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Mobilfunk-Messtechnik

Was 5G-Messungen zur Herausforderung macht

9. Oktober 2019, 16:30 Uhr | Autor: Arnd Sibila / Redaktion: Diana Künstler

Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Exkurs: Ergebnisse erster Messungen unter realen Bedingungen

Mehrere vorkommerzielle 5G-Netzwerktests, die in Zusammenarbeit mit einem europäischen Tier-1-Mobilfunkbetreiber durchgeführt wurden, untersuchten die Übertragungsqualität im 3,7-GHz-Frequenzband unter realen Bedingungen. Die Ergebnisse sind vielversprechend: Die von 5G genutzten Frequenzen liegen zwar über dem für den Mobilfunk üblichen Bereich, doch der Einsatz von Beamforming führt nachweislich zu erheblichen Verbesserungen im Hinblick auf die Netzabdeckung. Die Empfangsleistung eines Referenzsignals im 3,7-GHz-Frequenzbereich wurde in einer suburbanen Umgebung und bei 6,5 km Abstand zur Basisstation mit -125 dBm gemessen. Geht man realistischerweise davon aus, dass sich 5G-Endgeräte bei Werten bis zu -120 dBm mit der Basisstation verbinden können, dann lässt sich so auch im höheren Frequenzbereich eine gute Abdeckung erzielen.

Quality of Experience wichtiger Faktor
5G-basierte Dienste stellen unterschiedliche Anforderungen an Bandbreite, Datenvolumen und Reaktionszeit. Deswegen ist die Quality of Experience (QoE) vor allem, aber nicht nur, für Mobilfunkanbieter der wichtigste Faktor. Die QoE beschreibt die durch den Nutzer letztlich wahrgenommene Qualität der Verbindung und kann beim Test durch den Anschluss verschiedener Endgeräte (UE) wie Smartphones, USB-Dongles oder Testplatinen gemessen werden. Diese UE-basierten 5G-NR-Messungen umfassen NR-Serving-Cell-Informationen wie Frequenz-, Zell- und Beam-Identifikation, HF-Parameter, Signalisierungs- bis hin zu Anwendungsschichtinformationen.

Die Definition geeigneter (Schwellen-)Werte zur Beurteilung der QoE gestaltet sich dabei im 5G-Netz noch komplizierter als bei den Vorgängerstandards. Das liegt vor allem daran, dass das neue, flexiblere Netz von einer wesentlich höheren Zahl an Endgeräten genutzt wird und die QoE für miteinander kommunizierende Maschinen anders definiert werden muss als bei Menschen. Deswegen benötigen Betreiber neben der entsprechenden Hardware eine leistungsstarke Datenanalyse-Software, um die QoE realistisch beurteilen zu können. Diese Software muss große Datenmengen aus den Feldmessungen analysieren und die Netzwerk-Performance und den QoE-Status der Endgeräte realistisch abbilden und bewerten. Durch die Analyse und Verarbeitung komplexer Daten können so potenzielle Probleme erkannt werden, die unter Umständen zu Leistungseinbußen führen könnten. Idealerweise stellt die Software dem Nutzer dabei eine einheitliche Oberfläche und Plattform zur Verfügung, die sämtliche Testmaßnahmen wie Monitoring, Engineering, Benchmarking und Optimierung abdeckt. Getrennt voneinander agierende Testplattformen werden so überflüssig, und eine einheitliche Schnittstelle für jede Testphase beseitigt Kompatibilitätsprobleme. So entsteht ein klares und realistisches Bild der tatsächlichen Übertragungsqualität, das wiederum als Grundlage für fundierte und zielführende Entscheidungen dient.

Attraktiv für viele Branchen
5G wird als neuer drahtloser Datenübertragungsstandard nicht nur für Mobilfunkanbieter von großer Bedeutung sein. Das breit gefächerte Übertragungsspektrum und die hohe Datenrate machen das neue Netz für nahezu alle Branchen attraktiv; deswegen standen auch zuerst die möglichen Anwendungsszenarien im Mittelpunkt und erst danach die technologische Umsetzung. Technologien wie Beamforming versprechen eine gute Übertragungsqualität und eine hohe Netzabdeckung, doch die letztlich entscheidende Größe ist die Quality of Experience. Wie hoch diese unter realen Umständen tatsächlich ist, lässt sich nur in Feldversuchen ermitteln, bei denen neben der entsprechenden Hardware auch eine leistungsstarke Datenanalyse-Software zum Einsatz kommt. Erste Ergebnisse im Frequenzbereich von 3,7 GHz (siehe Infokasten) lieferten bereits vielversprechende Ergebnisse und lassen erahnen, dass 5G in Zukunft nicht nur in der Telekommunikationsbranche hohe Wellen schlagen wird.

Arnd Sibila ist Technology Marketing Manager für Mobile Network Testing bei Rohde & Schwarz