Ericsson nutzt Rohde-&-Schwarz-Messtechnik

Drohnenbasierte 5G-Messungen im Feld

| Autor / Redakteur: Bernhard Lück / Andreas Donner

Der R&S TSMA6 Autonomous Mobile Network Scanner ist an einer Drohne angebracht.
Der R&S TSMA6 Autonomous Mobile Network Scanner ist an einer Drohne angebracht. (Bild: obs/Ericsson GmbH/Rohde & Schwarz)

Ericssons mit Technik von Rohde & Schwarz realisierte drohnenbasierte Testlösung für die Messung der Abdeckung und Performance von Mobilfunknetzen biete einzigartige Zugangsmöglichkeiten im dreidimensionalen Raum sowie unübertroffene Positionsgenauigkeit und Reproduzierbarkeit.

Die Einführung von 5G New Radio (NR) in Mobilfunknetzen ermögliche neue Anwendungen für Teilnehmer, Behörden und Industrie. Damit gewinne auch die Verifizierung der geforderten Abdeckung, Leistungsfähigkeit und Betriebseigenschaften dieser Netze an Bedeutung. Dies erfordere höhere Genauigkeit und besseren Zugang beim Testen von Mobilfunknetzen. Das Testverfahren von Ericsson eröffne zusätzlich neue Möglichkeiten zur Sicherstellung der geforderten Quality of Service (QoS) beim Endnutzer für anspruchsvolle 5G-Anwendungsbereiche wie Industrie 4.0, Automotive und öffentliche Sicherheit.

3-D-Darstellung der Netzabdeckung

Am Standort Jorvas in Finnland habe ein Projektteam unter Führung von Richard Wirén, dem Technischen Leiter von Ericssons 5G Readiness Program RAN, zusammen mit der finnischen Centria University of Applied Sciences ein neuartiges System zum Testen der Abdeckung von Mobilfunknetzen entwickelt. Dabei kämen Mobilfunkscanner und smartphonebasierte Geräte zur Netzoptimierung (Network Optimizers) von Rohde & Schwarz zum Einsatz. Die Messtechnik sei an einer Drohne angebracht. Drohne und Messtechnik könnten so programmiert werden, dass sie automatische Tests mit hoher Flexibilität durchführen. Dabei ließen sich z.B. Flugroute und -geschwindigkeit präzise steuern. Die Lösung eigne sich besonders für industrielle Anwendungen. Gegenüber herkömmlichen Walk- und Drive-Tests biete sie darüber hinaus den Vorteil unerreichter Reproduzierbarkeit und Positionsgenauigkeit und sei in der Lage, die Beamforming-Funktionalität zu testen und die Netzabdeckung in 3-D darzustellen.

Messung der LTE- und 5G-NR-Abdeckung

Der an einer Drohne angebrachte R&S TSMA6 Autonomous Mobile Network Scanner könne wichtige LTE- und 5G-NR-Abdeckungsparameter gleichzeitig messen, z.B. Reference Signal Received Power (RSRP, Referenzsignal der Empfangsfeldstärke am Endgerät) und Signal to Interference-plus-Noise Ratio (SINR) gemäß 3GPP-Spezifikationen. In Kombination mit dem R&S QualiPoc Android, einem smartphonebasierten Network Optimizer, ließen sich zusätzlich der IP-Datenverkehr aufzeichnen und applikationsspezifische QoS-Kennzahlen wie Serving-Cell-Parameter (Serving Cell: Versorgungszelle) messen. Die Lösung verwende derzeit LTE-Endgeräte; im Zuge der Weiterentwicklung des Systems sollen jedoch bald auch 5G-Endgeräte wie das Samsung Galaxy S10 5G zum Einsatz kommen.

Erfolgreiche Testflüge

Die Flugroute der Drohne könne präzise in drei Dimensionen programmiert werden. In bisher mehr als 20 erfolgreichen Testflügen habe sich die sehr hohe Reproduzierbarkeit der Messungen wie auch der Ergebnisse gezeigt. Je nach Testfall seien die Flüge mit unterschiedlicher Dauer, Höhe und entlang unterschiedlicher Routen durchgeführt worden. Die Steuerung und Authentifizierung der Drohne sowie die Gewährleistung der Sicherheit im Luftraum seien erhebliche Herausforderungen bei der Entwicklung robuster drohnenbasierter Lösungen. Im neuen System würden diese Prozesse über Mobilfunknetze ablaufen; damit entfalle die Notwendigkeit einer Sichtverbindung zwischen der Drohne und dem steuernden Piloten. Das Projekt sei eine Zusammenarbeit zwischen Ericsson, Rohde & Schwarz, der Tampere University (Finnland) und der Centria University of Applied Sciences und sei Teil des Business-Finland-5G-FORCE-Programms.

Richard Wirén, Technischer Leiter des 5G Readiness Program RAN von Ericsson, sagt: „Damit sich die an 5G gestellten Erwartungen erfüllen, ist die Erprobung der Funktionsfähigkeit und Qualität von Mobilfunknetzen im Feld von entscheidender Bedeutung. Mit dieser einzigartigen Entwicklung leisten wir Pionierarbeit, um für unsere Kunden die erforderliche Netzwerkperformance und Qualität sicherzustellen. Wir freuen uns, dabei die bewährten Testlösungen von Rohde & Schwarz nutzen zu können und sind glücklich, dass wir in unseren Lösungen in naher Zukunft handelsübliche 5G-NR-Endgeräte wie das Samsung Galaxy S10 5G einsetzen können.“

Hanspeter Bobst, Vice President Mobile Network Testing bei Rohde & Schwarz, erklärt: „Wir freuen uns, unsere marktführende Kompetenz im Bereich Mobile Network Testing mit Ericssons langer Tradition innovativer Netzentwicklungen bündeln zu können. Angesichts der fortschreitenden Umsetzung von 5G NR in die Praxis können wir Endnutzern damit die geforderte Quality of Experience zur Verfügung stellen.“

Bei der Entwicklung zukünftiger Testlösungen würden kritische 5G-Anwendungen wie öffentliche Sicherheit und M2M-Applikationen für Industrie 4.0 im Mittelpunkt stehen, wobei sich der Frequenzbereich hin zu extrem hohen Bändern im Millimeterwellenbereich verschieben werde und Tests im urbanen Umfeld stattfinden würden.

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