Zellulares System im Test

Aufbau eines Wimax-Netzes

Aufbau eines Wimax-Netzes

Ein Mobile-Wimax-Netz besteht aus mehreren Grundbausteinen:

- ASN (Access Service Network): Das Zugangsnetz mit Gateway und Basisstationen steuert die Basisstationen und handhabt Daten und Mobilität.
- CSN (IP Connectivity Service Network): Das Verbindungsnetz besteht aus den „Home Agents“ (HA) und dem AAA-Server (Authentication, Authorization, Accounting). Es agiert als Switch und Schnittstelle zum öffentlichen Internet, zu den Home Agents anderer Verbindungsnetze und zu anderen Netzen. Das CSN dient als Heimnetz für den Teilnehmer. Es identifiziert den Teilnehmer, verwaltet Zugangsberechtigungen und sammelt Daten für die Abrechnung. Schlüsselelement für Mobilität in solchen Netzen ist „Mobiles IP“, wobei der Home- Agent im CSN lokalisiert ist, der Fremd-Agent im ASN-Gateway.

Das mobile Wimax-Netz ist für IP-Kommunikation optimiert. Das Wimax-Forum hat für die Verbindung verschiedener Komponenten spezielle Signale definiert, nämlich R3, R4, R6, R8 (siehe Kasten).

Der Kern des Systems ist das ASN, das die Mobilgeräte verwaltet und die Basisstationen steuert. Das ASN hat alle Vorgänge unter sich, die mit Verbindung, Verifikation und Mobilität der Mobilgeräte zu tun haben. Es steuert beispielsweise die Übergabe von einer Basisstation zu einer anderen. Dabei hat es für jeden Teilnehmer stets die Dienstqualität im Blick. Für die Interoperabilität der unterschiedlichsten Mobilgeräte und Basisstationen sowie die tatsächliche Umsetzung von Mobilität, ist die Überwachung des Signals R6 wesentlich. Dies ist vergleichbar damit, dass in 3GPPNetzen die Signale „Iub“ und „Iu“ überwacht werden müssen.

Aufgaben der Basisstationen

Übergaben von einer Basisstation zu einer anderen können von beiden Seiten ausgelöst werden. Das ist anders als bei Mobilfunknetzen, bei denen das Netz Vorgehen und Zeit der Übergabe bestimmt. Die Übergaben können sanft (im Moment der Übergabe bestehen Verbindungen zu mehreren Basisstationen) oder hart sein (Verbindung zu der einen Basisstation wird gekappt und das Mobilgerät dann schnell zur nächsten Basisstation weitergereicht).

Die Allokation der Netzressourcen wird „flexibel“ gehandhabt. Das Mobilgerät meldet die Empfangsqualität und bekommt aufgrund dieser Daten mehr oder weniger Ressourcen zugewiesen, etwa eine passende Modulation und Fehlerkorrektur. Wie bei Mobiltelefonen muss die physikalische Schicht (PHY) in den Up- und Downlink-Kanälen mit einem Vektor-Signalanalysator getestet werden.

Optimierung des Netzes

Mit einem gut ausgelegten und gut eingestellten Netz kann bei der Infrastruktur etwa 30 Prozent gespart werden. Ein gut ausgelegtes Netz bietet den Teilnehmern eine maximale Abdeckung, und das bei hoher Dienstqualität (QoS), unabhängig davon, welche Dienste die Teilnehmer nutzen.

Vorgehensweise und eingesetzte Messmittel sind die gleichen wie bei Mobilfunknetzen, und zwar sowohl die mobilen Werkzeuge in Fahrzeugen zur Diagnose und Überwachung als auch die ortsfesten Messstationen an den Verbindungen R6 und R8. Zur Optimierung werden Daten über die Qualität des Funkfeldes genutzt, die die Teilnehmergeräte während des normalen Betriebs an das Netz zurückmelden.

Die mobilen Messgeräte sind mit einem speziellen Mobilgerät verbunden, das der Optimierungssoftware die Parameter wie etwa den Typ der empfangenen Basisstation, Funkfeld-Messungen, Sende- und Empfangsfeldstärke, Mehrwegempfang, Messungen von Nachbarzellen und Systemmeldungen in der MAC-Schicht meldet. Alle Daten werden aufgezeichnet und graphisch auf einer Karte dargestellt. Ein GPS-Empfänger liefert die Daten zur korrekten örtlichen Zuordnung.

Nach den Erkenntnissen bei der Auswertung dieser Daten werden Sendeleistungen, Nachbarlisten, Unterkanalzuordnungen angepasst oder Basisstationen an einen neuen Standort umgesetzt. Aufgrund der vielen beteiligten Variablen ist eine Netzoptimierung während der gesamten Lebenszeit eines Netzes erforderlich.

Fazit

Das mobile Wimax-Netz ist ein zellulares Netz zur schnellen Datenübertragung für den Internetzugang, schnellen Download von Dateien oder für die Internettelefonie. Je nach Marktlage in den einzelnen Staaten konkurriert es mit dem Mobilfunk-Netz oder ergänzt es. Es verschafft zum Beispiel solchen Anbietern, die keine Frequenzen für UMTS ersteigert haben, einen Marktzugang und unterstützt Entwicklungsländer beim Aufbau eines Datennetzes zu geringen Kosten.

Ohne Frage werden sich die Anbieter von Testausrüstung stärker mit Wimax beschäftigen, wenn die Technik von der Entwicklung der physikalischen Schicht (PHY) über die Schicht der Medienzugangssteuerung weiter reift. Sie werden hoch entwickelte Signalgeneratoren, Vektor- und Protokollanalysatoren sowie Basisstationsemulatoren für die Entwickler von Mobilgeräten und Basisstationen sowie für Netzbetreiber und die Anbieter von Kommunikationsdiensten bereitstellen.

Autor

Shlomi Cohen ist Cellular Field Manager bei Agilent Israel.

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