, analysieren und visualisieren. Neues von Rohde&Schwarz (2000), Nr. 166, S. 29–32.
Neues von Rohde&Schwarz Heft 186 (2005/ II)
