Kommunikationstechnik: Reproduzierbare Testergebnisse im Labor statt aufwendiger Feldtests
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Leistungsstarke Emulatoren: besser als die Realität
Eine weitere Schwierigkeit: »LTE soll bei Geschwindigkeiten von bis zu 350 km/h arbeiten«, so Dr. Fleischmann. »Zum Vergleich: GSM schafft 250 km/h. Wegen des Doppler-Effektes ergeben sich hieraus weitere Anforderungen an das Funkverfahren und den Netzaufbau. « Auch die Einführung von MIMO, also mehrfache Senderund Empfängerantennen, bei LTE bringt Probleme mit sich. »MIMO wird die Anforderungen an Performance-Tests erheblich wandeln «, ist Dr. Fleischmann überzeugt. »Neben neuen Kanalmodellen muss die Emulations-Hardware aktualisiert werden.
Standardmäßige LTE-Testszenarien wie 2x2-, 2x4- und 4x4-MIMO erfordern erhöhte Kanalemulationskapazitäten. So benötigt man zum Beispiel für ein 4x4-MIMO-Szenario 16 Schwundkanäle, weil jedes Sendesignal über einen Schwundkanal mit jeder Empfangsantenne verbunden werden muss. Ein idealer Kanalemulator für 4x4-MIMO verfügt also über acht Ein-/ Ausgänge und über 16 in der Basisband-Domäne implementierte Schwundkanäle.« Letztendlich muss der Funkkanalemulator in der Lage sein, die Auswirkungen von MIMO in verschiedensten Umgebungen zu simulieren.
Leistungsstarke Emulatoren: besser als die Realität
An Funkkanalemulatoren werden extreme Anforderungen gestellt: Sie müssen über eine deutlich bessere Hochfrequenz-Performance verfügen als beispielsweise ein Endgerät – dabei wird in allen Frequenzbändern von 700 bis 2700 MHz dieselbe Signalqualität gefordert. Jede Beeinträchtigung des Signals durch den Emulator hätte unerwünschte Auswirkungen auf die Testergebnisse zur Folge, insbesondere in Modulationsschemata höherer Ordnung.
Eine weitere Anforderung an den Emulator bezieht sich auf Konformitätstestmodelle. »Das 3GPP Release 8 (LTE) definiert Konformitätstestmodelle unter Berücksichtigung des so genannten Spatial-Channel-Model Extended, kurz SCME, das heißt, ein erweitertes räumliches Kanalmodell«, erklärt der Experte. »SCME liefert eine äußerst genaue Korrelation zu realen Netzen, weil die geometrische Modellierung auf den tatsächlichen Charakteristika der Endgeräte- und Basisstations-Antennen sowie deren Standorten beruht. Außerdem werden bis zu 24 Ausbreitungswege zufällig aus statistischen Verteilungen herangezogen.
Die Emulation nach dem SCMEModell und die Verwendung von realen Felddaten werden allerdings nur von Kanalemulatoren mit einer dateibasierten Emulationsarchitektur unterstützt – so wie der Propsim F8.« Ergänzt wird der Funkkanalemulator durch Elektrobits Simulations-Umgebung »EB Wireless Environment Solution«. Sie eröffnet einen neuen Weg zu realistischen Simulationen: Eine reale Umgebung wird vermessen (z.B. von einer mobilen Messstation in einem Fahrzeug), und auf der Grundlage dieser Ergebnisse ermöglicht der Funkkanalemulator wiederum reproduzierbare Messungen im Labor.
Realitätsnaher Test wird unausweichlich
»Mobiles Telefonieren und der mobile Zugriff auf das Internet sind heute so selbstverständlich geworden, dass jeder Provider dafür ein konkurrenzfähiges Angebot machen muss«, resümiert Dr. Fleischmann. »Um beim Kampf um LTE-Marktanteile erfolgreich sein zu können, müssen die Netzbetreiber eine überlegene Performance bieten. Und wer sich mit besserer Leistung von seiner Konkurrenz abheben will, muss möglichst realitätsnah testen. Denn bei ansonsten gleicher Dienstleistung wird am Ende die Netzqualität den Erfolg am Markt bestimmen.«
Neben 3GPP LTE sieht Dr. Fleischmann auch in der Car-to-X-Kommunikation ein Thema, das die nächsten Jahre beherrschen wird. Dabei sollen sich Fahrzeuge ad hoc vernetzen und Daten austauschen, zum Beispiel um Unfälle zu vermeiden. »Hier haben es die Entwickler ebenfalls mit einem extrem anspruchsvollen Umfeld für die Funkübertragung zu tun«, so Dr. Fleischmann. »Und auch hier werden Funkkanalemulatoren unverzichtbar sein.«
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