Messtechnik 5G NR Band
Messtechnik 5G NR Band Band Alias (GHz) Uplink Band (GHz) Downlink Band (GHz) Bandwidth (GHz) Type n257 28 26.5 – 29.5 26.5 – 29.5 3 TDD n258 26 24.25 – 27.5 24.25 – 27.5 3.25 TDD n260 39 37 – 40 37 – 40 3 TDD Tabelle 2: Aufteilung der 27...30-GHz-Frequenzbänder für 5G Außerdem werden die Signale erheblich von Objekten wie z.B. Gebäuden, Mauern, Bäumen und sogar Menschen sowie vom Wetter beeinflusst. Mobilfunkbetreiber müssen hier kleinzellige Netzwerke mit einer großen Anzahl von Antennen bereitstellen. Damit eignen sich diese Bänder für dichte städtische Gebiete oder Anwendungen, wo Geschwindigkeit und Latenz kritisch sind. Herausforderungen für Mobilfunkbetreiber, die 5G bereitstellen Die Verschiebung in Richtung höherer Frequenzen und höherer Bandbreiten liegt weit über dem, was traditionell für 3G/4G/LTE erforderlich ist und stellt neue Herausforderungen an die Mobilfunkbetreiber. Hinzu kommt die Tatsache, dass Standards noch entwickelt, getestet und finalisiert werden. Mobilfunkbetreiber werden daher in der Lage sein, ein viel größeres Spektrums als zuvor zu überwachen und zu analysieren. Diese Herausforderung bedeutet neue Anforderungen an die HF-Ausrüstung, die diese und weitere Unternehmen verwenden. Davon handeln die folgenden Punkte. • Gleichzeitiges Verwalten von 4G- und 5G-Netzwerken Es steht ein Upgrade von tausenden von Zelltürmen an und neue sind zu bauen, um die Abdeckung zu gewährleisten. Die Umsetzung dieser Aufgaben für 5G-Netze wird Jahre dauern. Infolgedessen ist eine vollständige 5G-Abdeckung ein langer Weg. Bis dahin müssen Unternehmen bestehende 3G/4G/ LTE-Netze neben 5G-Netzwerken gleichzeitig betreiben, während sie gleichzeitig darangehen, diese Netzwerke zu aktualisieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Dies bedeutet, dass auf absehbare Zeit vorhandene Spektrumanalysegeräte, ausgelegt für niedrigere Frequenzen, nicht entsorgt werden und weiterhin eine wichtige Rolle bei der Verwaltung von drahtlosen Kommunikationsnetzwerken spielen. • Begrenzte Reichweite und begrenztes Durchdringvermögen von HF-Signalen High-Band-Signale ermöglichen die von 5G versprochenen Leistungsverbesserungen. Aber um dies zu erreichen, müssen Mobilfunkbetreiber Opfer bringen bei Reichweite und Durchlässigkeit. Mobilfunkbetreiber müssen die Abdeckung über ihr gesamtes 5G-Netzwerk sicherstellen und konsequent die Netzwerkleistung auswerten, um Kunden die Leistung zu bieten, die sie erwarten. Kleine Mobilfunknetze müssen regelmäßig getestet und in der Abdeckungszuordnung optimiert werden. Diese Tests mit mobilem Equipment auf Interferenz, Kanalemulation und Funktion von Mehrfacheingang und Mehrfachausgang (MIMO-Konfigurationen) müssen analysiert werden. Die hier verwendete Ausrüstung muss tragbar, flexibel und einfach in eine Vielzahl von Umgebungen zu implementieren sein. • Vielzahl von Signalen 5G ist kein einzelner Standard. Stattdessen kombiniert es Low-, Mid- und High-Band- Ansatz zur Bereitstellung von Übertragungskapazität. IoT und mMTC werden zum Beispiel Low-Band-Signale verwenden, während autonome Fahrzeuge und Virtual-Reality- Anwendungen die Vorteile bei Latenz und Geschwindigkeit von High-Band-Signalen mutzen werden. Idealerweise verfügen Mobilfunkbetreiber und im Feld tätige Ingenieure über Messgeräte, die all diese Netzwerke überwachen, also das gesamte Frequenzspektrum abdecken können und dabei einfach zwischen Signalstandards wechseln, mehrere Signale gleichzeitig messen und Probleme im Netzwerk aufspüren, ohne diese Hardware ändern oder neu konfigurieren zu müssen. • Als Erster auf den Markt kommen Nun, da die ersten kleinen 5G-Bereitstellungen realisiert wurden, stehen Mobilfunkbetreiber unter dem Druck, möglichst der Erste beim Einsatz von 5G in neuen Märkten rund um die Welt zu sein. Die Vorteile, zuerst zu sein, umfassen neue Umsatzmöglichkeiten, eine größere Kundenbasis und das Prestige, ein Marktführer zu sein. Dies bedeutet: Geschwindigkeit und Time-to-Market sind wichtige Treiber für Unternehmen, auch für HF-Geräte-Hersteller. Benötigt werden u.a. neue Funktionen an Spektrumanalysatoren, und hier heißt es: Neu bauen oder mit neue Hardware erweitern? Beispiel Downconverter Ein HF-Abwärtswandler (Downconverter) nimmt hohe Frequenzen auf und wandelt sie in niedrigere um, und diese können dann von vorhandenen Geräten analysiert werden. Dabei bleiben alle Signaleigenschaften und Informationen bestehen, um eine korrekte Analyse durchzuführen. Die kurz- bis mittelfristig Integration eines HF-Abwärtswandlers ins bestehende Mess- Equipement kann die Leistung vorhandener Geräte schnell erweitern. Das verschafft auch zusätzliche Zeit, neue Hardware zu entwickeln, ohne zu riskieren, dass Kunden zu anderen Wettbewerber wechseln. Reduzierte Schulungsanforderungen für HF- Ingenieure und Techniker kommen hinzu, sie arbeiten ja weiter mit der bestehenden vertrauten Ausrüstung. Hersteller von HF-Geräten und Systemintegratoren sollten nach offenen HF-Abwärtswandlern suchen und die einfache Integration in Hardware von Drittanbietern mit einfachen Befehlen wie SCPI durchführen. Der Abwärtswandler sollte leicht sein und tragbar und er sollte eine Frequenzleistung bieten, die sich in den von 5G üblicherweise verwendeten Bereich erstreckt. Etwa der im Aufmacherfoto gezeigte kompakte ThinkRF D2030 RF Downconverter wurde entwickelt, um Signale aus den 27...30-GHz-Frequenzbändern (Tabelle 2) auf 3,55 oder 5,6 GHz herunterzumischen. Der D2030 RF Downconverter arbeitet mit bereits existierendem Test-Equipment, HF- Signaldetektoren und Interfaces zusammen. ◄ 30 hf-praxis 8/2020
