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10-2014

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HF-Praxis 10/2014

Messtechnik

Messtechnik GSM-Dauerstörung durch Intermodulation Mit dem Interferenz- und Richtungs-Analyzer IDA 2 von Narda lassen sich die Ursachen von GSM-Dauerstörungen zielstrebig ermitteln. An heutigen Mobilfunk-Standorten stehen die Antennen meist dicht an dicht: GSM 900, GSM 1800, UMTS, LTE, mit Antennen jeweils für Uplink- (RX) und Downlink- Richtung (TX) und für verschiedene räumliche Sektoren. Gegenseitige Beeinflussungen sind deshalb an der Tagesordnung. Um Intermodulationen zu erzeugen, reicht allein die Gleichrichterwirkung von verrosteten Metallverbindungen (Wikipedia: Rusty bolt effect), häufig zu beobachten an Blechdächern, Regenrinnen, Blitzableitern und dem Befestigungsmaterial der Antennen selbst. Verursacht werden die Intermodulationsstörungen in der Regel von den TX-Antennen mit ihren vergleichsweise hohen Feldstärken; gestört werden die RX-Kanäle. Typischerweise sind die Intermodulationseffekte nur in direkter Nähe der RX-Antennen messbar, was eine Peilung bereits vor dem Gebäude unmöglich machen kann. Wenn die Feldstärken wegen der Nähe der TX-Antennen für die Messung der Intermodulation zu hoch Narda Test Solutions GmbH info.narda-de@L-3com.com www.narda-sts.com sind, kann man den Analysator direkt an den Fußpunkt der RX-Antenne, d. h. am Empfängereingang, anschließen. Im konkreten Fall ging es um eine Dauerstörung im GSM- 900-Band. Sie trat im Uplink- Kanal 33 = 896,6 MHz und in weiteren Kanälen auf. Der Effekt betraf nur einen Sektor, aber eine unterschiedliche Zahl von Zeitschlitzen. Als Ursache waren deshalb andere GSM-Signale sehr wahrscheinlich. Es lohnte sich also, nach möglichen Interferenz-Mechanismen zu suchen. Bei zwei Signalen mit den Frequenzen f 1 und f 2 zeigen sich die Intermodulationsprodukte 2. Ordnung (IM2) u.a. bei f IM2 = f 1 - f 2 bzw. f IM2 = f 2 - f 1 Intermodulationsprodukte 3. Ordnung (IM3) entstehen nach dem Schema f IM3 = 2f 1 - f 2 bzw. f IM3 = 2f 2 - f 1 IM3-Produkte der GSM-900- Downlink-Kanäle 1-124 (935,2- 959,8 MHz) untereinander fallen in den Frequenzbereich 910,6- 984,4 MHz, können also nicht die Ursache für die Störungen in Kanal 33 = 896,6 MHz sein. Dagegen kommen viele IM2- Produkte in Betracht, die durch einfache Differenzbildung von GSM-1800- und GSM-900-Kanalfrequenzen entstehen. Für die weiteren Untersuchungen, die einem realen Fall folgen, konzentrieren wir uns deshalb auf die IM2-Produkte. Die Messungen erfolgten 175 m entfernt von einer Basisstation GSM- 900/1800, etwa 60° neben der Hauptstrahlrichtung. Bild 1: Übersicht über den Frequenzbereich von GSM 900 und GSM 1800. Das Spektrum zeigt viele Frequenzen, deren Differenz in den Uplink-Bereich von GSM 900 fallen können. Beispiel (Marker A u. B): 1836 MHz_down - 932 MHz_down = 904 MHz_up. Die Feldstärken von mehr als 100 dBµV/m reichen auch aus, um Intermodulationen an nichtlinearen Gebilden zu erzeugen. Sinnvolles Vorgehen Schritt 1 Zunächst ist zu klären: Kann in der Nähe oder direkt über die RX-Antenne des bemängelten Kanals eine Störung gemessen werden? Im vorliegenden Fall war die Dauerstörung messbar, zeigte eine GSM-Signalstruktur wie die eines Steuerungskanals (BCCH), konnte aber in etwas größerem Abstand nicht mehr aufgenommen werden. Deshalb ließ sich auch der Verursacher nicht direkt ermitteln. Schritt 2 Es empfiehlt sich, die starken Sendekanäle im GSM-900 und GSM-1800-Band zu suchen. Dazu eignet sich die Multi- Channel-Power-Messung des IDA 2 mit der Darstellung von Effektiv- und Maximalwerten (RMS und MAX). Sie gibt eine schnelle und präzise Übersicht über Hunderte von Kanälen. Die Ergebnisse sind auch als exportierbare Liste verfügbar. Bild 2 zeigt Kanäle im GSM- 1800-Band. Beispielsweise hat der Kanal mit der Index-Num- Bild 2: Multi-Channel-Power-Messung im GSM-1800-Downlink- Band, Bargraph-Darstellung. Steuerungs- und Verkehrskanäle (BCCH und TCH) lassen sich eindeutig an dem Unterschied zwischen RMS- und MAX-Werten erkennen 10 hf-praxis 10/2014

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