Peter Schmidt

Mit 4G wurde gegenüber früheren Mobilfunktechnologien das Air-Interface komplett neu gestaltet. Mit 5G wird dieses nun auf mögliche Zukunftstechnologien erweitert. Wir stellen die Neuerungen und die Möglichkeiten auf dem 5G-Air-Interface und im Core-Netz gegenüber 4G vor.

Die folgenden Themen werden behandelt: Die 5G-Luftschnittstelle: - Subcarrier, Subcarrierspacing, Symbolzeit - OFDMA bei 4G - Guard Period - Resource Block und Referenzsignal - Resource Grid und die Aufgaben der physikalischen Kanäle - Grenzen von 4G und Möglichkeiten mit 5G - Kanalbandbreiten und Frequenzbereiche 5G - Subcarrier-Spacing und Änderungen im Resource Block (MBMS, NBIoT, Data, Low Latency, etc.) - Beispiele von Resource Grids - 5G auf 3,5 GHz und 700 MHz - Berechnung der maximalen Datenrate - TDD und dessen Vorteile und Einschränkungen (Sync, Laufzeit) - Massive MIMO, Multi-User MIMO - statische Beams und Traffic Beams - Mixed Mode - Dynamic Spectrum Sharing - Messung von Antennen bei 5G Netzarchitektur: - Aktueller Stand von 5G (NSA, Anker bei 4G, TDD, CA mit 4G) - 5G NSA und SA - Core-Netzelemete, Schnittstellen und deren Aufgaben - Radionetzwerk, eNB, gNB, Schnittstellen ((e)CPRI, S, X, ...) - Backhaul, 10 Gbit/s Fiber und Richtfunk - Vorstellung 3GPP Specs

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Der Vortrag beleuchtet die Einflüsse auf den geheimnisvollen Teil des Mobilfunks – Störquellen im Uplink und deren Auswirkungen auf die Mobilfunk-Kommunikation sowie Praktiken zum Aufspüren von HF-Störquellen. Die Feldstärke-Balkenanzeige eines Smartphones (die Downlink-Empfangsfeldstärke) ist nur die Hälfte der Wahrheit zur Bewertung einer Mobilfunkversorgung. Die andere Hälfte ist der weithin unsichtbare aber gegen Störeinflüsse hochempfindliche Uplink, die Richtung vom Endgerät zu den Basisstationen. In diesem Vortrag werden Uplink-Störquellen, deren Auswirkungen sowie Mess- und Analysemöglichkeiten erläutert.

Der Uplink von Mobilfunknetzen ist für die mobile Kommunikation unerlässlich, aber niemand kann ihn wirklich sehen. Der Uplink kann durch Störsender, Repeater und viele andere HF-Quellen gestört werden. Wenn er gestört ist, ist die mobile Kommunikation eingeschränkt. Ich werde zeigen, welche Arten von Störquellen den Uplink stören können und welche Auswirkungen das auf die Nutzung des Mobilfunks hat und wie Interference Hunting durchgeführt werden kann. Zunächst erläutere ich die notwendige Pegelsymmetrie des Downlinks (von der Mobilfunk-Basisstation - eNodeB zum Endgerät) und dem Uplink (vom Endgerät zurück zur eNodeB). Da die Sendeleistungen von Endgerät und eNodeB sehr unterschiedlich sind, erkläre ich technische Hintergründe zum Erreichen der Symmetrie. Im Folgenden werde ich die Probleme und Möglichkeiten bei der Messung von Uplink-Signalen am eNodeB erläutern, in Empfänger kann man ja schlecht hineinschauen. Der Downlink ist im Vergleich dazu sehr einfach zu messen, man sieht die Balken auf dem Smartphone oder kann APPs dazu nutzen, die detaillierte Feldstärkeinfos etc. liefern. Der Uplink bleibt allerdings weitgehend unsichtbar. Wenn dieser allerdings am eNodeB gestört ist, sagen die Feldstärkebalken am Endgerät gar nichts aus. Dazu werde ich eine Möglichkeit der Beobachtung vorstellen, die einige Endgeräte on Board mitbringen bzw. mit APPs aus dem Chipset herausgelesen werden können. In welcher Form der Uplink gestört werden kann, die Auswirkungen für die Kommunikation und das Suchen von Uplink-Störquellen werden den Vortrag abschließen. Dabei werde ich auch auf das Problem der 'passiven Intermodulation' (PIM), eine (nicht) neue Störquelle in den Bassisstations-Antennenanlagen, deren Bewertung, Messung und Vermeidung eingehen.