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2 Inhaltsverzeichnis Grußwort Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum Baden-Württemberg...3 Grußwort Landesanstalt für Kommunikation Baden-Württemberg...4 Zusammenfassung Einführung Beschreibung des Versuchs Ergebnisse der Nutzerbefragung Gemeinsame Messberichte Datendurchsatz DVB-T Kabel Drahtlose Mikrofone Kommentierung und Bewertung durch die beteiligten Unternehmen und Verbände LFK Vodafone Media Broadcast/ SWR KabelBW, ANGA DKE Abkürzungsverzeichnis Seite 2

3 Sehr geehrte Damen und Herren, Rudolf Köberle MdL Minister für Ländlichen Raum, Ernährung und Verbraucherschutz die Versorgung - speziell auch des Ländlichen Raums - mit schnellen Breitbandzugängen ist für die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit des gesamten Landes von großer Wichtigkeit. Das Land engagiert sich hier seit mehreren Jahren erfolgreich im Rahmen der Clearingstelle Neue Medien im Ländlichen Raum und mit einem besonderem Förderprogramm zur Verbesserung der Breitbandversorgung. Das erklärte mittelfristige Ziel ist, in jeder Gemeinde einen Glasfaseranschluss verfügbar zu machen. Aufgrund der dafür notwendigen großen Investitionen kann diese ehrgeizige Zielvorstellung leider nicht überall sofort umgesetzt werden. Als Alternative bieten sich Funklösungen an. Diese Technik birgt zudem Vorteile im Bereich der mobilen Internetversorgung. Allerdings waren die bisher auf dem Markt befindlichen Funktechniken, entweder hinsichtlich ihrer Reichweite oder aufgrund geringer verfügbarer Datenraten, keine rundum befriedigende Lösung. Der Modellversuch Baldern im Ostalbkreis sollte darum zeigen, ob die Frequenzen im 800 MHz-Bereich aus der "Digitalen Dividende" hier eine deutliche Verbesserung bringen. Jetzt, nach einer Laufzeit von knapp einem Jahr, wissen wir, dass Funktechniken im 800 MHz-Bereich tatsächlich zu einer guten Versorgung des Ländlichen Raums mit Breitbandanschlüssen beitragen können. Bereits die im Versuch eingesetzte Übertragungstechnik sorgte für zufriedene Nutzer. Man kann davon ausgehen, dass die demnächst erwarteten Weiterentwicklungen dem weiter steigendem Bedarf nach Bandbreite gerecht werden. Wir danken dem Mobilfunknetzbetreiber Vodafone für den Betrieb des Netzes und die Bereitstellung von über 100 Endgeräten für die Versuchsteilnehmer. Dadurch wurde die Einbeziehung der Bevölkerung in den Versuch möglich. Unser Dank gilt auch der Landesanstalt für Kommunikation, die im Rahmen ihrer Mitwirkung in der Clearingstelle die operative Projektsteuerung übernommen hatte. Ich wünsche allen Beteiligten, dass sie die im Versuch erlangten Erkenntnisse nutzen, damit die "Digitale Dividende" bald zum Vorteil aller im Ländlichen Raum eingesetzt werden kann. Mit freundlichen Grüßen Ihr Rudolf Köberle MdL Seite 3

4 Sehr geehrte Damen und Herren, mit dem Funkversuch Baldern haben wir untersucht, wie Rundfunkfrequenzen aus der Digitalen Dividende im 800 MHz- Bereich im Ländlichen Raum für schnelle Breitbandzugänge genutzt werden können. Mitbeteiligt waren neben Vodafone als Mobilfunkbetreiber auch die Netzbetreiber und Rundfunkveranstalter wie Media Broadcast, SWR, Kabel BW und die DKE. Thomas Langheinrich Präsident Landesanstalt für Kommunikation Trotz divergierender Ausgangspunkte und Ziele arbeiteten alle Projektpartner konstruktiv und engagiert zusammen. Für dieses gute Zusammenwirken danke ich allen Beteiligten. Der Versuch hat ergeben, dass Rundfunkfrequenzen auch für schnelle Breitbandanschlüsse im Ländlichen Raum gut geeignet sind. Weiter hat sich gezeigt, dass bei einer Zusammenarbeit aller Beteiligten Lösungsmöglichkeiten gefunden werden können, um das Risiko von Störungen des Fernsehempfangs über Terrestrik oder Kabel durch das Funkinternet zu reduzieren. Auch drahtlose Mikrofone können im Ländlichen Raum weiterhin genutzt werden, wenn sich die Betroffenen rechtzeitig an einen Tisch setzen und sich über die Frequenznutzungen verständigen. Solche Abstimmungen werden wir in Zukunft immer wieder brauchen, damit die Bevölkerung insgesamt einen Nutzen aus den Frequenzen aus der Digitalen Dividende zieht. Die Projektbesprechungen zum Funkversuch Baldern sind ein gutes Beispiel, wie anstehende Probleme im Interesse der Verbraucher angepackt und gemeinsam gelöst werden können. Die LFK wird hier weiter darauf achten, dass sowohl den Bedürfnissen des Rundfunks als auch den Erfordernissen einer zukunftsfähigen Breitbandinfrastruktur Rechnung getragen wird. Mit freundlichen Grüßen Ihr Thomas Langheinrich Seite 4

5 Zusammenfassung Seit Frühsommer 2009 läuft in Baldern im Ostalbkreis ein Funkversuch. Im Rahmen dieses Versuchs erprobt die Landesanstalt für Kommunikation Baden-Württemberg (LFK) auf Bitten der Landesregierung die Eignung von zur Zeit noch vom Rundfunk genutzten Frequenzen für drahtlose Breitbandzugänge. Das Netz betreibt das Mobilfunkunternehmen Vodafone. Der LFK war es wichtig, von Anfang an die Bevölkerung des Ländlichen Raums an dem Versuch zu beteiligen. Es sollte kein rein technischer Betriebsversuch sein, der nur technischwissenschaftliche Erkenntnisse bringt. Deshalb musste beim Versuch ein Übertragungssystem zum Einsatz kommen, dessen Geräte kommerziell verfügbar waren und zu marktüblichen Preisen beschafft werden konnten. Die Wahl fiel auf eine Variante des Mobilfunksystems UMTS, welches in Australien kommerziell im Einsatz ist (Uplink: MHz, innerhalb des Rundfunkbandes; Downlink: MHz, außerhalb des Rundfunkbandes). Die von den beteiligten Unternehmen und Verbänden beschriebenen Ergebnisse des Funkversuchs beziehen sich auf dieses System. Über 100 Teilnehmer aus dem privaten und gewerblichen Bereich beteiligten sich an dem Versuch. Ein Marktforschungsinstitut befragte die Teilnehmer nach ihren Erfahrungen. Gleichzeitig wurden mögliche Störungen des Fernsehempfangs über Kabel und Terrestrik sowie des Betriebs drahtloser Mikrophone messtechnisch untersucht und bewertet. Der Pilotversuch in Baldern hat gezeigt, dass im Ländlichen Raum mit den Frequenzen der Digitalen Dividende auch über Entfernungen von mehreren Kilometern ein leistungsfähiger Internetzugang ermöglicht werden kann. Die günstige Frequenzlage um 800 MHz hat für die Versorgung des Ländlichen Raums deutliche Vorteile gegenüber den höheren bisher in Deutschland lizenzierten UMTS-Frequenzen bei 2100 MHz. Die Testkunden, die an dem Pilotversuch teilgenommen haben, sind in hohem Maße mit dem geschaffenen Internet-Zugang über UMTS zufrieden und würden diesen in ebenso hohem Maße weiterempfehlen. Die Messungen bestätigen sowohl eine gute Leistungsfähigkeit von Download und Upload, als auch eine gute Robustheit des UMTS-Systems bzgl. der für den Kunden über den Tagesverlauf in einem solchen Funknetz im Ländlichen Raum realistisch erreichbaren Datenraten. Die im Rahmen des UMTS-Funkversuchs Baldern von den beteiligten Unternehmen durchgeführten Versuche und Messungen haben bestätigt, dass die aufgrund vorliegender (Labor-) Schutzabstandsmessungen zu erwartenden Störungen des DVB-T-Empfangs beim praktischen Betrieb drahtloser Breitband-Modems auftreten können. Ebenso wurde gezeigt, dass Störungen beim Kabelempfang (DVB-C) mit unterschiedlich stark sichtbaren Auswirkungen durch die mobilen Datenmodems auftreten können. Messtechnisch konnten Beeinflussungen des Kabel-TV-Signals auch auf anderen Kanälen beobachtet werden, sie führten aber nicht zu Bildstörungen am TV-Gerät. Beim Betrieb des Modems in benachbarten Räumen konnten ebenfalls messtechnisch Beeinflussungen festgestellt werden, die von den Beteiligten hinsichtlich Bildstörungen am TV-Gerät unterschiedlich bewertet wurden. Die Größen UMTS-Signalstärke, Verwendung von Dachantennen für DVB-T und der räumliche Abstand von Fernsehempfänger (bzw. antenne) und Mobilfunkterminal sowie der ggf. denkbare Austausch von Teilen der Empfangsanlage bieten Möglichkeiten zur Störungsminimierung und beseitigung, sodass im hier untersuchten Ländlichen Raum eine Koexistenz von DVB-Empfängern und UMTS-Endgeräten möglich ist oder mit vergleichsweise überschaubaren Mitteln möglich gemacht werden kann. Mögliche Störungen von Basisstationen auf die Empfangswege DVB-C und DVB-T wurden allerdings nicht untersucht. Seite 5

6 Die ebenso untersuchten Beeinflussungen von UMTS-Systemen auf Drahtlos- Mikrofonsysteme haben gezeigt, dass bei sorgfältiger Planung von Drahtlos-Mikrofon- Anlagen für entsprechende Veranstaltungen (z.b. Konzerte, Rundfunk-Berichterstattung) eine Koexistenz von Drahtlos-Mikrofon-Systemen und einem UMTS-Funkinternet-System möglich sein wird. Seite 6

7 1. Einführung Die Digitale Dividende Rundfunkfrequenzen könnten eine wichtige Zukunftsoption für die Versorgung des Ländlichen Raums mit Breitbandzugängen sein. Diese Ansicht entstand nach der Einführung des digitalen terrestrischen Fernsehens (DVB-T), welches zur Übertragung von Fernsehprogrammen viel weniger Bandbreite als das analoge Fernsehen benötigt. Die somit durch die Digitalisierung der terrestrischen Fernsehübertragung frei werdenden Frequenzen werden gemeinhin als Digitale Dividende bezeichnet. EU Kommissarin Viviane Reding hatte die Forderung, die Frequenzen der Digitalen Dividende nicht nur vom Rundfunk zu nutzen, sondern damit im Ländlichen Raum auch Lücken in der Versorgung mit schnellem Internet zu schließen. bereits 2007 erhoben und später mehrfach mit großem Nachdruck wiederholt. Politiker im Bund und in den Ländern schlossen sich dieser Forderung an. Die Weltfunkkonferenz 2007 (WRC 07) schuf hierfür auf internationaler Ebene die regulatorischen Voraussetzungen. Die Konferenzeröffnete die Möglichkeit, den Frequenzbereich MHz, der bislang für das terrestrische Fernsehen eingeplant war, zukünftig für Telekommunikationsdienste zu nutzen. Die sich aus der Digitalisierung ergebende Frequenz-Dividende wurde seitens des Rundfunks bereits dazu genutzt, wesentlich mehr Programme als zu analogen Zeiten zu übertragen. Gab es in Baden-Württemberg vor der Einführung von DVB-T nur drei flächendeckend terrestrisch verbreitete Fernsehprogramme, so sind es nun 12 landesweit übertragene Programme. Zusätzlicher Frequenzbedarf kann sich aus neuen Übertragungstechniken wie DVB-T2 oder dem Wunsch nach verbesserter Bildqualität auch in der Terrestrik ergeben. Auch in dem Frequenzbereich 790 bis 862 MHz, bzw. in dem unmittelbar darunter liegenden Bereich gibt es bereits digital verbreitete Rundfunkprogramme. Somit stellt sich die Frage nach dem Verhältnis der Rundfunk- bzw. Internetnutzung zu den durch das Funkinternet möglicherweise verursachten Störungen des Rundfunkempfangs. Der Versuch und seine Ziele In Baden-Württemberg hatte die Clearingstelle für Neue Medien im Ländlichen Raum (Mitwirkende: Akademie Ländlicher Raum Baden-Württemberg, Arbeitskreis Mediendörfer, Gemeindetag Baden-Württemberg, Landesanstalt für Kommunikation, Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum Baden-Württemberg, Wirtschaftsministerium Baden- Württemberg) seit dem Jahr 2004 an der Verbesserung der Breitbandversorgung im Land gearbeitet. Es wurde bald deutlich, dass im topografisch schwierigen Ländlichen Raum Baden-Württembergs auch mittelfristig die leitungsgebundenen Übertragungstechniken wie DSL, Breitbandkabel oder Glasfaser aus wirtschaftlichen Gründen nicht alle Gemeinden und Ortsteile erreichen würden. Hier könnten Funktechniken schnell und kostengünstig Abhilfe schaffen. Die Frequenzen der Digitalen Dividende, und hier insbesondere der Frequenzbereich MHz, den der Rundfunk an den Mobilfunk abgeben sollte, gerieten schnell in den Blickpunkt des Interesses. Unklar war, ob diese Frequenzen tatsächlich eine so gute Versorgung innerhalb von Gebäuden ermöglichen, wie die Befürworter immer wieder vortrugen. Um die Nützlichkeit dieses Frequenzbandes zur Versorgung des Ländlichen Seite 7

8 Raums besser beurteilen zu können, bat die Landesregierung von Baden-Württemberg die Landesanstalt für Kommunikation, in Modellversuchen zu untersuchen, ob und gegebenenfalls wie die Digitale Dividende zur Breitbanderschließung des Ländlichen Raums speziell in Baden-Württemberg einsetzbar sei. Das Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum sowie das Wirtschaftsministerium begleiteten den Modelversuch im Rahmen ihrer Mitarbeit in der Clearingstelle für Neue Medien im Ländlichen Raum. Am 29. Januar 2009 veröffentlichte die LFK einen Call for Proposals, in welchem sie interessierte Unternehmen aufforderte, Vorschläge für entsprechende technische Betriebsversuche bei ihr einzureichen. Die Versuche sollten Erkenntnisse bringen über mögliche Störungen, insbesondere der Rundfunkübertragung über DVB-T und DVB-C, das von den Nutzern erzeugte Verkehrsaufkommen, die Nutzerakzeptanz. Die Kosten für den Versuchsbetrieb waren vom Netzbetreiber zu tragen. Nur der Mobilfunkbetreiber Vodafone war bereit einen so definierten Versuch in Baden- Württemberg zu unternehmen. Am 07. April 2009 unterzeichneten Vodafone und die LFK einen Projektvertrag. Die Projektpartner wählten als Standort für die Sendeanlage das Schloss Baldern in Bopfingen (Ostalbkreis). Vodafone übernahm den Netzbetrieb und finanzierte die Endgeräte für die Teilnehmer. Die Bundesnetzagentur erteilte für den Versuch eine Versuchsfunklizenz. Da im Rahmen eines derartigen Versuchs von den Teilnehmern keine Gebühren oder Entgelte verlangt werden dürfen, war die Teilnahme für die Nutzer kostenlos. Allerdings konnten deshalb auch keine tiefer gehenden Erkenntnisse über die Wirtschaftlichkeit von funkbasiertem schnellem Internet im Ländlichen Raum gewonnen werden. Beteiligung der Bevölkerung Der LFK war es wichtig, von Anfang an die Bevölkerung des Ländlichen Raums an dem Versuch zu beteiligen. Es sollte kein rein technischer Betriebsversuch sein, der nur technischwissenschaftliche Erkenntnisse bringt. Deshalb musste beim Versuch ein Übertragungssystem zum Einsatz kommen, dessen Geräte kommerziell verfügbar waren und zu marktüblichen Preisen beschafft werden konnten. Die Wahl fiel auf eine Variante des Mobilfunksystems UMTS, welche in Australien kommerziell im Einsatz ist. Um einen Eindruck davon zu bekommen, wie die Teilnehmer mit dem funkbasierten schnellem Internetzugang zufrieden sind, beauftragte die LFK das Marktforschungsinstitut BIK Marplan in Offenbach mit einer Nutzerbefragung. Vor Betriebsbeginn und mehrmals nach Betriebsaufnahme befragte das Institut die Versuchsteilnehmer nach ihren Erfahrungen. Am erfolgte in Anwesenheit von Peter Hauk, damals Minister für Ernährung und Ländlicher Raum, der Startschuss für das Modellprojekt Baldern. Hundert Privathaushalte Seite 8

9 und gewerbliche Nutzer hatten sich als Versuchsteilnehmer gemeldet. Sie erhielten von Vodafone ein Empfangsgerät mit eingebautem Router, an das bis zu vier PCs angeschlossen werden können. Gemeinsames Messkonzept Mit dem Versuch wollte die LFK auch näheres über die Verträglichkeit von Funkinternet und dem Fernsehempfang über Kabel und Terrestrik sowie die Störanfälligkeit von tragbaren Mikrofonsystemen herausfinden. Die von dieser Problematik betroffenen Firmen und Organisationen lud die LFK zu regelmäßigen Projektbesprechungen und erarbeitete mit ihnen ein gemeinsames Messkonzept. Zu den Teilnehmern dieser Sitzung gehörten Vertreter von Vodafone, SWR, Media Broadcast, Anga, Kabel BW, DKE/APWPT, ZDF, Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum Baden-Württemberg, Wirtschaftministerium Baden- Württemberg, Staatsministerium Baden-Württemberg, LFK. Das in Baldern eingesetzte UMTS-System verwendet für den Downlink (von der Basisstation zum Endgerät) eine Frequenz, die oberhalb des Rundfunkbereichs liegt und somit nicht zum Frequenzbereich der Digitalen Dividende gehört..deshalb konnten im Rahmen des Versuchs nur der Uplink, dessen Frequenz innerhalb der Digitalen Dividende liegt, auf seine Störwirkung untersucht werden. Seite 9

10 2. Beschreibung des Versuchs 2.1 Beschreibung des Standorts und der Region Der Pilotversuch fand statt im Ostalbkreis in den Gemeinden Bopfingen und Unterschneidheim. In Bopfingen, Ortsteil Baldern, befindet sich auf einer lokalen Erhöhung das Schloss Baldern, welches Vodafone bereits seit 1998 als GSM-Funkstandort dient. Diese Vodafone-Funkstation wurde im Rahmen des Pilotversuchs um ein UMTS-System erweitert, das mit seinem Uplink (also der Funkverbindung von den Endgeräten zur Basisstation) im Frequenzbereich der Digitalen Dividende arbeitet. Der Downlink, also die Funkverbindung von der Basisstation zu den Endgeräten liegt außerhalb des Frequenzbereichs der Digitalen Dividende. Es handelt sich konkret um Systemtechnik, die der Hersteller Ericsson bereits in Ländern (z.b. Australien) aufgebaut hat, wo der Frequenzbereich um 850 MHz für Mobilfunk-Anwendungen in ländlichen Gebieten freigegeben wurde. Aufgrund der günstigen, d.h. für große räumliche Abstände geeigneten, Frequenzlage ist der Versorgungsbereich größer als bei dem in Deutschland und anderen europäischen Ländern weit verbreiteten UMTS-System, das bei 2100 MHz seit mehreren Jahren in Betrieb ist. Vom Schloß Baldern aus können deshalb grundsätzlich weite Teile der Flächengemeinden Bopfingen und Unterschneidheim versorgt werden. Darüber hinaus können sogar noch Teilbereiche von Tannhausen, Kirchheim am Ries (Bayern, LKr. Donau-Ries) vom Schloss Baldern aus versorgt werden. Das Gelände in den Gemeinden Bopfingen und Unterschneidheim ist hügelig geprägt, die Geländehöhen in den Ortsteilen, aus denen die Testteilnehmer stammen, variieren auch innerhalb der Ortsteile noch erheblich. Die Meereshöhen liegen bei ca m (Ortsteil Kerkingen/Itzlingen), m (Ortsteil Baldern) und m (Ortsteil Zöbingen/Walxheim), das Schloß Baldern liegt auf 620m ü.nn. Die bisher vorhandene Breitbandinfrastruktur ist in den betreffenden Ortsteilen für die Bürger und Gewerbetreibenden nicht zufriedenstellend. Dies wurde von den am Projekt beteiligten Gemeinden bestätigt. In Baldern ist nahezu ausschließlich ISDN-Geschwindigkeit möglich, DSL ist nicht erhältlich. In Kerkingen/Itzlingen und in Zöbingen/Walxheim ist überwiegend nur DSL-Light erhältlich. Die erreichbaren Download-Datenraten betragen dort in den meisten Fällen nur ca. 384 kbit/s. Die durch satellitengestützte Dienste vorliegende Breitbandinfrastruktur war nicht Gegenstand des Pilotversuchs und wird hier deshalb nicht weiter betrachtet. Ortsteil B. Bopfingen U. Unterschneidheim Einwohner Anzahl Testkunden Entfernung zum Schloss Baldern Bisherige Datenraten B.-Baldern 490 ca m ISDN (max. 128 kbps) B.- Kerkingen, B.- Itzlingen 810 ca m DSL-Light (max. 384 kbps) U.- Zöbingen, U.- Walxheim 1160 ca m DSL-Light (max. 384 kbps) U.-Wössingen, U.-Sechtenhausen, B.-Meisterstall, m ISDN (max. 128 kbps) / DSL-Light (max. 384 kbps) Jagstheim (zu Kirchheim) Tab. 2.1 Allgemeine Daten zu den am Versuch beteiligten Ortsteilen der Gemeinden Seite 10

11 Die vorstehende Übersicht gibt Auskunft über die Ortsteile mit ihrer Einwohnergröße, der Anzahl Testkunden, der Entfernung zum Funkstandort auf dem Schloss und zu den dort jeweils überwiegend möglichen Datenraten. In der nachfolgenden Abb. 2.1 ist ein entsprechender Kartenausschnitt zu sehen, der die geografischen Verhältnisse verdeutlicht. Die Kreise zeigen die Ortsteile an, in denen die am Pilotversuch teilnehmenden Testkunden wohnen. Abb Abdeckungsbereich der Funkstation Schloß Baldern, Rote Kreise: Bereiche in denen die Testkunden sich befinden, blau/grün/gelb: Indoor-, bedingte Indoor-, Outdoor- Versorgung Seite 11

12 2.2 Regulatorische Randbedingungen Von der Bundesnetzagentur wurde für den Standort Schloß Baldern eine Versuchsfunklizenz erteilt. Mit der zugehörigen Urkunde ist der Betrieb auf den Zeitraum begrenzt. Die zu nutzenden Frequenzen und die erlaubten Leistungswerte entsprechen denen im Abschnitt 2.3. Da es sich um einen Versuchsfunkbetrieb handelt, muss dieser für die teilnehmenden Testkunden kostenfrei erfolgen, d.h. sie haben die für sie notwendigen Endgeräte kostenfrei für die Dauer des Versuchs bereitgestellt bekommen. Auch ist die Nutzung des Systems über den Testzeitraum kostenlos, es entfallen keine monatlichen Nutzungsgebühren. Die Testkunden können das UMTS-System sowohl bzgl. der Nutzungszeit als auch bzgl. des Nutzungsvolumens unbeschränkt nutzen. Eine bei kommerziellen Tarifen meist übliche Datenratenbegrenzung ab einer Volumenobergrenze existiert für die Testkunden nicht Technische Daten zur Funkfeststation Bei der Feststation im Schloss Baldern kommt kommerzielles Equipment der Firma Ericsson zur Anwendung, das aktuell u.a. in Australien eingesetzt wird. Dieses Equipment war auf dem Markt zur Verwendung innerhalb der vorgesehenen Frequenzlage um 800 MHz verfügbar und es standen auch Endgeräte in der erforderlichen Anzahl und zu einem marktüblichen Preis zur Verfügung. Die wichtigsten technischen Daten zum Standort sind: Standortbezeichnung bei Vodafone Vorhandene weitere Nutzungen außerhalb des Pilotversuchs Geografische Koordinaten (WGS 84) Geländehöhe Antennenhöhe Antennentyp Zelle A Ausrichtung Zelle A (bedient die Ortsteile Zöbingen, Walxheim) Antennentyp Zelle B Ausrichtung Zelle B (bedient die Ortsteile Kerkingen, Itzlingen, Jagstheim, Sechtenhausen, Meisterstall) 1143 SXU I66 Baldern Vodafone (GSM ) E-Plus und O2 (jeweils GSM) Östl. Länge: 10 Grad 19 Min 0,21 Sek Nördl. Breite: 48 Grad 54 Min 10,04 Sek 621m ü. NN 29,5 m ü. Grund Kathrein K742264, 65 hor. Öffnungswinkel, 14 dbi Gewinn, Antennendiagramm im Anhang Azimuth 10, Downtilt 0 14 Grad möglich Kathrein K742264, 65 hor. Öffnungswinkel, 14 dbi Gewinn Azimuth 100, Downtilt 0 14 Grad möglich Antennentyp Zelle C Kathrein K , 88 hor. Öffnungswinkel, 13,5 dbi Gewinn, Antennendiagramm im Anhang Ausrichtung Zelle C Azimuth 270, Downtilt 0 12 Grad möglich (bedient den Ortsteil Baldern) Seite 12

13 Eingangsleistung je Antenne Downlink-Frequenz, alle Zellen A,B,C (Frequenz der Basisstation im Sendebetrieb) Uplink-Frequenz (Frequenz der Endgeräte im Sendebetrieb) Anbindung Backbone Systemtechnik Unterstützte Datenraten Watt am Antenneneingang in jeder Zelle MHz, 1 Kanal mit 5 MHz Breite MHz, 1 Kanal mit 5 MHz Breite SDH-Richtfunk vom Schloß Baldern zum SWR-Sender Aalen, dann weiter per SDH-Richtfunk zur Vermittlungsstelle Ulm, dort Übergang ins Glasfasernetz von Vodafone Hersteller:Ericsson Typ: Indoor RBS MHz (kommerziell eingesetzt z.b. in Australien) Bis 7,2 MBit/s Download, Bis 1,4 Mbit/s upload Tab 2.2 Technische Daten zur UMTS-Basisstation Schloss Baldern 2.4. Technische Daten zum Endkunden-Equipment Bei den Endgeräten, die den Testkunden zur Verfügung gestellt wurden, handelt es sich um kommerzielle WLAN-Router des Herstellers Ericsson mit integriertem UMTS-Empfangs- Modul. Diese sind kommerziell in anderen Märkten (z.b. Australien) im Einsatz. An die Router können per LAN-Kabel oder per WLAN ein oder mehrere PCs und/oder Laptops angeschlossen werden. Die Router konnten i.d.r. von den Kunden selbstständig in Betrieb genommen werden. Die Terminals der Serie W3x verfügen über zwei interne Antennen 1 für die Frequenzbänder MHz und MHz (orthogonal ausgerichtet), die vermutlich als planare Antenne(n) ausgeführt sind. Über eine eingebaute Antennenbuchse kann eine externe Antenne zur Verbesserung der Kommunikation in beiden Richtungen angeschlossen werden. Nur sehr wenige Kunden haben eine solche externe Antenne benötigt, im Bedarfsfall wurde diese von Vodafone kostenfrei zur Verfügung gestellt. Wie jedes andere kommerziell verfügbare UMTS-Endgerät findet auch bei dem verwendeten Router eine durch die Funkfeststation gesteuerte Regelung der Sendeleistung (sogenanntes Transmit Power Control, TPC) statt, die während des Versuches aktiv war und nicht abgeschaltet werden konnte. Die wichtigsten technischen Daten zum Router sind: Hersteller und Modellbezeichnung Anschlüsse maximale Ausgangsleistung Download-Datenrate Upload-Datenrate Stromversorgung Ericsson, Modellbezeichnung W35 4xLAN, WLAN, externer Antennenanschluss 23 dbm (entspricht 0,2 Watt) HSDPA, bis zu 7,2 MBit/s HSUPA, bis zu 1,4 MBit/s 230 V Tab. 2.3 Technische Daten zum UMTS-Router (Angaben des Herstellers) 1 Über deren Richtcharakteristik inkl. Hauptstrahlrichtung und Gewinn ist nichts bekannt. Seite 13

14 Technische Daten zur externen bzw. Außenantenne sind im Anhang zu finden Auswahl der Kunden Die Auswahl der Kunden erfolgte durch die Gemeinden Bopfingen und Unterschneidheim. Von Vodafone wurde lediglich vorgegeben, aus welchen Ortsteilen die Kunden teilnehmen können. Interessierte Bürger aus diesen Ortsteilen konnten sich dann bei der Gemeinde als Interessenten melden. Die Anzahl der Kunden wurde zu Beginn auf 100 Testkunden begrenzt. Zu einem späteren Zeitpunkt wurden aufgrund der Nachfrage aus den Gemeinden weitere Endgeräte ausgegeben, sodass in Summe etwa 115 Bürger und Gewerbetreibende im Rahmen des Versuchs über einen Breitbandanschluss mit dem UMTS-System verfügen. In dem Versuch sollten sowohl Privat- als auch Gewerbekunden mit ihren unterschiedlichen Anforderungen an dem Projekt teilnehmen. Etwa 80% der Kunden nutzen das System privat, etwa 20 % nutzen es geschäftlich. Seite 14

15 Anhang Daten der Basistations-Antennen: Abb. 2.2 Technische Daten der Basisstations-Antenne K (Zellen A (10 Azimuth) und B (110 Azimuth) ) Seite 15

16 Abb. 2.3 Technische Daten der Basistations-Antenne (Zelle C, 270 Azimuth) Seite 16

17 Daten der Außenantenne zum Anschluss an den W35-Router Bei den hier angegebenen Daten handelt es sich um die Daten der kommerziell verfügbaren Antenne des Herstellers. Im Pilotversuch Baldern wurde vom Hersteller der Frequenzbereich der Antenne im unteren Bereich von der bisherigen Untergrenze 860 MHz auf 825 MHz angepasst. Die übrigen Daten der Antenne wurden aus Kosten- und Aufwandsgründen nicht eigens erhoben, wir gehen aber davon aus, dass die hier angegebenen Daten im wesentlichen noch gelten. Abb. 2.4a Technische Daten der Antenne zum Anschluss an den Ericsson Router W35 Seite 17

18 Abb. 2.4b Messdaten der externen Antenne zum Anschluss an den Ericsson Router W35 (ohne Anpassung der Frequenz-Untergrenze, die hier für 860 MHz spezifiziert ist) Seite 18

19 3. Ergebnisse Nutzerbefragung 3.1. Ablauf Das Modellprojekt zur Verbreitung von Funkinternet über Rundfunkfrequenzen wurde von der LFK mit einer Nutzerbefragung begleitet. Zusammen mit dem Forschungsinstitut BIK MARPLAN Intermedia GmbH wurde durch mehrere telefonische und schriftliche Befragungen die Nutzung und Akzeptanz der neuen Internetlösung ermittelt. Durch eine Nullmessung (telefonisch), vor Beginn des Pilotprojektes, wurde die Zufriedenheit mit der bisherigen Internetverbindung und das ursprüngliche Internetverhalten der Teilnehmer erfasst. Die Einrichtung der neuen Funkinternetverbindung und erste Erfahrungen wurden durch schriftliche Tagebucheinträge von den Nutzern festgehalten. Vier Monate nach Start des Modellprojekts wurden die Teilnehmer erneut telefonisch befragt. Bei den verschiedenen Befragungen konnten von den 105 angemeldeten Teilnehmern zwischen 77 und 80 Haushalte/Betriebe erreicht und befragt werden. Die jeweiligen Teilnehmerzahlen finden sich in den Diagrammen. In den Angaben sind (falls nicht anders ausgewiesen) die Aussagen der 17 teilnehmenden Betriebe enthalten. Im Folgenden werden die wichtigsten Ergebnisse der telefonischen und schriftlichen Befragungen wiedergegeben. Durch die geringe Teilnehmerzahl und die Art des Auswahlverfahrens gelten die Ergebnisse im Wesentlichen nur für den beschriebenen Pilotversuch und sind nicht grundsätzlich verallgemeinerbar Nullmessung Als Nullmessung wird die erste telefonische Befragung bezeichnet, welche noch vor Installation der neuen Internetverbindung über Funk durchgeführt wurde. Sie dient der Beschreibung der Ausgangssituation der teilnehmenden Haushalte. Die Nullmessung bildet demnach den Status Quo vor Start des Modellprojekts ab und ist Vergleichsgrundlage für die späteren Erhebungen. Sie fand im Juni 2009 statt. Die Befragung wurde jeweils mit der Person durchgeführt, die das Internet am häufigsten im Haushalt/Betrieb nutzt. Seite 19

20 Wie die folgende Abbildung zeigt, setzt sich die Stichprobe der Nullmessung vor allem aus männlichen Teilnehmern im mittleren Alterssegment zusammen. Demographische Variablen Geschlecht Männer Frauen 25% 75% Alter Jahre Jahre 13% 55% 50 Jahre und älter 33% Einkommen* Bis zu Euro 3% Zwischen und Euro 35% Über Euro 48% Weiß nicht / keine Angabe 13% Familienstand Ledig, mit Partner 12% Ledig, ohne Partner 13% Verheiratet 73% Geschieden oder verwitwet, ohne Partner 2% Bildung Volks- oder Hauptschule 25% Realschule 43% Fachhochschule, Abitur, Studium 27% Weiß nicht 5% *Haushaltsnettoeinkommen Befragte der Nullmessung, n=77 Seite 20

21 Der Zugang zum Internet erfolgte vor Installation der Funkinternetverbindung beim Großteil der Teilnehmer über ISDN oder ein analoges Modem. Zudem standen einigen Personen auch verschiedene Zugänge über DSL light zur Verfügung. Internetverbindungen über Kabelmodem oder Satellit waren eher die Ausnahme. Internetzugang zum Zeitpunkt der Nullmessung ISDN analoges Modem 27% 29% DSL 1000/light 21% DSL ODR* 12% Kabelmodem (z. B. Fernsehkabel) Satellit mobiler Zugang (UMTS-Laptop-Karte, Mobiltelefon) DSL % 1% 4% 5% *Verschiedene Verträge: DSL Powerline, SDSL, VDSL Befragte der Nullmessung, n=77 Die Gründe an dem Modellprojekt teilzunehmen lagen für fast alle Nutzer in der Hoffnung auf eine schnellere Internetverbindung. Auch die erwartete Zuverlässigkeit der Übertragungsraten und die niedrigen Kosten waren für viele Teilnehmer Anlass für die Anmeldung zum Pilotprojekt. Gründe für die Teilnahme am Pilotversuch Geringerer technischen Aufwand 22% Schnellere Internetverbindung 97% Niedrigere Kosten Zuverlässigere Übertragungsraten 40% 43% Besserer Service Einfache Installation Unkomplizierte Internetnutzung 26% 23% 31% Mehrfachantworten Befragte der Nullmessung, n=77 Seite 21

22 3.3. Tagebücher Die schriftliche Befragung der Teilnehmer über Tagebücher wurde für die Anfangsphase des Projekts veranlasst, um den Einrichtungsprozess der Funkinternetverbindung zu begleiten. Die Einrichtung der neuen Verbindung wurde vom Großteil der Befragten als unproblematisch bewertet. 14 Prozent (12 Personen) empfanden den Einrichtungsprozess als sehr problematisch. Durchschnittlich ergab sich eine Einrichtungsdauer von 48 Minuten. Einrichtung der Funkinternetverbindung 14% 1% 13% 35% sehr unproblematisch unproblematisch weniger problematisch sehr problematisch kann ich nicht sagen 38% Rücksender der Tagebücher, n=80 In den ersten Wochen der Nutzung konnten die Teilnehmer selbstständig Auffälligkeiten während des Betriebs im Tagebuch vermerken. Diese Angaben geben einen ersten Einblick in die Vor- und Nachteile der neuen Internetverbindung über Funk, wobei sich in den negativen Erfahrungen auch eventuelle Anfangsschwierigkeiten widerspiegeln können. 55 Prozent der Befragten berichteten (wenigstens einmal) problematische Erfahrungen mit der Funkinternetverbindung, wobei die häufigsten Probleme mit der Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit der Verbindung assoziiert waren. 53 Prozent vermerkten in ihren Tagebüchern (wenigstens einmal) besonders positive Ereignisse. Auffällig ist hier, dass auch bei den positiven Rückmeldungen die Stabilität und Schnelligkeit der Verbindung im Vordergrund steht. Seite 22

23 3.4. Nachbefragung Die zweite telefonische Befragung aller Nutzer wurde vier Monate nach Einrichtung der neuen Internetverbindung durchgeführt. Hier wurde, analog zur Nullmessung, das Internetverhalten der Teilnehmer erfasst und die Zufriedenheit mit dem Funkinternet abgefragt. Die Frage nach Veränderungen in der Internetnutzung ergab, dass nahezu die Hälfte der Teilnehmer das Internet nach Einrichtung der neuen Funkverbindung mehr nutzten als zuvor. 47 Prozent gaben an, das Internet genauso viel wie über ihre alte Verbindung zu nutzen und nur vier Prozent berichteten einen Rückgang der Internetnutzung. Selbsteinschätzung der Internetnutzung im Vergleich zum Zeitraum vor Einrichtung der Funkverbindung 47% 49% mehr weniger genauso viel 4% Befragte der Nachbefragung, n=79 Seite 23

24 Der Vergleich der Angaben aus der Nullmessung und aus der Nachbefragung zeigt allerdings, dass sich in der berichteten Häufigkeit der Nutzung kaum Veränderungen ergeben haben. Die Werte bleiben nach Einführung der neuen Verbindung relativ stabil. Hier ist nicht ganz klar, ob sich die Einführung des Funkinternets auf die Nutzungshäufigkeit der Teilnehmer auswirkte, oder ob es von einigen Teilnehmern (z.b. durch die verstärkte Beschäftigung mit dem Thema) nur so empfunden wurde (siehe vorherige Seite). Nutzungshäufigkeit vor Einrichtung der Funkverbindung Täglich 58% Mehrmals pro Woche 35% Mindestens einmal pro Woche Mindestens einmal in 14 Tagen Mindestens einmal im Monat 1% 1% 5% Befragte der Nullmessung und der Nachbefragung, n=66 Nutzungshäufigkeit nach Einrichtung der Funkverbindung Täglich 55% Mehrmals pro Woche 36% Mindestens einmal pro Woche 9% Mindestens einmal in 14 Tagen Mindestens einmal im Monat Befragte der Nullmessung und der Nachbefragung, n=66 Seite 24

25 Betrachtet man die Häufigkeit verschiedener Aktivitäten im Internet, zeigen sich für einige Tätigkeiten beachtliche Unterschiede zwischen Nullmessung und Nachbefragung. Im Bereich der privaten Nutzung sind es neben der Informationssuche (gezielt nach Informationen suchen, Zeitung lesen) vor allem Aktivitäten zur Unterhaltung wie Musik hören, Videoclips ansehen etc., die zur Zeit der Nachbefragung verstärkt genutzt wurden. Internetaktivitäten s lesen/ schreiben Gezielt nach Informationen suchen Online-Banking Nachrichten lesen/ anschauen Einkaufen Zeitung lesen Größere Dateien versenden Chatten Eher ziellos im Internet surfen kommunizieren über Instant Messenger Musik hören Videoclips anschauen Telefonieren Fotos einstellen Flüge buchen / Bahntickets kaufen / Auszüge /Teile von Büchern lesen Musik oder Filme herunterladen Online-Spiele spielen Längere Filme/Serien anschauen Fernsehsendungen zeitversetzt sehen Videos einstellen 27% 23% 26% 36% 24% 32% 23% 26% 20% 21% 18% 20% 15% 35% 9% 29% 9% 9% 8% 14% 8% 3% 6% 3% 3% 11% 2% 8% 2% 8% 2% 8% % 3% 76% 65% 62% 61% 65% 91% 96% 91% Nullmessung Nachbefragung Mindestens einmal pro Woche Befragte der Nullmessung und der Nachbefragung, n=66 Seite 25

26 Für die geschäftliche Nutzung ergaben sich bemerkenswerte Unterschiede für die erhobenen Tätigkeiten Pflege von Geschäftskontakten, Kundenrecherche und Auftragsrecherche. Auch hier zeigte sich in der Nachbefragung eine Steigerung der Nutzungshäufigkeit. Geschäftliche Internetnutzung Pflegen von Geschäftskontakten 73% 87% Kundenrecherche 33% 60% Nullmessung Auftragsrecherche 27% 53% Nachbefragung Mindestens einmal pro Woche Betriebe der Nullmessung und der Nachbefragung, n=15 Der Vergleich der Zufriedenheit mit der Funkinternetverbindung mit der Zufriedenheit mit der vorher bestehenden Verbindung zeigt eine deutliche Verbesserung. Während vor Beginn des Pilotversuchs insgesamt 22 Prozent zufrieden bzw. sehr zufrieden mit ihrem Anschluss waren, konnte dieser Wert auf 89 Prozent gesteigert werden. Die Gründe für die Unzufriedenheit vor dem Versuch lagen vor allem in der geringen Schnelligkeit des alten Anschlusses. Nach Installation des Funkinternets wurde vor allem die (Un-)Zuverlässigkeit der Übertragungsraten als Grund für Unzufriedenheit angegeben. Zufriedenheit mit dem Internetzugang vor Start des Pilotversuchs Gründe für Unzufriedenheit vor Start des Pilotversuchs Sehr zufrieden Zufrieden Eher unzufrieden 5% 17% 30% wegen der geringen Schnelligkeit wegen der hohen Kosten 1% 75% Unzufrieden 48% kein DSL 1% Befragte der Nullmessung, n=77 Befragte der Nullmessung, n=77 Zufriedenheit mit dem Internetzugang nach Start des Pilotversuchs Gründe für Unzufriedenheit nachstart des Pilotversuchs Sehr zufrieden Zufrieden Eher unzufrieden Unzufrieden 5% 4% 46% 45% wegen der geringen Schnelligkeit Zuverlässigkeit der Übertragungsraten Funktioniert nicht 1% 1% 7% Befragte der Nachbefragung, n=79 Befragte der Nachbefragung, n=79 Seite 26

27 Die Beurteilung verschiedener Aspekte der neuen Funkinternetverbindung bestätigt, dass die Zuverlässigkeit der Übertragungsraten von einigen Teilnehmern des Projekts als nicht ausreichend empfunden wurde. Auch die Schnelligkeit der Verbindung erschien einigen Teilnehmern als unbefriedigend. Insgesamt ist die Bewertung der verschiedenen Aspekte des Funkinternets jedoch größtenteils positiv. Vor allem die Installation der Hard- und Software sowie der technische Aufwand im Allgemeinen wurden von besonders vielen Teilnehmern als gut bzw. sehr gut eingeschätzt. Beurteilung der Funkinternetverbindung Installation der Hard- und Software Technischer Aufwand zum Einrichten Internetnutzung Service Schnelligkeit der Internetverbindung Zuverlässigkeit der Übertragungsraten % 20% 40% 60% 80% 100% sehr gut gut befriedigend ausreichend mangelhaft ungenügend Befragte der Nachbefragung, n=79 Bei der Auswertung verschiedener Fragen zeigte sich, dass etwa ein Zehntel der Befragten (9 Prozent) mit dem Funkinternetanschluss nicht zufrieden war. Zu diesen zählten proportional gesehen mehr Betriebe (18 Prozent der Betriebe) als Privathaushalte (6 Prozent der Privathaushalte). Hier wird deutlich, dass die gewerbliche Verwendung des Internetanschlusses und die damit einhergehenden Nutzungsstrukturen eine Herausforderung für die Internetverbindung per Funk darstellen können. Das neue Angebot wird von den teilnehmenden Betrieben verstärkt genutzt (siehe geschäftliche Internetnutzung), wobei auch (proportional gesehen) häufiger Probleme berichtet werden. Seite 27

28 Dass die Mehrheit der Teilnehmer des Pilotversuchs mit der Internetverbindung über Funk zufrieden war, spiegelt sich in der Frage wieder, ob die Teilnehmer den Funkinternetzugang weiterempfehlen würden. Dies trifft auf 91 Prozent der Befragten zu. Nur neun Prozent würden die neue Internetverbindung nicht weiterempfehlen. Insgesamt wurde das Pilotprojekt von den Teilnehmern demnach weitgehend positiv bewertet. 96 Prozent fanden es sehr gut oder gut, dass in ihrem Ort eine Funkinternetverbindung eingerichtet wurde. Wie gut finden Sie es, dass bei Ihnen im Ort eine Funkinternetverbindung eingerichtet wurde? 3% 1% 35% 61% sehr gut gut weniger gut überhaupt nicht gut Befragte der Nachbefragung, n=79 85 Prozent der Befragten sahen ihre Erwartungen an den Modellversuch erfüllt. 15 Prozent sahen ihre Erwartungen nicht erfüllt, was vor allem mit einer unbefriedigenden Schnelligkeit des Anschlusses bzw. der Unzuverlässigkeit der Datenraten begründet wurde. Seite 28

29 4 Gemeinsame Messberichte 4.1 Messungen des Datendurchsatzes Performance des UMTS-Systems aus Kundensicht Die LFK hat im Rathaus von Kerkingen ein autonomes Messsystem aufgestellt. Dabei handelt es sich um einen handelsüblichen Rechner mit Windows XP, der alle 10 Minuten Down- und Uploads tätigt und eine Laufzeitmessung mittels Ping zu einer definierten Gegenstelle durchführt. Dabei laufen die Messungen fast 24 Stunden am Tag. Es erfolgt nur eine Unterbrechung um Mitternacht, um das System kontrolliert und zu einem festen Zeitpunkt neu zu starten. Die Downloads wurden über die üblichen Protokolle HTTP und FTP durchführt, dabei kamen unterschiedliche Szenarien und Gegenstellen zum Einsatz. Uploads wurden nur per FTP getätigt. Es kamen bei den Tests auch unterschiedliche Dateigrößen zum Einsatz. Die jeweilige Datendurchsatzrate wurde als Mittelwert über die gesamte Übertragungsdauer durch eine einfache Division des bekannten Übertragungsvolumens durch die dafür benötigte Zeit ermittelt. Im Folgenden sollen nun einige ausgewählte Szenarien mit Hilfe eines Schaubilds vorgestellt werden. Erklärung der statistischen Begriffe Durchschnitt: Der Durchschnitt ist das arithmetische Mittel aller Werte der betreffenden Stunde. Er ergibt sich aus der Summe der gemessen Werte durch die Anzahl der gemessenen Werte. 10% Quantil: Die untersten 10% der gemessenen Werte in betreffenden Stunde liegen unter diese Wert. Die restlichen 90% liegen darüber. 90% Quantil: 90% der gemessenen Werte liegen unterhalb dieses Wertes. Die restlichen 10% liegen über diesem Wert. Verwendete Hard- und Software Ericsson W35 Router, bereitgestellt von Vodafone Rechner mit Windows XP, angebunden über Kabel an den Router FTP-Upload mittels des FTP-Programms von Microsoft für die Kommandozeile Ping mittels des Programms von Microsoft für die Kommandozeile HTTP mittels WGET Version des GNU-Projekts Alle Gegenstellen der Tests haben eine höhere Bandbreite bei der Anbindung an das Internet als das in Kerkingen verwendete System. Die bei den Teilnehmern des Versuchs eingesetzten Router von der Firma Ericsson haben eine maximale Übertragungskapazität von 7,2 Mbit/s im Download und 1,4 Mbit/s im Upload, so dass diese Werte als begrenzende Größe gesehen werden können. Somit stellen obige Werte für die Funkstrecke den leistungsbegrenzenden Faktor bei den Messungen dar. Seite 29

30 HTTP Download vom Webserver der LFK Beim HTTP-Testszenario wird das Verhalten eines Internetsurfers abgebildet. Dazu wird vom Webserver der LFK eine Dummywebseite mit einem Umfang von 215 kbyte geladen, die aus insgesamt 56 Dateien besteht. Danach erfolgt noch ein Download einer 5 MB großen Datei. Der Webserver für die Gegenstelle steht im Rechenzentrum des Landesforschungsnetz BelWü. Die Ergebnisse des Test sind durchweg akzeptabel. In den Nachtstunden ist die Performance sehr gut. Tagsüber sind die Werte auf dem Niveau einer DSL-Verbindung. In den Abendstunden kommt es allerdings in der Zeit zwischen 19 und 23 Uhr zeitweise zu etwas stärkeren Einbrüchen bei der Performance, erkennbar am sehr starken Einbruch des 10% Quantils. Dies dürfte hauptsächlich durch eine verstärkte Nutzung des Internetzugangs in der Freizeit für Dienste wie z.b. Youtube hervorgerufen werden, die eine erhöhte und länger anhaltenden Nutzung der in der Zelle vorhandenen Bandbreite zur Folge haben. Upload auf LFK-Server Es wird eine 1 MB große Datei per FTP-Protokoll auf den Testserver der Firma Vodafone hochgeladen. Der Provider für diesen Server ist Hosteurope. Seite 30

31 Beim Upload ist die Performance über den ganzen Tag hinweg konstant gut. Die Datendurchsatzrate ist vor dem Hintergrund der maximalen Übertragungskapazität des Terminals von 1,4 Mbit/s im Upload als sehr gut anzusehen. Ping gegen das Webhosting der LFK Beim Ping wurde üblicherweise mit einer von 32 Bytes auf 1024 Bytes erhöhten Größe des Datenpakets gearbeitet. Dadurch ergibt sich eine höhere Laufzeit der Datenpakete, eine erhöhte Varianz der Messwerte und somit eine feinere Auswertbarkeit. Diese Laufzeit wird als sogenannte Round Trip Time bezeichnet. Sie ergibt sich aus der Zeit, die ein Datenpaket von einem Rechner A zu einem Rechner B und zurück benötigt. Als Gegenstelle für den Pingtest wurde der Server mit der Webpräsenz der LFK genutzt, der bei der Firma Inside Security gehostet ist. Seite 31

32 Bei einem Internetzugang über Funk ist die Round Trip Time immer etwas schlechter als bei einem von der Bandbreite her vergleichbaren Internetzugang über das Festnetz. Für einen Zugang im Festnetz würde sich für die erhöhte Paketgröße eine typische Round Trip Time von 70 bis 100 ms ergeben. Die gemessenen Werte für das Testsystem in Kerkingen sind gut geeignet für das Surfen im Internet. Bei Anwendungen, die wie Onlinespiele eine sehr kurze Round Trip Time benötigen, muss aber je nach Gegenstelle mit leichten Abstrichen gerechnet werden.ein typisches Beispiel dafür sind für die Gegenspieler leicht ruckartigen wirkenden Lenkbewegungen bei einem Rennspiel. Ähnliche Werte wie in den obigen Messungen dürften sich auch bei den Teilnehmern des Versuchs ergeben haben Abschätzung der Auslastung des UMTS-Systems Im vorigen Kapitel wurden die Datenraten betrachtet, die ein Kunde in dem System zu erwarten hatte. Hier soll nun betrachtet werden, ob in dem Pilotversuch noch weitere Kunden aus kapazitiver Sicht hätten hinzukommen können, oder ob das System bereits an seiner Leistungsgrenze gearbeitet hat. Um abschätzen zu können, wie intensiv die Nutzung des UMTS-Systems durch die Testkunden im Verhältnis zur maximalen Leistungsfähigkeit des Standorts ist, wurden Analysen bei Vodafone durchgeführt, die für einen Zeitraum von einem Monat (gleicher Zeitraum wie bei den Betrachtungen zur Datenrate in Kap ) pro Stunde im Tagesverlauf das von allen Kunden in Summe transportierte Datenvolumen aufzeigen. Es wurden dann Mittelwerte und Quantile gebildet für jede Stunde eines Tages, sodass man aus 31 Tagen Messung recht sichere Werte über die im Tagesverlauf sich ändernde Nutzungsintensität erhält. Seite 32

33 MByte/Std, alle Nutzer aufsummiert, gesamter Standort Unten stehende Abbildung zeigt, dass die über den Tagesverlauf am Standort abgeführte Datenmenge in der Stunde der intensivsten Nutzung (17-18 Uhr) bei 2,7 GByte/Std als Mittelwert liegt. Die beiden Quantil-Kurven zeigen an, dass an 10% der Tage der Durchsatz oberhalb von 4,6 GByte/Std lag, und an 10 % der Tage dieser Wert unterhalb von 1,5 GByte/Std lag. Auch sieht man die naturgemäß deutlich niedrigere Nutzung in der Nacht mit wenig Streuung, tagsüber sieht man eine Mittagspause in der Internet-Nutzung zwischen 12 und 13 Uhr. Datendurchsatz des gesamten Standorts als mittlere Stundenwerte im Tagesverlauf, % Quantil Mittelwert 10% Quantil Stunde im Tagesverlauf (1.Stunde, 0-1 Uhr bis 24.Stunde, Uhr) Der tatsächlichen Nutzung steht die Leistungsfähigkeit des Funkstandortes bzw. des UMTS-Netzes als Ganzes gegenüber. Hier spielen freilich mehrere Aspekte eine Rolle. Nicht nur die Leistungsfähigkeit der Luftschnittstelle (also der Abschnitt Basisstation Funkfeld Kunde ) spielt eine Rolle, sondern auch die kapazitive Ausgestaltung der vom Standort wegführenden Richtfunkverbindungen, Glasfaserstrecken und anderer zentraler Netzelemente. Hier soll deshalb der Einfachheit halber nur betrachtet werden, wie stark im betrachteten Zeitraum die Luftschnittstelle durchschnittlich ausgelastet war. Bei Messungen in Funkfeld konnte Vodafone zeigen, dass bei gleichzeitigem Einsatz mehrerer Endgeräte, die auf die drei Funkzellen des Standorts verteilt waren, pro Stunde ein Volumen von ca. 9 GByte über das in Baldern aufgebaute UMTS-System transferiert werden kann. Im Vergleich zu den 9 GByte ist also der Standort in der Spitzenlastzeit Uhr demnach im Mittel nur zu ca. 30% ausgelastet gewesen, zu anderen Tageszeiten ist die Auslastung nochmals niedriger (z.b Uhr: 1500 GByte/Std entspr. 17%). Es hätten aus dieser Betrachtung heraus also deutlich mehr Nutzer als die ausgewählten Testkunden das System nutzen können. Seite 33

34 4.2 Messungen DVB-T Der störende Funkdienst ist UMTS, mit einer Bandbreite von 5 MHz und Frequenzbändern wie sie in Australien genutzt werden. Dabei liegt lediglich die Funkstrecke von den Endgeräten zur Basisstation der sogenannte Uplink (UL) innerhalb des Rundfunkbandes. Der potentiell gestörte Funkdienst ist digitales Fernsehen über DVB-T. In der Region Baldern sind folgende Sender empfangbar, meist nur über Dachantenne: Sender Aalen, mit den Kanälen 59 (ARD), 23 (ZDF) und 50 (Dritte ARD-Programme) Sender Hesselberg, mit den Kanälen 55 (ARD), 44 (ZDF) sowie 47 (Dritte Programme). An einigen Punkten ist auch der Sender Wendelstein empfangbar, ausschließlich über Dachantenne. Von diesem Senderstandort werden sechs Multiplexe abgestrahlt, was die Wahrscheinlichkeit der wirklichen Nutzung dieses Empfangs sofern technisch möglich erhöht. Die grundlegende Vorgehensweise bei allen Messungen lässt sich wie folgt zusammen fassen: Die Sendeantenne des störenden Funkdienstes sowie die Empfangsantenne des gestörten Funkdienstes werden relativ dicht zusammen gebracht. Das Endgerät des störenden Funkdienstes lädt Daten aus dem Internet herunter (download, relativ geringe Sendeleistung) bzw. hoch (relativ hohe Sendeleistung). Dabei wird der TV-Empfang an einem an den DVB-T-Empfänger angeschlossenen Bildschirm für verschiedene Kanäle beobachtet und der Pegel aufgezeichnet. Diese Prozedur lässt sich für verschiedene Antennen, Antennenaufstellungen, Polarisationen sowie Abstände zwischen der Sendeantenne des störenden Funkdienstes sowie der Empfangsantenne des gestörten Funkdienstes wiederholen. Der für viele Messungen verwendete grundsätzliche Aufbau ist in Abb skizziert. Das DVB-T-Signal wird über eine externe Antenne entsprechender Polarisation empfangen und auf einen Messempfänger zur Pegelmessung oder auf einen DVB-T-Empfänger zur Bewertung des Empfangs geleitet. Der Mobile UMTS-Breitband-Router W35 stellt über die interne oder über eine externe Antenne an gleicher Höhe wie die DVB-T-Empfangsantenne eine Verbindung mit der Basisstation her und ermöglicht den Internetzugang für den angeschlossenen Laptop. Die Polarisation der Sendeantenne entspricht meist der der DVB-T-Antenne. Abbildung 4.2.1: Grundsätzlicher Messaufbau, hier dargestellt mit externer Antenne am W35 Seite 34

35 Leistung W35 an ext. Antenne Pegel UL- Signal am DVB-T- Empfänger Antennen- Abstand Pegel am Empfänger Störbewertung Pegel am Empfänger Störbewertung Pegel am Empfänger Störbewertung Pegel am Empfänger Störbewertung Der Abstand zwischen beiden Antennen wird vergrößert, bis keine Beeinträchtigungen des DVB-T-Empfangs durch das vom W35 abgestrahlte UMTS-Signal mehr zu beobachten sind. Die Ergebnisse einer solchen Messung für Störungen in den Kanälen 47, 50, 55 und 59 sind in Tabelle zusammen gefasst. Aus diesen ist klar erkennbar, dass bei einem Upload bis zu einem Abstand von 1,5 m ein Empfang nahezu unmöglich war, in zwei Kanälen sogar für den Bereitschafts-Mode bis zu einer Entfernung von 4,5 m. Der Empfang des Kanals 59 wurde noch bei einem Abstand von über 10m zwischen beiden Antennen massiv gestört. Die Empfangsreserve der Kanäle 55 und 47 lag weit über der Ausfallgrenze des DVB-T-Empfängers. Empfangsreserve, bei Abstand 1m, W35 AUS Kanal 59 Sender Aalen 1 2 db Kanal 55 Sender Hesselberg 14 db Kanal 50 Sender Aalen 8 9 db Kanal 47 Sender Hesselberg db Status des W35 [dbm] [dbµv] [m] [dbµv] [dbµv] [dbµv] [dbµv] Aus - - 1,0 34 O.K. 47 O.K. 38 O.K. 59 O.K. Bereitschaft*** ,0 34 keine Sync. 47 Aussetzer 38 keine Sync. 59 Aussetzer Upload ,0 34 keine Sync. 47 keine Sync. 38 keine Sync. 59 keine Sync. Aus - - 1,5 34 O.K. 46 O.K. 37 O.K. 59 O.K. Bereitschaft*** ,5 34 keine Sync. 46 O.K. 37 keine Sync. 59 O.K. Upload ,5 34 keine Sync. 46 keine Sync. 37 keine Sync. 59 Starke Störungen Aus - - 2,0 35 O.K. 46 O.K. 40 O.K. 53 O.K. Bereitschaft*** 15 94,5 2,0 35 keine Sync. 46 O.K. 40 keine Sync. 53 O.K. Upload ,0 35 keine Sync. 46 Leichte Stör. 40 keine Sync. 53 O.K. Aus - - 2,5 35 O.K. 53 O.K. 41 O.K. 58 O.K. Bereitschaft*** ,5 35 keine Sync. 53 O.K. 41 Leichte Stör. 58 O.K. Upload ,5 35 keine Sync. 53 O.K. 41 keine Sync. 58 O.K. Aus - - 3,0 35 O.K. 57 O.K. 42 O.K. 57 O.K. Bereitschaft*** 16,5 90 3,0 35 keine Sync. 57 O.K. 42 O.K. 57 O.K. Upload ,0 35 keine Sync. 57 O.K. 42 S. starke Stör. 57 O.K. Aus - - 3,5 36 O.K. 42 O.K. Bereitschaft*** ,5 36 keine Sync. 42 O.K. Upload ,5 36 keine Sync. 42 Starke Störungen Aus - - 4,0 36 O.K. 42 O.K. Bereitschaft*** ,0 36 keine Sync. 42 O.K. Upload ,0 36 keine Sync. 42 Starke Störungen Aus - - 4,5 36 O.K. 42 O.K. Bereitschaft*** ,5 36 keine Sync. 42 O.K. Upload ,5 36 keine Sync. 42 Starke Störungen Aus - - 5,5 36 O.K. 42 O.K. Bereitschaft*** ,5 36 keine Sync. 42 O.K. Upload ,5 36 keine Sync. 42 Schwelle? Aus - - 6,5 38 O.K. 43 O.K. Bereitschaft*** ,5 38 Schwelle? 43 O.K. Upload ,5 38 keine Sync. 43 O.K. Aus - - 7,5 39 O.K. 44 O.K. Bereitschaft*** ,5 39 Leichte Störungen 44 O.K. Upload ,5 39 keine Sync. 44 O.K. Aus - - 8,5 39 O.K. Bereitschaft*** ,5 39 O.K. Upload ,5 39 keine Sync. Upload* ,5 35 keine Sync. Upload ,5 39 keine Sync. Upload** ,5 42 O.K. Upload ,5 40 Schwelle? O.K. Bild am TV-Empfänger (über DVB-T Receiver) über längere Zeit ohne Störungen Schwelle? Bild am TV-Empfänger (über DVB-T Receiver) hat über längere Zeit zeitweilige Störungen Leichte Störungen Bild am TV-Empfänger (über DVB-T Receiver) hat über längere Zeit wenige Störungen keine Sync. DVB-T-Receiver hat keine Synchronisation * Fahrzeug und Antennen leicht gedreht wegen Platzmangel auf dem Parkplatz => konstante Geometrie musste aufgeben werden ** Empfangsantenne leicht gedreht um den ca.-pegel für die Empfangsschwelle des Kanal 59 zu ermitteln *** hier liegen ca.-werte beim Pegel an der externen W35-Antenne vor Tabelle 4.2.1: Übersicht zu den Messergebnissen vom Im Nachbarkanal 66 wurden Störungen in Entfernungen von über 30m gemessen. Detaillierte Erläuterungen zur Auswahl der Messorte, eine Zusammenfassung der technischen Parameter der verwendeten Geräte und Bauteile und Beschreibungen aller Messungen sowie zu deren Auswertung finden sind im Kapitel 5.3. Seite 35

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66 DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE Arbeitskreis Professionelle Funkmikrofone 4.4 Drahtlose Mikrofone Bericht zum Pilotbetrieb eines UHF-Internetzugangs in der Region Bopfingen (Baldern, Kerkingen, Itzlingen) Zielstellung der Aktivität des Arbeitskreises Informationen über die Region Bopfingen und den Pilotbetrieb sammeln Soweit möglich o Messdaten zur Spektralen Frequenzbelegung sammeln o Störeinfluss auf drahtlose Mikrofonstrecken testen Informationen über die Region und das Pilotprojekt Internetberichte zur drahtlose Internet-Versorgung im Landkreis Zu Beginn der Testphase sollen zunächst 100 Haushalte in der Region Bopfingen (Baldern, Kerkingen, Itzlingen) sowie in der Nachbargemeinde Unterschneidheim (Zöbingen, Walxheim) die Möglichkeit erhalten, einen Breitband-Internet-Anschluss zu nutzen und zu testen. Hierzu werde man die Testhaushalte mit kostenloser Hardware ausstatten. Die Teststrecke ist zunächst für Breitband-Geschwindigkeiten von bis zu 7,2 MBit/s im Download sowie 1,4 MBit/s im Upload ausgelegt. Monatliche Gebühren fallen für die Testteilnehmer während der Testphase nicht an. Quelle: dsltarife News ( ) Dieses Pilotprojekt wird gemeinsam mit der Landesanstalt für Kommunikation in Baden-Württemberg (LFK) durchgeführt. Es startet im Mai und soll ein Jahr lang dauern.... bietet allerdings nur Geschwindigkeiten von bis zu 7,2 MBit/s bei Downloads und bis zu 1,4 MBit/s bei Uploads. Diese Bandbreite müssen sich alle Teilnehmer einer Funkzelle teilen. Ziel dieses Tests ist es herauszufinden, ob sich die digitale Dividende, das sind die Funkfrequenzen im Bereich zwischen 790 und 862 MHz, nutzen lässt, um ein ländliches, hügeliges Gebiet wie die Schwäbische Alb mit Breitband-Internet zu versorgen. Seite 66

67 Quelle: pocketbrain.de ( ) Die Landesanstalt für Kommunikation hatte im Januar Unternehmen dazu aufgerufen, Modellprojekte für eine Nutzung der so genannten digitalen Dividende einzureichen (Call for Proposals). Abgabeschluss ist der 30. Juni Der Versuch wird begleitet von der baden-württembergischen Landesregierung und läuft im Einvernehmen mit der Bundesnetzagentur. Das Modellprojekt soll Erkenntnisse darüber liefern, welches Potenzial die Funktechnik in der hügeligen Topographie im Südwesten hat, wie sie von den Bürgern genutzt wird und ob es Auswirkungen beim DVB-T und DVB- C Fernsehempfang gibt.... Das Modellprojekt, das die LFK im Auftrag der Landesregierung unter Schirmherrschaft des Ministeriums für Ernährung und Ländlichen Raum sowie des Wirtschaftsministeriums und unter Beteiligung der Bundesnetzagentur durchführt, wird begleitet von einer Nutzerstudie und umfangreichen technischen Untersuchungen auch zur Störproblematik. Eingebunden sind unter Federführung der LFK neben Sendern und Kabelnetzbetreibern auch Mikrofonhersteller und Sendenetzbertreiber. Quelle: kein-dsl.de ( ) DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 67

68 Informationen zur Region und zum Standort der Basisstation Quelle: Präsentation von Andreas Weller ( ) DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 68

69 Versorgungsprognose der Pilot-Basisstation Quelle: Vodafone DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 69

70 4.4.5 Messungen in der Region Bopfingen Es bestand grundsätzlich die Option zu zwei Messungen: o Spektrale Belegung des UHF-Bereichs (direkte Messung) o Störeinfluss auf Mikrofonstrecken (indirekte Messung) In Bopfingen und Umgebung beobachteten wir sowohl die Interaktion mit der Basisstation (Funkinstallation am Schloss Baldern) als auch mit den Anwenderendgeräten. Der Funkmast war im betrachteten Ortsgebiet gut empfangbar. Die Auswertung dieser Aussendung war daher gut möglich, die Auswertung der Aussendung der Anwenderendgeräte hängt von deren Aktivität und Abschattung zu den Messstandorten ab und wurde im Rahmen dieser Messung nicht berücksichtigt. Funkantennen am Schloss Baldern: Foto: DKE AK DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 70

71 4.4.6 Ermittlung der Beeinträchtigung von Mikrofonstrecken: Messaufbau der Freifeldmessmethode Darstellung einer Messantenne am Standort Kerkingen. Rechts oben, im Hintergrund ist das Schloss Baldern zu erkennen: Foto: DKE AK Die abgebildete Antenne ist an den HF-Generator angeschlossen und sendet das Nutzsignal in die Richtung der Mikrofonempfängerantenne. DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 71

72 Prinzipieller Messaufbau der gekoppelten Messmethode Vergleichbarer Aufbau wie bei der Freifeldmessmethode. Allerdings wird die Freifeldstrecken durch Antennenkoppler und Dämpfungsglieder nachgebildet. Der genaue Aufbau ist abhängig von den technischen Zugangsmöglichkeiten zur Testanlage. Messaufbau der gekoppelten Messmethode mit Basisstation und Endgerät DUT: (1) Mikrofonempfänger Sennheier 3000 Serie (bis ca. 830 MHz) (2) Mikrofonempfänger AKG 450 (Band VI) Laboraufbau mit HSDPA-Terminal: HSDPA-Basisstation im Laborversuch: Foto: DKE AK Foto: DKE AK DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 72

73 Prinzipieller Messablauf / Messmethode Ein mit 1 khz modulierter Messgenerator simuliert einen drahtlosen Mikrofonsender und speist eine Rundstrahlantenne/einen Zweig eines Antennenkopplers und simuliert somit ein drahtloses Mikrofon. Ein Mikrofonempfänger, angeschlossen an eine weitere Antenne/Ausgang des Antennenkopplers, wird auf derselben Frequenz betrieben. Die NF wird an ein SINAD-Messgerät geleitet. Der Abstand der Messantennen zueinander beträgt ca. 6m. Der Pegel des Messsenders wird so eingestellt, dass sich ohne Störsignal ein SINAD von 20 db ergibt. Der Messgeneratorpegel und Frequenz sind in das Messprotokoll einzutragen. Jetzt wird der Störer eingeschaltet (direkter Einstrahlung in das Freifeldsignal/anderer Zweig des Antennenkopplers) bzw. mit der Messender- und der Empfängerfrequenz auf die Störfrequenz (Pilot-Aussendung) gewechselt. Dadurch wird sich der SINAD verschlechtern bzw. das angehörte Rauschen deutlich zunehmen. Durch Erhöhen des Messgeneratorpegels wird wieder ein SINAD von 20 db eingestellt. Der Messgeneratorpegel und Frequenz sind in das Messprotokoll einzutragen. Diese Messung ist auf mehreren Frequenzen unterhalb, innerhalb und oberhalb der Störfrequenz zu wiederholen. Die graphische Darstellung des Generatorpegels über die Messfrequenz zeigt das Störspektrum und die Auswirkung auf den Mikrofonempfänger an. DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 73

74 Beobachtung der UHF-Frequenzbelegung in Kerkingen (Baldern) Beobachtungskoordinaten: 10 21'3"O / 48 54'15"N Standorthöhe über Meeresspiegel: ca. 474 m In der Gemeinde Bopfingen / Kerkingen waren aus unterschiedlicher Richtung insgesamt 6 DVB-T-Sender zu empfangen. Die Empfangssignal am Antennenanschluss der in circa 1,5m Höhe eingesetzten A5000 lag zwischen -70 und -60 dbm. Die grafische Darstellung zeigt im unteren Bereich alle gescannten Frequenzen mit deren Nutzung als blaue Linie. Im mittleren Bereich sind die TV-Kanäle und deren Ausnutzung dargestellt. Die obere Grafik zeigt eine richtungsabhängige Empfangspegelbewertung. 25% bedeuten einen Empfang in einem Viertel von 360 der möglichen Empfangsrichtung, 100% bedeutet ausreichend hohe Feldstärke unabhängig von der Antennenrichtung. Beobachtung der UHF-Frequenzbelegung südlich von Kirchheim Beobachtungskoordinaten: 10 20'37"O / 48 52'21"N Standorthöhe über Meeresspiegel: ca. 539 m Im Versorgungsgebiet waren aus unterschiedlicher Richtung insgesamt 24 DVB-T- Sender zu empfangen. DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 74

75 Das HSDPA-Signal des Pilotversuches (Basisstation) an unte r- schiedlichen Messstandorten Die Messungen wurden exemplarisch an verschiedenen Standorten durchgeführt. Die verwendete A5000 ist eine zirkulare UHF-Breitbandantenne mit bekannten Transducerdaten. Am jeweiligen Messstandort wurde die Antenne auf Maximum ausgerichtet und der Messpegel notiert. Beobachtungsfeldstärke an einer A5000 in 1,5m Höhe: Länge Breite Höhe [m] HSDPA- Pegel [dbm] Straße PLZ Ort 10 21'3"O 48 54'15"N Am Wasen Bopfingen/Kerkingen 10 18'59"O 48 54'13"N Schlossparkstraße Bopfingen 10 19'01"O 48 54'10"N Schlossparkstraße Bopfingen Unterschneidheim / 10 19'51"O 48 55'40"N Bopfinger Str Zöbingen Typisches Bild der Freifeldmessung (Messantenne auf linker Seite): Foto: DKE AK DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 75

76 Pegel in dbm (dbm) RMS-AVR, RMS-PEEK (dbm) Messergebnisse Labormessung im Frequenzbereich: -10 HSDPA-Terminalsignal mit unterschiedlichen Detektoren gemessen (RBW=100kHz) Frequency (MHz) RMS-AVR RMS-PEEK Labormessung im Zeitbereich: -2 HSDPA-Terminalsignal im Zeitbereich (RBW=10MHz) Time (ns) DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 76

77 Terminal Output Power [dbm] Terminal Output Power [dbm] Peak-Spektrum der Basisstation über eine Aufzeichnungszeit von 2 Minuten: 50 HSDPA850 Spectrum Allocation (Detector=RMS, RBW=300kHz, SampleTime=2min) Base Station Output Power 41 dbm Peak -9 MHz -27 dbm Peak 20 MHz -27 dbm Frequency (MHz) Peak- Spektrum des Terminals über eine Aufzeichnungszeit von 2 Minuten: 30 HSDPA850 Terminal Spectrum Allocation (Detector=RMS, RBW=300kHz, SampleTime=2min) Terminal Output Power 23 dbm Peak Noise -13 MHz -40 dbm Peak Noise 28 MHz -40 dbm Frequency (MHz) DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 77

78 Messung der Beeinflussung von Mikrofonstrecken Labormessung: Freifeldmessung am Standort Kerkingen: Hinweis: Die Freifeldmessung hat gegenüber der Labormessung eine reduzierte Dynamik und ist durch Ausbreitungsstörungen überlagert. DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 78

79 Spektrumbelegung im Bereich der Allgemeinverfügung (91/2005) Die beobachteten Spektren zeigen zunächst den typischen Signalverlauf digitaler Basis- und Endgeräte. Bereits bei der Beaufschlagung einer nachgebildeten Mikrofonstrecke mit dem HSDPA-Signal, wurde im Audiosignal ein ungewöhnliches Prasseln festgestellt. Die spektrale Verteilung der Störsignale in den TV-Kanälen zeigt die folgende Grafik: Uplink Die Kanäle 60 bis 63 wurden nicht oder nur wenig beeinflusst. Hier kann mit hoher Wahrscheinlichkeit der gewohnte Mikrofonbetrieb fortgesetzt werden. Der TV-Kanal 64 bis 66 sind in Rahmen der Allgemeinverfügung (Verfügung Vfg 91/2005 mit Geltungsbereich für ganz Deutschland, in anderen Nationen sind davon abweichende Regulierungen zugeteilt) nicht an drahtlose Mikrofone zugewiesen und werden hier nicht bewertet. Anders stellt sich die Situation auf den allgemeinverfügten Kanälen 67 bis 69 dar. Hier muss mit Schwerpunkt auf die Kanäle 67 und 68 mit erheblichen Störungen gerechnet werden. Der Kanal 69 ist nur in seinem unteren Drittel betroffen. Die beobachtete HSDPA-Technik kann in der verwendeten Hardwarekonfiguration etwa zwischen TV-K 65 und 68 konfiguriert werden. Entsprechend verschieben sich die Signal- und Störspektren. Nachfolgendes Bild zeigt diesen Sachverhalt vereinfacht: DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 79

80 Output Power on 50 Ohms [dbm] 45 HSDPA850 simplified Base Station Spectrum on different Centre Frequencies Frequency (MHz) Durch reduziertes Datenaufkommen kann die Dichte des störenden Nadelspektrums reduziert werden. Die Auswirkungen auf die sensiblen Mikrofonstrecken werden dadurch nicht reduziert. Hier ist es praktisch ohne jeden Belang, ob viele oder wenige Knackser die Audioübertragung beeinträchtigen. Bewertung der beobachteten Spektrumbelegung im HSDPA-Uplink: Die durch das HSDPA-Terminal erzeugten frequenzabhängige Störprodukte haben signifikante Auswirkungen auf die Übertragungsqualität drahtloser Produktionsmittel. Um dieses zu vermeiden sind höhere Schutzabstände in Kauf zu nehmen. Anderenfalls wird bei den Übertragungen wird ein "Prasseln" hörbar; d.h. Reportagen und Aktionen im Publikum oder in Kulissen werden von diesen Störgeräuschen begleitet werden Spektrumbelegung im Bereich des harmonisierten Audiobands Der Frequenzbereich 863 bis 865 MHz wurde durch das HSDPA-Terminal nicht grundlegend gestört. Geringfügige Beeinträchtigungen konnten allerdings durch die HSDPA-Basisstation im Bereich 864 bis 865 MHz nachgewiesen werden. Vergrößerte Darstellung der linken Spektrumflanke der Aussendungen der HSDPA- Basisstation: DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 80

81 Downlink Zusammenfassung Im Rahmen eines Versuchs in der Region Baldern konnten weitere Erfahrungen zur UHF-Belegung durch drahtlose Internetzugänge und deren Interaktion mit drahtlosen Mikrofonstrecken gesammelt werden. Der vorgeschlagene, technische Messaufbau konnte in der Praxis bestätigt werden und kann so bei vergleichbaren Aktivitäten zum Einsatz kommen. Obwohl es sich beim eingesetzten HSDPA-System nicht um das später beabsichtigte Übertragungsverfahren handelt, konnten wesentliche Vorarbeiten für nachfolgende Messungen durchgeführt werden. Obwohl durch die durch das HSDPA-Terminal erzeugten Störprodukte einen signifikanten Beitrag zur Beeinflussung von benachbarten PWMS-Strecken leisten, kann bei sorgfältiger Koordinierung eine weitere Mikrofonnutzung im Rahmen der Allgemeinverfügung erwartet werden. Durch die beobachteten Schutzabstände im Frequenzbereich kann die sich Anwendungskoordinierung für PWMS auf die Betrachtung räumlicher Entfernungen und geeignete Abschattung durch die Topologie, Bebauung und Infrastruktur beschränken. Die Zusammenarbeit mit den Betreibern und Ausrüstern des Pilotprojektes gestaltete sich sehr angenehm und findet unseren ungeteilten Dank! Innerhalb zweier Messtage konnte durch gute Vorbereitung, Hilfsbereitschaft und technischen Sachverstand ein erheblicher Arbeitsumfang bewältigt werden und wesentliche Erkenntnisse gewonnen werden. Der DKE Arbeitskreis steht bereit weitere Messungen mit dem nachfolgend vorgesehenen Übertragungsverfahren LTE durch zu führen. DKE-AK Professionelle Funkmikrofone : Pilotbetrieb Bopfingen September Seite 81

82 5. Kommentierung und Bewertung durch die beteiligten Unternehmen und Organisationen 5.1 Kommentierung und Bewertung durch die LFK Nutzung der Digitalen Dividende bietet leistungsfähigen Internetzugang im Ländlichen Raum Der Pilotversuch in Baldern hat gezeigt, dass im Ländlichen Raum mit den Frequenzen der Digitalen Dividende auch über Entfernungen von mehreren Kilometern ein leistungsfähiger Internetzugang hergestellt werden kann. Die günstige Frequenzlage von MHz hat deutliche Vorteile gegenüber den höheren, bisher in Deutschland lizensierten UMTS-Frequenzen bei 2100 MHz. Für die Gemeinden im Ländlichen Raum stellt ein funkgestützter Internetzugang über UMTS (bzw. zukünftig über die Digitale Dividende und LTE) eine leistungsfähige Alternative zu herkömmlichen kabelgebunden Breitbandtechnologien dar. Unterversorgte Ortsteile lassen sich ohne Bereitstellung von Zuschussmitteln der öffentlichen Hand mit einer leistungsfähigen Breitbandinfrastruktur erschließen Die Testkunden, die an dem Pilotversuch teilgenommen haben, sind in hohem Maße mit dem geschaffenen Internet-Zugang über UMTS zufrieden und würden diesen in ebenso hohem Maße weiterempfehlen. Die Messungen bestätigen sowohl eine gute Leistungsfähigkeit von Download und Upload als auch eine gute Robustheit des UMTS-Systems bzgl. der für den Kunden über den Tagesverlauf realistisch erreichbaren Datenraten. Bei der zukünftigen LTE-Technologie werden die tatsächlich erreichbaren Datenraten nochmals höher liegen als bei dem im Pilotversuch verwendeten UMTS-System. Seite 82

83 5.1.2 Weitere Untersuchungen zur Minimierung und Beseitigung von Störungen nötig Die im Rahmen des UMTS-Funkversuchs Baldern von den beteiligten Unternehmen durchgeführten Messungen haben bestätigt, dass die aufgrund vorliegender (Labor-) Schutzabstandsmessungen zu erwartenden Störungen des DVB-T-Empfangs beim praktischen Betrieb drahtloser Breitband-Modems auftreten können. Labormessungen Dritter, die außerhalb des Funkversuchs durchgeführt wurden, deuten darauf hin, dass Störungen durch LTE-Uplinks deutlich kritischer zu bewerten sind. Weitere Untersuchungen sind dringend umgehend notwendig, vor allem in Bezug auf o o o die Störwirkung zeitlich varianter LTE-Signale sowie von Signalen der Basisstationen, speziell auf den portablen Empfang von DVB-T; die Summenstörwirkung mehrerer Mobilfunksignale beider Richtungen (Downlink, Uplink); Minimierung bzw. Beseitigung von Störungen - technisch (z.b. in Bezug auf Filter-Charakteristiken inkl. Folgen) und ökonomisch (z.b. in Bezug auf Kosten und Folge-Kosten), mit dem Ziel der Erstellung eines Katalogs konkreter Handlungsempfehlungen und der Information der Verbraucher. Seite 83

84 5.1.3 Internetnutzung kann Fernsehempfang stören, aber weniger Störpotenzial im Ländlichen Raum Die messtechnischen Untersuchungen zur Verträglichkeit des UMTS-Systems mit den Empfangsgeräten für DVB-T und DVB-C haben gezeigt, dass Beeinflussungen möglich sind, aber gerade im Ländlichen Raum wohl seltener auftreten werden. Darüber hinaus sind die Möglichkeiten der Lösung von Störungssituationen hier wesentlich besser als in dichter besiedelten Gebieten. Grund hierfür ist u.a. der meist nur über die Dachantenne mögliche Empfang von relativ wenigen DVB-T-Angeboten, was bestimmte kritische Störsituationen ausschließt, die räumliche Lokalisierbarkeit möglicher Störungen erleichtert sowie eine mögliche Abhilfe vereinfacht. Auch ist im Ländlichen Raum die Dichte der Kabelnutzung geringer als in Ballungsräumen. Im Ländlichen Raum sind oft lediglich 3 Multiplexe mit DVB-T empfangbar, meist nur über eine Dachantenne. In Ballungsräumen werden häufig 6 Multiplexe verbreitet. Außerdem ist in Ballungsräumen die tatsächliche Nutzung von DVB-T als primärer Fernsehempfangsweg höher und es wird eine höhere Dichte von Mobilfunkterminals erwartet. Deshalb ist in Ballungsräumen das Risiko von Störungen größer. Die Größen UMTS-Signalstärke, Verwendung von Dachantennen und der räumliche Abstand von Fernsehempfänger und Mobilfunkterminal bieten im Ländlichen Raum Möglichkeiten zur Störungsvermeidung, sodass hier eine Koexistenz von DVB- Empfängern (Kabel und Terrestrik) und UMTS-Endgeräten möglich ist oder mit vergleichsweise überschaubaren Mitteln möglich gemacht werden kann. Es kann jedoch für den Verbraucher schwierig sein, die Ursache dieser Störungen zu erkennen. Daher ergibt sich die Notwendigkeit, die Teilnehmer am DVB- Fernsehrundfunk rechtzeitig in geeigneter Weise über mögliche Störungen durch den Breitband-Funkdienst und umfassend über Maßnahmen zu deren Beseitigung zu informieren. Seite 84

85 5.1.4 Maßnahme zur Vermeidung von Störungen des Fernsehempfangs durch die Internetnutzung Angesichts der Tatsache, dass die Störreichweite eines Breitband-Modems je nach den Umständen nur wenige Meter, aber unter ungünstigen Umständen auch über hundert Meter betragen kann, werden folgende abgestufte Maßnahmen zur Sicherung eines ungestörten Empfangs von DVB-T und DVB-C empfohlen: Werden störendes Modem und gestörter Empfänger in ein und demselben Haushalt betrieben, so ist dem Teilnehmer zuzumuten zu prüfen, ob die Störungen durch verbesserte räumliche Entkopplung beider Geräte beseitigt werden können. Gelingt dies nicht, ist dem Teilnehmer zuzumuten, auf das gleichzeitige Nutzen beider Dienste zu verzichten. Befinden sich störendes Modem und gestörter Empfänger nicht im selben Haushalt, hat der die Störungen verursachende Funknetzbetreiber nach den allgemeinen Grundsätzen der Frequenznutzung für Abhilfe zu sorgen. Geeignete technische Maßnahmen können u.a. sein: Gezieltes Verringern der Sendeleistung des störenden Modems, Bereitstellen von Entstörmitteln, Austausch der Fernseh-Empfangsanlage. Die Mobilfunkterminals sollten mit möglichst geringer Sendeleistung arbeiten Abstimmung der jeweils genutzten Frequenzen für Fernsehen und Internet Die Messungen der Verträglichkeit von DVB-T und dem getesteten Internetzugang über Rundfunkfrequenzen zeigen, dass aufgrund der geringen Belegung mit DVB-T- Sendern und dem Umstand, dass nur eine Frequenz für den Internetzugang genutzt wurde, das Risiko von Störungen in Baldern während des Versuchs eher gering ist. Auch in Zukunft ist im Ländlichen Raum nur mit einer im Vergleich zu Ballungsräumen geringeren Belegung des Spektrums mit DVB-T-Sendern zu rechnen. Darüber hinaus werden wegen der geringen Bevölkerungsdichte die Mobilfunkunternehmen im Ländlichen Raum möglicherweise nicht alle ihnen im 800 MHz-Bereich zugeteilten Frequenzen in Betrieb nehmen. In diesem Fall wird empfohlen, im Ländlichen Raum speziell solche Frequenzen für den drahtlosen Breitbandzugang zu nutzen, bei denen Störungen weniger wahrscheinlich sind. Hierzu ist eine Zusammenarbeit von BNetzA, MNOs und Rundfunknetzbetreibern erforderlich Minimierung von Störungen durch technische Verbesserung bei den Endgeräten Kabelboxen sollten in Zukunft ausreichend gegen Störfelder von außen geschützt sein. Dies könnte z.b. durch die Verwendung von Metallgehäusen geschehen, zusätzlich durch den Austausch von Durchschleif-Eingängen in Kabelboxen wie auch TV- Geräten. Seite 85

86 5.1.7 Information der Bevölkerung durch Mobilfunkbetreiber und Behörden Information der Bevölkerung über den Aufbau des Netzes, dass Störungen auftreten können und was man dagegen tun kann. Fachpersonal, welches das technische Umfeld kennt, kann wesentlich zur Verringerung des Risikos von Störungen beitragen, indem es eine der Situation angepasste Wahl für die Aufstellungsorte von Fernsehempfangsgerät und Mobilfunkterminal trifft. Dazu muss das Fachpersonal Kenntnis haben über o o o DVB-T-Sender in der weiteren Umgebung und deren Frequenzen Ausbaustand des Breitband-Kabelnetzes Die Lage der in der näheren Umgebung im 800 MHz-Band sendenden Basisstationen. Die Lage dieser Basisstationen sollte die BNetzA kenntlich machen, z.b. in ihrer EMF-Datenbank Maßnahme zur Verringerung von Störungen bei den drahtlosen Mikrofonen Die ebenso untersuchten Beeinflussungen von UMTS-Systemen auf Drahtlos- Mikrofon-Systeme haben gezeigt, dass bei sorgfältiger Planung von Drahtlos- Mikrofon-Anlagen für entsprechende Veranstaltungen (Konzerte, Rundfunk- Berichterstattung ) eine Koexistenz von Drahtlos-Mikrofon-Systemen und einem zukünftigen Funkinternet-System möglich sein wird. Um weiterhin drahtlose Mikrofone im UHF-Band betreiben zu können, sollten Nutzer von drahtlosen Mikrofonen sich rechtzeitig vor der Veranstaltung über die aktuelle Belegung des Spektrums informieren und mit dem erwarteten Bedarf an Mikrofonkanälen abgleichen Weitere mögliche Quellen von Störungen des Fernsehempfangs, die in Baldern allerdings nicht untersucht wurden Für Störungen durch Basisstationen, durch nicht ortsfeste Uplink-Störquellen (mobile Endgeräte) und sowie auf nicht ortsfesten DVB-T-Empfang lassen sich aus dem Funkversuch Baldern keine definitiven Schlussfolgerungen ableiten. Seite 86

87 5.2. Bewertung und Kommentierung der Messergebnisse durch Vodafone Zusammenfassung Breitband-Systeme, die in naher Zukunft die Frequenzen der Digitalen Dividende nutzen, stellen für die Bürger und Betriebe im Ländlichen Raum eine leistungsfähige Lösung dar, um nicht länger von der Welt des schnellen Internets abgekoppelt zu bleiben. Die im Pilotversuch in Baldern gemachten Erfahrungen der Testkunden bestätigen dies. Die Kunden haben in der unabhängigen, von der LfK geleiteten Nutzerbefragung das zur Verfügung gestellte UMTS- System sehr gut bewertet. Die Untersuchungen der LfK zur Leistungsfähigkeit des Netzes bestätigen die gute Leistungsfähigkeit und die Robustheit des Systems. Bei dem für die Digitale Dividende vorgesehenen LTE-Standard werden die realistisch erreichbaren Datenraten nochmals deutlich höher liegen als bei dem in Baldern verwendeten UMTS- System. Dies konnte in Felduntersuchungen mehrerer Netzbetreiber in Deutschland aufgezeigt werden. Die aufgrund der günstigen Frequenzlage erwartete höhere Reichweite der Funksignale im Vergleich zu UMTS bei 2100 MHz - wurde bestätigt. Dem Nutzen für den Ländlichen Raum steht andererseits die Sorge gegenüber, dass es zu Beeinträchtigungen des Fernsehempfangs und zu Beeinflussungen von Drahtlos-Mikrofon- Systemen kommen könnte. Die durchgeführten Messungen zu den Drahtlos-Mokrofonen hatten zum Ergebnis, dass Störungen zwar möglich aber auch beherrschbar sind. Eine Koexistenz der Drahtlos-Mikrofone und der Internetzugänge mittels Digitaler Dividende wird daher möglich sein. Auch die Möglichkeit von Einflüssen auf den Fernsehempfang wurde in dem Pilotversuch anhand beispielhafter Szenarien untersucht. Sowohl beim Kabel-TV als auch beim DVB-T spielen jeweils mehrere technische Parameter eine Rolle, wenn es um die Wahrscheinlichkeit des Auftretens solcher Störungen geht. Wählt man die technischen Parameter dieser Szenarien bewusst ungünstig im Sinne von Worst-Case-Szenarien, können Störungen auftreten; freilich nicht auf allen Fernsehprogrammen, sondern nur auf denen, die aufgrund der Frequenzlage anfällig sind. Aber selbst in diesen Situationen gibt es Maßnahmen zur Abhilfe, die vom Anwender in der Regel mit geringem oder überschaubarem Aufwand umgesetzt werden können. In der Praxis werden Worst-Case-Szenarien eher selten anzutreffen sein. Der Regelfall hingegen wird sein, dass die Internet-Kunden ihr Digitale-Dividende-System nicht an der Empfangbarkeitsgrenze, sondern im gut funktionierenden Bereich betreiben (dies hat dann niedrige Sendeleistungen des UMTS-Endgeräts zur Folge) und dass sich die Fernsehkunden für eine Technik entscheiden, die zuverlässig funktioniert und die daher ebenfalls ein Stück oberhalb der technischen Mindestanforderungen betrieben wird. Dann aber sind Störungen sehr unwahrscheinlich und die Koexistenz der Systeme ist möglich. Für die Gemeinden und Kommunen des Ländlichen Raums überwiegen die Chancen der Digitalen Dividende deutlich gegenüber den sehr geringen Risiken. Die Digitale Dividende bietet die Chance auf eine rasch realisierbare Breitband-Infrastruktur, die mit bisher bestehenden anderen Anwendungen des Frequenzbereichs harmonieren wird. Zudem werden die öffentlichen Haushalte weniger beansprucht als bei einem kabelgestützten Breitband- Ausbau. Seite 87

88 5.2.2 Bewertung der Nutzerbefragung und der Leistungsmessungen Die von der LfK gemessenen Datenraten zeigen gute Performance-Werte für die Internet- Zugänge über das UMTS-System in Baldern. Die mittleren Download-Datenraten bewegen sich im Tagesverlauf auf dem Niveau von 4-5 MBit/s, die Upload-Datenraten liegen durchgängig bei 1 MBit/s. Kapazitätsreserven sind dabei noch reichlich vorhanden und ein zukünftiges LTE-System wird noch mal deutlich leistungsfähiger sein. Sowohl Privat- als auch Geschäftskunden haben ihren Internetzugang auf das UMTS-System umgestellt. Sie konnten Anwendungen nutzen, die vorher mit ihrem zu langsamen kabelgebundenen Internet-Anschluss nicht möglich waren. Mehr als 90% der Testkunden beurteilen das UMTS-System gut bis sehr gut und würden es anderen weiterempfehlen. Fast alle Kunden konnten ihr UMTS-System ohne den Einsatz von Außenantennen betreiben. Die Signalstärken waren auch in den weiter entfernten Ortsteilen noch ausreichend hoch für einen Empfang in den Gebäuden. Mit Frequenzen der Digitalen Dividende lassen sich deutlich größere Bereiche versorgen als mit den heute lizenzierten UMTS-Frequenzen bei 2100 MHz Bewertung der Messergebnisse zur Verträglichkeit von Kabel-TV (DVB-C) und UMTS a) Bewertung der in Baldern durchgeführten Messungen, DVB-C - UMTS Die in Baldern durchgeführten Messungen lassen sich anschaulich in sieben verschiedene Szenarien einteilen, die sich darin unterscheiden, dass der räumliche Abstand zwischen UMTS-Router und TV-Gerät/Set Top Box deutlich geändert wurde und/oder dass die Empfangssituation für den UMTS-Router verändert wurde. Szen. Messvariante, bezogen auf Gerätekonstellation Mobilfunkbedingung Außenantenne Störung im TV- Bild Konsens Vodafone / KBW Nr. 1 Im gleichen Raum Empfangbarkeitsgrenze Nein Ja Ja 2 Separierte Räume Empfangbarkeitsgrenze Nein Nein Nein 3 Separierte Räume Normal Ja (Wintergarten) Nein Ja 4 Separierte Räume Normal Nein Nein Ja 5 Am KVz, Vestärkerpunkt- Gehäuse offen 6 Am KVz, Verstärkerpunkt- Gehäuse geschlossen Empfangbarkeitsgrenze Nein Ja Ja Empfangbarkeitsgrenze Nein Nein Ja 7 Im gleichen Raum Empfangbarkeitsgrenze Nein Nein Ja (Spiegelfrequenz) Szenarien 1 bis 6: Gleichkanal, Szenario 7: Spiegelkanal Seite 88

89 Das Ergebnis aus den sieben Messszenarien ist, dass es zu Störungen im Fernsehbild nur dann kommen kann, wenn das UMTS-Endgerät an seiner Empfangbarkeitsgrenze arbeitet (gute UMTS-Empfangsbedingungen führen zu einer niedrigen Sendeleistung des UMTS- Geräts) und gleichzeitig der räumliche Abstand zu den Kabel-Empfangsgeräten gering ist (Szenario 1, gleicher Raum),. Abhilfe lässt sich in solchen Situationen jedoch schaffen durch Vergrößerung des räumlichen Abstands der Geräte und/oder durch Verbesserung des UMTS- Empfangs mittels anderer Positionierung des UMTS-Geräts (z.b. am Fenster). Beide vorgenannten Maßnahmen können bei Bedarf in ihrer Wirkung nochmals verstärkt werden durch den Anschluss einer Außenantenne an das UMTS-Endgerät. Ein Fernsehkunde, der sich in dieser selten zu erwartenden Situation befindet, kann also mit geringem Aufwand Abhilfe schaffen. Das Szenario 5 mit dem geöffneten Verstärkergehäuse am Kabelverzweiger (KVz) ist ein theoretischer Fall, der in der Praxis keine Relevanz hat. In allen anderen Szenarien tauchten bei den Messungen keine Störungen auf, da durch räumliche Separierung der Geräte, durch Normalbedingungen beim UMTS-Empfang oder durch den Einsatz von Außenantennen die für einen störungsfreien Fernsehbetrieb notwendige Entkopplung von vorneherein gegeben war. Der fehlende Konsens beim Szenario 2 hat seine Ursache darin, dass wie im Messbericht unter Kap 5.5 nachzulesen ist - ein Teil der Messungen mit einer ungünstigen, nicht vorgesehenen Verschaltung der beiden TV-Empfangsgeräte durchgeführt wurde. Nach Korrektur dieser Verschaltung traten im Szenario 2 keine Bildstörungen mehr auf. Nicht untersucht wurde in den Messungen, wie stark der Einfluss des Empfangspegels der DVB-C Endgeräte das Auftreten einer Störung beeinflusst. Im Vergleich zu anderen Messungen, wie z.b. die Messung mit dem Kabelverband FRK in Oberwiesenthal, wurde auf die Variation dieses Parameters verzichtet. Die Ergebnisse aus Oberwiesenthal zeigen aber, dass in einem unter realen Aspekten parametrierten Kabelnetzwerk mit den empfohlenen Signalpegeln ein unkritischeres Störverhalten bis hin zum völlig ungestörten Betriebsfall erwartet werden kann. b) Grundsätzliche Anmerkungen zu den Messungen, Einzelheiten zu den Messungen, Hinweise auf vergleichbare Untersuchungen Die Messungen in Baldern zeigen, dass bei der dort vorzufindenden Messanordnung Auswirkungen auf DVB-C Endgeräte und auf analoge TV Geräte beobachtet werden können. Für eine Abschätzung, wie häufig in der Praxis solche Störungen auftreten können, ist es zunächst wichtig, die relevanten Einflussfaktoren zu kennen: Einflussfaktor die räumliche Entfernung des UMTS-Geräts zum DVB-C-Empfangsgerät ( z.b. Set Top Box) Die Sendeleistung des UMTS-Geräts Der Empfangspegel des Fernsehsignals am DVB-C-Empfangsgerät Wirkungsprinzip Je größer die Entfernung, desto unwahrscheinlicher sind Störungen Je niedriger die Sendeleistung desto unwahrscheinlicher sind Störungen Je stärker der Empfangspegel beim DVB-C- Signal, desto unwahrscheinlicher sind Störungen Seite 89

90 Die Frequenzlage des betrachteten TV-Kanals relativ zur Lage der verwendeten UMTS- Frequenz Güte der Abschirmung der DVB-C-Geräte gegenüber von außen einwirkenden HF- Signalen Die Verwendung einer Außenantenne für das UMTS-Gerät die baulichen Strukturen (z.b. Decken, Wände) die sich zwischen dem UMTS-Gerät und dem DVB-C-Empfangsgerät befinden Gleichkanallagen sind anfällig für Störungen, alle andere Kanäle sind deutlich unkritischer zu bewerten Je besser die Abschirmung, desto eher werden Störung vermieden Die Verwendung einer Außenantenne wirkt sich generell störungsvermeidend aus Wände und Decken zwischen den UMTS- Gerät und DVB-C-Empfangsgerät wirken störungsvermeidend Zu den aufgeführten Einflussfaktoren wurden bereits verschiedenste Messberichte veröffentlicht. Bezüglich des Empfangspegels des TV-Signals ist die von Vodafone mit dem Kabelverband FRK gemeinsam durchgeführte Messung in Oberwiesenthal anzuführen [2]. Gerade diese Messung kann zum direkten Vergleich herangezogen werden, weil identische technische Ausstattungen des Mobilfunks in beiden Projekten benutzt wurden. Ein wesentliches Ergebnis der Messungen in Oberwiesenthal war, dass bei einer Erhöhung des Empfangspegels auf einen Wert oberhalb des operativen Minimums der DVB-C Endgeräte keinerlei Störungen des DVB-C Dienstes in unmittelbarer Nähe des sendenden Mobilfunkgerätes auftraten. Ein Ergebnis, das leider in Baldern bedingt durch die Art des Versuchsaufbau nicht reproduzierbar war. Bei den Messungen in Baldern hat sich auch gezeigt, dass bei guten UMTS-Empfangsbedingungen Störungen auf das Fernsehbild ausbleiben. Direkt mit den UMTS- Empfangsbedingungen hängt nämlich die reale Ausbringung der Sendeleistung des UMTS- Geräts zusammen.dessen Sendeleistung wird vom Netz immer auf den minimal erforderlichen Werte eingestellt. Gute UMTS-Empfangsbedingungen führen daher zu einer niedrigen Sendeleistung des UMTS-Geräts. Eine Studie des Netzbetreibers Telstra in einem UMTS-Netz bei 800 MHz [3] hat gezeigt, dass in ländlichen Gebieten 90% aller emittierten Sendesignale der Mobilfunkendgeräte eine Sendeleistung von 14dBm nicht überschreiten. Gegenüber den maximal möglichen 23 dbm Sendeleistung ist das ein wesentlich geringeres Sendeleistungs-Niveau. Es ist daher unrealistisch und nicht repräsentativ, sich bei Prognosen zur Störwahrscheinlichkeit vorwiegend auf die maximale Sendeleistung der UMTS-Endgeräte zu berufen. Eine weiterer wichtiger Einflussfaktor wurde jüngst in Kolberg untersucht [1]. Unter Leitung der Bundesnetzagentur wurde die Einstrahlfestigkeit von DVB-C Endgeräten gegenüber externer HF-Leistung untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine große Varianz der getesteten Geräte untereinander, große Varianzen in der Richtungsabhängigkeit, aber vor allem auch Geräte, die trotz hoher einfallender externer Mobilfunk -Leistung (teilweise mehr als 23 dbm) störungsfrei blieben. Hinweise auf das aktuell technisch und qualitativ Mögliche ergeben sich aus der Messung in Kolberg. Abschließend soll noch der Einflussfaktor Frequenzlage betrachtet werden. DVB-C hat 95 Kanäle zur Verfügung. Von den 95 Kanälen befinden sich 4 Kanäle im Bereich der Digitalen Dividende und damit grundsätzlich in der hier bisher betrachteten Gleichkanallage. Durch die Architektur des DVB-C Endgerätes bedingt gibt es zusätzliche sensitive Nachbarkanäle in Seite 90

91 den Frequenzlagen N+5 und N+9 um den Nutzkanal herum. Kolberg hat gezeigt, dass das Störisiko in diesen Nebenkanälen bedeutend geringer ist als in den Kanälen, die mit dem Mobilfunk im Gleichkanalbetrieb benutzt werden. Das Risiko in den Nebenkanälen ist mindestens um 8 db kleiner zu bewerten. Da schon in der Messung Oberwiesenthal ein ungestörter Gleichkanalbetrieb bei geringer räumlicher Separation von 2m möglich war, ist davon auszugehen, dass das Störrisiko für die Frequenzlagen N+5 und N+9 zu vernachlässigen ist. Es verbleiben somit als mögliche gestörte Übertragungskapazitäten im Kabel die Kanäle In der Gesamtheit des dem Kabelnetzbetreiber zur Verfügung stehenden Übertragungsspektrums weisen diese Kanäle eine unter Umständen potentiell gefährdete Kapazität von 4/95 = 4.2% aus Bewertung der Messergebnisse zur Verträglichkeit von DVB-T und UMTS a) Bewertung der in Baldern gewonnenen Messergebnisse Die in Baldern durchgeführten Messungen haben gezeigt, dass es unter ungünstigen technischen Bedingungen durch den Betrieb von UMTS-Endgeräten zu Störungen im Fernsehempfang einzelner Fernsehkanäle kommen kann. Ebenso wurde aber gezeigt, dass beim Auftreten solcher Störungen schon Abstände von wenigen Metern zwischen TV- Empfangsgerät und dem UMTS-Endgerät reichen, um solche Beeinflussungen zu vermeiden. Bei den Messungen konnten auch Szenarien nachgestellt werden, in denen auf bestimmten TV-Kanälen unter nicht-repräsentativen Bedingungen erst ab einem Abstand von mehr als 10m störungsfreie TV-Bilder zu sehen waren. Deutlich höhere erforderliche Abstände von z.b. 100m oder mehr wurden nicht messtechnisch nachgewiesen sondern waren nur mittels theoretischer Hochrechnungen aufzuzeigen. Die durchgeführten Untersuchungen haben aber vor allem gezeigt, dass es bei der Frage möglicher Beeinflussungen von DVB-T-Empfängern durch UMTS-Geräte mehrere Einflussfaktoren gibt, die in ihrem Zusammenwirken die Wahrscheinlichkeit von Beeinträchtigungen des Fernsehempfangs bestimmen. Folgende Einflussfaktoren sind wichtig, wenn man beurteilen möchte, wie denn die praktische Relevanz der befürchteten Störungen bzw. der gemessenen Störungen ist: Einflussfaktor die räumliche Entfernung des UMTS-Geräts zum TV-Empfangsgerät (bzw. zur angeschlossenen TV-Antenne) die baulichen Strukturen (z.b. Decken, Wände, Dachstuhl,..) die sich zwischen dem UMTS-Gerät und dem TV-Empfangsgerät (bzw. der angeschlossenen Antenne) befinden Die Sendeleistung des UMTS-Gerät Der Empfangspegel des Fernsehsignals am DVB-T Endgerät (bzw. an der TV-Antenne) Wirkungsprinzip Je größer die Entfernung, desto unwahrscheinlicher sind Störungen Wände und Decken zwischen den UMTS- Gerät und TV-Empfänger (TV-Antenne) wirken störungsvermeidend Je niedriger die Sendeleistung desto unwahrscheinlicher sind Störungen Je stärker der Empfangspegel beim TV- Signal, desto unwahrscheinlicher sind Störungen Seite 91

92 Die Frequenzlage des betrachteten TV- Kanals relativ zur Lage der verwendeten UMTS-Frequenz Bei Montage von Außenantennen: die richtungsmäßige Ausrichtung der Antennen zueinander Nachbarkanäle (N+1) oder Spiegelfrequenzlagen (N+9) sind anfälliger für Störungen als andere Kanäle Eine DVB-T-Dachantenne und ein UMTS- Endgerät, die bzgl. Ausrichtung und Aufstellort her nicht einander zugewandt sind, machen Störungen unwahrscheinlicher. Um aus den durchgeführten Messungen die richtigen Schlüsse ziehen zu können, ist zu beachten, wie diese Einflussfaktoren während der Messungen eingestellt waren: Es wurden verschiedene TV-Kanäle betrachtet, einige davon waren sehr nahe an der Empfangbarkeitsschwelle, einige Kanäle konnten mit einer Empfangs-Reserve empfangen werden, wie es aus HF-technischer Sicht und auch aufgrund der bei DVB-T nicht stattfindenen Leistungsregelung sinnvoll ist. Die beiden am UMTS-Gerät und am TV- Empfänger angeschlossenen Antennen waren so angeordnet, dass sie sich genau angeschaut haben., Im praktischen Alltag wäre so eine Art der Anordnung eher der unglückliche Ausnahmefall. Auch waren keine Wände, Decken oder andere Gegenstände zwischen den Antennen, wie es aufgrund des überwiegend vorherrschenden DVB-T-Dachantennen- Empfangs aber der Fall wäre. Die Sendeleistung des UMTS-Geräts war während der Messungen an der oberen Grenze des maximal Möglichen- was in der Realität ebenfalls den Ausnahmefall darstellt (gute UMTS-Empfangsbedingungen führen zu einer niedrigen Sendeleistung des UMTS-Geräts). Die räumliche Entfernung war der zu variierende Einflussfaktor. Bzgl. der Frequenzlage konnten nicht alle theoretisch möglichen Kanalsituationen nachgestellt werden, die besonders kritische Nachbarkanallage wurde aber untersucht. Dies zeigt, dass nahezu alle einstellbaren Einflussfaktoren sehr ungünstig im Sinne einer Worst-Case-Betrachtung eingestellt waren. Nur so waren die mehr als 10m erforderlicher Geräteabstand zu zeigen. Lediglich bei 3 TV-Kanälen war immerhin einer der Einflussfaktoren (die TV-Signalstärke am DVB-T Empfangsgerät) normal eingestellt, was sich auch gleich in deutlich kleineren Mindestabständen von nur noch 2,0m-6,5 m ausdrückte. Berücksichtigt man nun noch eine realistische Montage der Außenantennen, realistisch zu erwartende Sendeleistungen eines UMTS-Geräts und das Vorhandensein von Wänden, Decken etc, kommt man zu dem Schluss, dass es in der Praxis der Ausnahmefall sein wird, dass durch den Betrieb von UMTS-Geräten TV-Störungen beim DVB-T Empfang auftreten. Und falls Störungen doch auftreten, kann der Anwender mit einfachen Maßnahmen Abhilfe schaffen. Die Vergrößerung des Geräteabstands, die Nutzung der baulichen Gegebenheiten (vorhandene Wände und Decken nutzen), Reduktion der Sendeleistung des UMTS-Geräts durch dessen Positionierung dort, wo guter Empfang ist oder ggfs. auch die Montage einer Außenantenne (falls DVB-T ohne Dachantenne empfangen wird) sind auf einfache Art und Weise und mit überschaubarem Aufwand zu bewerkstelligen. b) Grundsätzliche Ausführungen zu den Messungen Bei den Messungen in Baldern hat sich gezeigt, dass es bei guten UMTS- Empfangsbedingungen sehr schwierig ist, das DVB-T-Fernsehbild überhaupt zu stören. Direkt mit den UMTS-Empfangsbedingungen hängt nämlich die reale Sendeleistung des Seite 92

93 UMTS-Geräts zusammen (dessen Sendeleistung wird vom Netz immer auf den minimal erforderlichen Werte eingestellt). Eine Studie des Netzbetreibers Telstra in einem UMTS- Netz bei 800 MHz [3] hat gezeigt, dass in ländlichen Gebieten 90% aller emittierten Sendesignale der Mobilfunkendgeräte eine Sendeleistung von 14dBm nicht überschreiten. Gegenüber den maximal möglichen 23 dbm Sendeleistung ist das ein wesentlich geringeres Sendeleistungs-Niveau. Es ist daher unrealistisch und praxisfern, sich bei Prognosen zur Störwahrscheinlichkeit auf die maximale Sendeleistung der UMTS_Endgeräte zu berufen. Ein weiterer, der in obiger Tabelle genannten Einflussfaktoren, wird sich in der Praxis als störungsvermeidend herausstellen. Funkdienste funktionieren für den Nutzer immer dann zufriedenstellend, wenn der Empfang gut ist, man sich also nicht gerade in einer Versorgungsrandlage und damit an der Empfangbarkeitsgrenze befindet. Wie bei anderen Funkdiensten auch, ist ein Fernsehkunde gut beraten, seine Anlage so aufzubauen, dass er noch ausreichend Empfangsreserve hat, sodass er bei etwaigen Schwankungen in der Übertragung der TV-Signale ein dauerhaft gutes Fernsehbild zur Verfügung hat. Diese Empfangsreserve führt aber ebenso zu einem Schutz vor Störungen durch UMTS-Geräte. Unter den oben genannten Gesichtspunnkten hat der Teil der Baldern-Messungen, der eher hohe Abstände von 10m und ausgewiesen hat, unter in der Praxis selten vorzufindenden und nicht repräsentativen Worst-Case-Bedingungen stattgefunden. Schon die vergleichsweise geringe Abweichung von diesen Worst-Case-Situationen durch bessere TV- Empfangsbedingungen hat schon bewirkt, dass bereits bei 2m-6,5m Geräteabstand die befürchteten TV-Störungen vermieden werden können Messergebnisse zur Verträglichkeit von Drahtlosmikrofonen und UMTS Die unter laborähnlichen Bedingungen und im Freifeld gewonnenen Erkenntnisse haben gezeigt, dass Störungen von einem UMTS-System auf Drahtlosmikrofonsysteme im Gleichkanalfall zwar grundsätzlich auftreten können, dass sie aber auch beherrschbar sind. Ein Störvermeidung kann erreicht werden, indem der Anwender für ausreichende Entkopplung durch Ausnutzung der örtlichen Bebauung, Infrastruktur und Topografie sorgt. Eine Koexistenz von Mikrofonsystemen und UMTS kann also erwartet werden. Literaturhinweise: [1] Immunity of integrated TV receivers, set top boxes and data modems connected to broadband cable and TV networks against radiation from LTE user equipment, Measurement Report G531/01077/09, Bundesnetzagentur, Januar 2010 [2] Feldversuch Digitale Dividende in der Stadt Oberwiesenthal und messtechnische Ermittlung der Auswirkungen auf digitale und analoge Übertragung im Kabel-TV-Netz, Rothmeyer Consulting, beauftragt vom Fachverband Rundfunkempfangs- und Kabelanlagen (FRK), November 2009 [3] Additional system characteristics of an operational IMT network deployed in Australia in the 800 MHz band, Telstra Corp. Ltd., ITU document 5-6/81-E, 6 May 2009 Seite 93

94 5.3 Verträglichkeit zwischen UMTS-Uplink und DVB-T-Empfang Dieses Kapitel erläutert die Ergebnisse von Untersuchungen zu potentiellen Störungen von DVB-T-Empfängern durch UMTS-Signale, die innerhalb des Empfangsbereichs der DVB-T- Empfänger abgestrahlt werden. Nach einer Zusammenfassung und den daraus resultierenden Empfehlungen werden die grundlegenden technischen Parameter sowie DVB-T-Empfangssituation im Versuchsgebiet und dessen Umgebung erläutert. Anschließend werden die Messungen kurz beschrieben eine ausführliche Erläuterung findet sich im Anhang B und ausgewertet. Die Auswertung beinhaltet auch einen Vergleich der Ergebnisse mit theoretischen Abschätzungen. Zusammenfassung der Ergebnisse Der Versuch zeigt, dass die Annahme dass es beim Regelbetrieb drahtloser Netzzugänge zum Angebot von Telekommunikationsdiensten nur in Einzelfällen zu Störungen von DVB-T kommen wird wenig substantiiert ist. Die Art der Störungen einzelne Artefakte bis hin zum Totalausfall des Empfangs aller DVB-T-Kanäle ist abhängig vom Mobilfunk-Signal (z.b. bezüglich Sendeleistung und Zeitveränderlichkeit), dem räumlichen Abstand beider Antennen sowie der DVB-T Empfangs-Situation. Störungen sind bis zu einem Abstand von 100 Metern und darüber hinaus möglich. In Abhängigkeit von den genutzten DVB-T-Empfangsantennen und -geräten sowie der räumlichen Entkopplung zwischen diesen und dem Mobilfunk-Endgerät können alle DVB-T- Kanäle von Störungen betroffen sein. Zeitlich veränderliche Signale sind in Bezug auf mögliche Störungen als deutlich kritischer einzuschätzen, weshalb auch die mögliche Störwirkung durch LTE-Signale kritischer sein wird als die durch UMTS-Signale. Empfehlungen 1. Weitere Untersuchungen sind dringend umgehend notwendig, vor allem in Bezug auf die Störwirkung zeitlich varianter LTE-Signale sowie von Signalen der Basisstationen, speziell auf den portablen Empfang von DVB-T; die Summenstörwirkung mehrerer Mobilfunksignale; detaillierte Untersuchungen zur Minimierung bzw. Beseitigung von Störungen - technisch (z.b. in Bezug auf Filter-Charakteristiken inkl. Folgen) und ökonomisch (z.b. in Bezug auf Kosten und Folge-Kosten), mit dem Ziel der Erstellung eines Katalogs konkreter Handlungsempfehlungen. 2. Aktive Vorbereitung von Maßnahmen zur Störungsbeseitigung Beauftragung der Entwicklung und Herstellung von Filtern zum Schutz von DVB-T Empfangsgeräten; Start von Maßnahmen zur Ermöglichung des Austauschs von DVB-T-Antennen und Geräten für die zusätzliche Filter nicht in Frage kommen. Alle Maßnahmen erfolgen sobald die neuen Netzbetreiber feststehen, auf deren Kosten. / Seite 94

95 3. zentrale Punkte beim Netzaufbau des mobilen Funkdienstes Schrittweiser langsamer Netzaufbau, zunächst ausschließlich in ländlichen Gebieten; maximale Transparenz bei technischen Parametern von Basisstationen, bis hin zu offener Kooperation mit Rundfunkanbietern/ Netzbetreibern; Information der Bevölkerung über Aufbau des Netzes, dass Störungen auftreten können und was man dagegen tun kann (siehe Handlungs-Katalog unter 1.) 4. Konkrete Behandlung von Störungen durch Mobilfunk-Endgeräte Die Störungsursache ist für den Kunden nur schwer erkennbar. Grundsätzlich müssen diese aber auf Kosten des zukünftigen Netzbetreibers in geeigneter Weise beseitigt werden, gemäß dem o.g. Katalog (z.b. Reduzierung der Leistung der Mobilfunk-Endgeräte, größere Entkopplung beider Antennen oder zusätzliche Filter an den DVB-T-Empfangsgeräten). Dies schließt insbesondere Störungen durch Endgeräte des mobilen Funkdienstes ein. Vor allem in Bezug auf zusätzliche Filter sind aber auch die Folgen z.b. in Bezug auf der reduzierte Reichweite anderer DVB-T-Multiplexe zu betrachten und auszugleichen Definitionen und technische Parameter In diesem Abschnitt werden die technischen Parameter des Versuches beschrieben, vor allem in Bezug auf Sende- und Empfangsfrequenzen sowie auf abgestrahlte Leistungen. Darüber hinaus wird die DVB-T-Versorgungslage erläutert, d.h. welche Kanäle sind grundsätzlich und bei Dachantennen-Empfang aus welcher Richtung empfangbar und welche Empfangsarten sind dabei zu erwarten. Störender Funkdienst Der störende Funkdienst ist UMTS, mit Frequenzbändern wie sie in Australien zugelassen und genutzt werden. Dabei befindet sich die Verbindung von der Basisstation zu den Endgeräten der sogenannte Downlink (DL) im Frequenzbereich zwischen 870 und 890 MHz, und die Funkstrecke von den Endgeräten zur Basisstation der sogenannte Uplink (UL) im Frequenzbereich MHz. Beide Strecken haben jeweils eine Bandbreite von 5 MHz. Eine Beschreibung des Versuchs, der technischen Parameter des Downlinks (Senderichtung von der Basisstation zum Endgerät) und des Uplinks (Senderichtung Endgerät zur Basisstation) sowie des prognostizierten Versorgungsgebietes findet sich im Kapitel 2. Gestörter Funkdienst und Nutzsignale Der potentiell gestörte Funkdienst ist digitales Fernsehen über DVB-T in den verschiedenen Empfangsarten mittels einer fest installierte Dachantenne, einer Außenantenne oder einer Zimmerantenne. Hierbei sind vor allem die ortsüblich empfangbaren Kanäle zu berücksichtigen (siehe unten), perspektivisch aber auch die im Digitalen Plan des Abkommens von Genf 2006 (GE06, [1]) enthaltenen Kanäle. Die Region Baldern wird vom Sender Aalen aus versorgt, aufgrund der Topografie im Wesentlichen nur für den Empfang über die Dachantenne. Dabei sind drei Kanäle bzw. die entsprechenden Multiplexe empfangbar: ARD (Kanal 59), ZDF (Kanal 23) und der Multiplex / Seite 95

96 mit den (hauptsächlich) dritten Programmen der ARD-Anstalten (Kanal 50). Eine Versorgungsprognose für den Kanal 59 findet sich in Abbildung Darüber hinaus ist an vielen Orten in der Region der Sender Hesselberg empfangbar, ebenfalls mit den öffentlich-rechtlichen Multiplexen ARD (Kanal 55), ZDF (Kanal 44) sowie Dritte Programme (Kanal 47) und oft nur über die Dachantenne. An einigen Punkten ist auch der Sender Wendelstein (Bayern) empfangbar, ausschließlich über die Dachantenne. Von diesem Sender wird aber ein deutlich größeres Programmangebot abgestrahlt, was die Wahrscheinlichkeit der wirklichen Nutzung dieses Empfangs sofern technisch möglich erhöht. Abbildung 5.3.1: Versorgungsprognose für den Sender Aalen, Kanal 59 Die gesamte Versorgungssituation sowie die Frequenzlage an sich auch in Bezug auf den störenden Funkdienst (UMTS-Uplink) sowie die künftige Nutzung sind in Abbildung dargestellt. Hierbei sind die entsprechenden Kanalnutzungen (Sender bzw. Uplink) und die jeweilige Bandbreite der Nutzung aufgetragen, z.b. der Sender Aalen im Kanal 59 (unten). Abbildung 5.3.2: Frequenzlage in der Region Baldern Endgeräte des gestörten Funkdienstes Bei allen Messungen spielt die Störempfindlichkeit der Endgeräte des gestörten Funkdienstes d.h. die Schutzabstände für konkrete Frequenzsituationen und Funktechnologien bzw. die Nachbarkanalselektivität 1 der Empfänger eine entscheidende Rolle. Hierzu gibt es national und international bereits erste Untersuchungen im Labor und entsprechende Berichte. Beschränkten sich diese bisher meist auf UMTS als störenden Dienst (z.b. [3]), so gibt es neuere Ergebnisse bzgl. LTE (u.a. [5], [6], [9]), und die CEPT-Gruppe TG4 hat mittlerweile auch einen Bericht zu Schutzabständen von DVB-T bei Störungen durch LTE erarbeitet [7]. Umfassende Erläuterungen, u.a. zu aktuellen Entwicklungen im Tuner-Bereich von DVB-T- Endgeräten, finden sich in [8]. 1 Engl. als adjacent channel selectivity (ACS) bezeichnet der Vorteil ist eine gewisse Unabhängigkeit von der konkreten Realisierung einer Funktechnologie, speziell den Filtern z.b. in Basisstationen und Endgeräten. / Seite 96

97 Aus dem ECC-Bericht 138 [3], den Messungen der Bundesnetzagentur im Zusammenhang mit dem Feldversuch in Wittstock [2] sowie den Ergebnissen der ITU [4] zeigt sich, dass grundsätzlich die Kanalbeziehungen 2 N+1 und N+2 kritisch sind sowie für sogenannte CAN- Tuner N+9. Bei silicon Tunern hingegen sind alle Kanalabstände oberhalb von N+2 in etwa gleich zu bewerten, üblicherweise aber etwas unkritischer als N+2 (siehe ebenfalls [9]). Tabelle fasst die Ergebnisse des ECC-Berichts 138 [3] in Bezug auf Störungen von DVB-T-Empfängern durch UMTS Uplink-Signale zusammen, für zwei verschiedene System- Varianten, jeweils bezogen auf den Mittelwert der RMS-Leistung. Die Werte für 16-QAM 2/3 wurden mit Hilfe der Tab. 3 in [3] aus der 64-QAM 2/3 Variante (Basis von [3]) auf die Variante 16-QAM 2/3 und portablen Empfang (statischer Rayleigh-Kanal) umgerechnet Messungen Anzahl der Empfänger 50% 90% 50% 90% DVB-T System-Variante und Empfangskanal 64-QAM 2/3 AWGN 16-QAM 2/3 stat. Rayleigh-Kanal Frequenz- PR PR PR PR Offset Abstand [db] [db] [db] [db] 8 MHz N MHz N MHz N MHz N MHz N MHz N MHz N MHz N Tabelle 5.3.1: Schutzabstände für DVB-T gestört UMTS (ECC-Bericht 138) In diesem Kapitel werden Vorbetrachtungen zur Auswahl geeigneter Messorte angestellt, wird die grundsätzliche Vorgehensweise bei den Messungen erläutert sowie der grundsätzliche Messaufbau. Detaillierte Erläuterungen zur Auswahl der Messorte sowie eine Zusammenfassung der technischen Parameter der verwendeten Geräte und Bauteile finden sind in den Anhängen A bzw. C. Die grundlegende Vorgehensweise bei allen Messungen lässt sich wie folgt zusammen fassen: Die Sendeantenne des störenden Funkdienstes sowie die Empfangsantenne des gestörten Funkdienstes werden relativ dicht zusammen gebracht. Das Endgerät des störenden Funkdienstes lädt Daten aus dem Internet herunter (relativ geringe Sendeleistung des Gerätes) bzw. hoch (relativ hohe Sendeleistung). Dabei wird der TV-Empfang über DVB-T an einem an den DVB-T-Empfänger angeschlossenen Bildschirm für verschiedene Kanäle beobachtet; die entsprechenden Pegel werden aufgezeichnet. Diese Prozedur lässt sich für verschiedene Antennen, Antennenaufstellungen, Polarisationen sowie Abstände zwischen der Sendeantenne des störenden Funkdienstes sowie der Empfangsantenne des gestörten Funkdienstes wiederholen. Im Rahmen einer Messreihe beschränkt sich dies meist auf eine Variation der Antennenabstände. Vorüberlegungen zur Auswahl der Messpunkte und zu den Messungen 2 Eine Kanalbeziehung N+M bedeutet, dass sich der störende Sender M Kanäle oberhalb des Nutzsenders im Kanal N befindet. Konkret heißt dies z.b. für N+1, dass der Störer direkt im Nachbarkanal betrieben wird. / Seite 97

98 Für die Messungen sollen Orte identifiziert werden, an denen die Pegelverhältnisse der DVB- T- sowie der UMTS-Signale zu potentiellen Störungen des DVB-T-Empfangs führen könnten. Dabei sind folgende Vorüberlegungen hilfreich: Entscheidend sind die Schutzabstände der DVB-T-Empfänger gegenüber Aussendungen von mobilen Funkdiensten. Bis auf wenige Orte an denen der Sender Wendelstein in den Kanälen 56 und 66 empfangbar ist liegen Kanalsituationen ungleich N+1 und N+9 vor. Das Kerngebiet der Versorgung mit dem störenden Funkdienst wurde nach einer von diesem vorgelegten Versorgungsprognose bestimmt, die auf einer indoor-versorgung im Erdgeschoss basiert und eine zusätzlichen Marge von 10 db berücksichtigt. Die Topografie sowie fehlende Detail-Informationen erschweren eine konkrete eigene Prognose über das benannte und angestrebte Versorgungsgebiet des störenden Funkdienstes hinaus. Daraus folgt, dass grundsätzlich innerhalb oder nahe des Versorgungsgebietes des störenden Funkdienstes mit einem relativ geringen Pegel des Uplinks d.h. der Terminals W35 zu rechnen ist. Es kann aber davon ausgegangen werden, dass bei einer schlechteren Empfangbarkeit des Signals der Basisstation auch die EIRP des W35 entsprechend größer sein muss. Gleichzeitig variiert die Feldstärke der DVB-T-Versorgung örtlich stark, aufgrund der anspruchsvollen Topografie. Messungen zur Verträglichkeit können nur außerhalb von Häusern stattfinden, vor allem wegen des eingeschränkten bis unmöglichen Empfangs von DVB-T in Häusern im Gebiet Baldern. Aus den oben genannten Punkten ergibt sich, dass zunächst nach Punkten - tendenziell am Rand oder außerhalb des Versorgungsgebietes des störenden Funkdienstes gesucht werden muss, an denen die Feldstärke des Signals der Basisstation möglichst gering und die Feldstärke des DVB-T-Signals in gleicher Höhe möglichst gering und gleichzeitig oberhalb der Empfangsschwelle ist. Nur so ergibt sich ein möglichst großer Abstand des Nutzsignals zum Störsignal, der dann durch räumliche Entkopplung (Abstand von Sende- und Empfangsantenne) entsprechend variiert werden kann. Die Empfangsschwelle für den DVB-T-Empfang ist u.a. von dem jeweiligen Empfangskanal abhängig, dem Gewinn der verwendeten Antenne (inkl. Kabelverlusten) sowie vom jeweiligen Übertragungskanal (inkl. Art und Anzahl von Dämpfungen aufgrund von Beugung, zeitlichen Signal-Schwankungen etc.). Nach Tabelle A des Abkommens GE06 [1] ergibt sich beispielsweise für den Kanal 59 unter Beachtung der Frequenzkorrektur für den Empfang über Dachantenne an 10 m Höhe eine Mindestfeldstärke von ca. 51 db( V/m). Die Auswahl der konkreten Messpunkte selbst basiert auf Analysen von detaillierten Versorgungsprognosen und wird im Anhang C beschrieben. In diesen Prognosen wird davon ausgegangen, dass die Höhe der Messantennen eher bei 1,5 m (Planungshöhe für den portablen DVB-T-Empfang) als bei 10 m (Planungshöhe für Dachantennen) liegen wird. Dies gilt ebenfalls für die Prognose des Empfangs der Basisstation, für die eine möglichst realistische Antennenkonfiguration der Sendeantennen angenommen wurde. Hierbei ist nur die relative Höhe der Feldstärken von Bedeutung, da es lediglich um die Ermittlung von Orten geht, an denen / Seite 98

99 aufgrund der Topografie die Verbindung zwischen Basisstation und Endgerät problematisch ist. An diesen Orten müsste 3 das Endgerät mit relativ hoher Leistung senden. Lediglich für die Prognose der Feldstärke des DVB-T-Senders Wendelstein wurde eine größere Antennenhöhe von 10 m angenommen. Grundsätzlicher Messaufbau und Messgeräte Der grundsätzliche Messaufbau für nahezu alle Messungen ist in Abb skizziert. Das DVB-T-Signal wird über eine externe Antenne entsprechender Polarisation empfangen und auf einen Messempfänger zur Messung des Pegels oder auf einen DVB-T-Empfänger zur Bewertung des Empfangs geleitet. Abbildung 5.3.3: Grundsätzlicher Messaufbau, hier dargestellt mit externer Antenne am W35 Das W35 stellt über die interne oder über eine externe Antenne an gleicher Höhe wie die DVB-T-Empfangsantenne eine Verbindung mit der Basisstation auf Schloss Baldern her und ermöglicht so den Internetzugang für den angeschlossenen Laptop. Die Polarisation der Sendeantenne entspricht möglichst der der DVB-T-Antenne. Schließlich wird der Abstand zwischen beiden Antennen so lange vergrößert, bis keine Beeinträchtigungen des DVB-T-Empfangs durch das vom W35 abgestrahlte UMTS-Signal mehr zu beobachten sind. Die entsprechenden Antennengewinne sowie die Dämpfungen auf den einzelnen Strecken (z.b. von der DVB-T-Antenne zum Umschalter und vom Umschalter zum Messgerät) werden in den Auswertungen entsprechend berücksichtigt Auswertung der Messungen In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Messungen bzw. eine entsprechende Auswertung zusammen gefasst vor allem bezüglich aus den Messungen ableitbarer Schutzabstände sowie von Entkopplungsabständen und eine kurze Fehlerbetrachtung angestellt. Details der einzelnen Messungen finden sich im Anhang B. 3 Anmerkung: Letztendlich wird dies auch durch andere Faktoren bestimmt, vor allem durch die Charakteristik und Ausrichtung der an der Basisstation implementierten Antennen, die das Signal der Endgeräte empfangen (nicht zu verwechseln mit den o.g. Sendeantennen). / Seite 99

100 Grundsätzliche Bewertung Bei der gegenwärtigen Frequenzlage in der Region Baldern treten Störungen voraussichtlich eher selten auf. Bei lokalem Empfang der privaten Kanäle vom Wendelstein auf K66 sind hingegen Störungen höchstwahrscheinlich, ähnliches gilt beim Empfang des Kanals 56 (ARD) vom gleichen Standort. Schutzabstände Die aus den Messungen ableitbaren Schutzabstände (siehe auch Anhang B) stimmen mit denen aus den Labormessungen gewonnenen Werten unter Beachtung der jeweiligen Rahmenbedingungen (u.a. Zeitveränderlichkeit der Signale, Pegel des Nutzsignals) gut überein, auch zu denen in [3] ergibt sich eine maximal Abweichung von 4 db (siehe Tabelle 5.3.2). Im Anhang F findet sich eine Methodik, durch die mit Hilfe der gewonnenen Schutzabstände sowie der Sendeleistung eines Endgerätes des störenden Funkdienstes eine notwendige Ent- Empfänger konkreter DVB-T- Empfänger Imperial SCART 90% aller Quelle der BNetzA (TDD) MB (LTE) Messung Baldern CEPT Information no fading w. fading best worst Report 138 Nutzsignal- Pegel in [dbm] ca Frequenz- PR PR PR PR PR PR PR Offset Abstand [db] [db] [db] [db] [db] [db] [db] 8 MHz N MHz N MHz N MHz N MHz N MHz N MHz N MHz N MHz N MHz N Tabelle 5.3.2: Vergleich verschiedener gemessener Schutzabstände, bis auf die der CEPT für ein und denselben DVB-Empfänger (Bericht 138: siehe auch Tab ) Insgesamt ist zu beachten, dass in allen Messungen außer denen in Baldern die Außerbandaussendungen der Störsignale sehr stark unterdrückt wurden, durch den Signalgenerator an sich wie auch durch zusätzliche Filter (insgesamt mindestens 80 db). Die Filter des realen Endgerätes hingegen werden eine solche Unterdrückung von Außerbandaussendungen mit Sicherheit nicht erreichen, so dass davon auszugehen ist, dass die Ergebnisse in Tab eher den besseren Werten der anderen Messungen entsprechen. Bei den Messungen am wurde der upload immer mit konstanter Datenrate durchgeführt, d.h. bis auf den TPC war das Signal während der Übertragung zeitlich konstant (siehe Anhang B). Bei den Messungen am war aber klar erkennbar, dass eine kurzzeitige und erzwungene Änderung der Datenrate einen zusätzlichen Effekt hat, wobei sich das Störsignal zusätzlich zum TPC offensichtlich im Zeitbereich ändert. Darüber hinaus ist zu beachten, dass bei den Messungen im Offset N+10 am das Nutzsignal (Kanal 55) mit einem relativ hohen Pegel empfangen wurde und somit die Ergebnisse eher den MB-Messungen mit einem Pegel von -64 dbm entsprechen, während die Messungen am in allen Kanälen mit relativ geringen Nutzsignal-Pegeln durchgeführt wurden. Vergleich mit theoretischen Betrachtungen / Seite 100

101 kopplungsentfernung zwischen diesem und der DVB-T-Empfangsantenne bestimmt werden kann. Tabelle D1 fasst die Daten zur Bestimmung der Entkopplungsentfernung zusammen. Dies soll an einem konkreten Beispiel veranschaulicht werden. Am wurden in Unterwilflingen Störungen auf allen Kanälen gemessen, bei einem Nutzsignalpegel von ca dbm (auf allen DVB-T-Kanälen) sowie einem Störpegel von ca. 10 dbm. Aus den Messungen ergaben sich Schutzabstände von minimal db, für die Kanalbeziehungen N+6, N+10 sowie N+15 (siehe Anhang B und Tabelle 5.3.2). In Tab. D1 findet man für (E_empf-C/I) = -70dBm - 47dB=-23dBm einen Wert von 3,5 4 m für den Empfang über die Dachantenne; eine Anwendung der konkreten Formel und Einsetzen der o.g. Werte liefert 3,7 m. Dies entspricht sehr gut dem vor Ort ermittelten Abstand von ca. vier Metern, bis zu dem Störungen in allen betrachteten DVB-T-Kanälen auftraten. Anmerkung: Bei den Messungen wurde die Messantenne FT01 genutzt, die inkl. Kabeldämpfung einen ähnlichen Gesamtgewinn aufweist wie die Dachantenne in Tab. D1. Fehlerbetrachtung Im Folgenden werden einige wichtige Aspekte zur Fehlerbetrachtung diskutiert, um mögliche Fehlerquellen sowie deren Effekte aufzuzeigen. Transmission Power Control (TPC) des W35: Eine konstante Sendeleistung des W35 wäre wichtig, um die Messungen der Leistung einerseits, die an der DVB-T-Antenne andererseits auftretenden Signalpegel entsprechend korrelieren zu können. Wie jedes UMTS-Endgerät hat aber auch das W35 ein TPC, das heißt die Sendeleistung des Gerätes kann nach Anweisungen durch die Basisstation entsprechend dynamisch geregelt werden. Dieses TPC konnte leider nicht abgeschaltet werden, womit sich auch die momentan abgestrahlte Leistung nicht mit hoher Genauigkeit zu den Ereignissen korreliert lässt. Winkel- und Höhenabweichungen in den Messaufbauten: In allen Messaufbauten waren gewisse Winkel- und Höhenabweichungen zwischen den Achsen der Antennen unvermeidbar. Da grundsätzlich Antennen mit teilweise sehr ausgeprägten oder wie im Fall des W35 auch unbekannten Richtcharakteristiken eingesetzt wurden, hat dies einen Einfluss auf die absolute Messgenauigkeit. Hiervon sind Nutz- wie auch Störpegel in ähnlichem Maße betroffen. Nahbereich von Antennen: Bei Messungen im Nahbereich von Antennen, d.h. in einem Abstand von bis zu zwei Metern bei den hier verwendeten Antennen, ist oftmals der Gewinn der Antenne geringer als spezifiziert. So ergeben sich z.b. bei der FT01 notwendige Korrekturen aufgrund der Abweichung zum Phasenzentrum der einzelnen Elemente der Antenne. Exakte Synchronisation von Ereignissen: Eine exakte zeitliche Synchronisation von Ereignissen am W35 sowie der Messungen z.b. am DVB-T-Empfänger war nicht möglich Ergebnisse Grundsätzlich können in Abhängigkeit von den im konkreten Fall genutzten DVB-T- Empfangsantennen und -geräten sowie der räumlichen Entkopplung zwischen diesen und dem Mobilfunk-Endgerät alle DVB-T-Kanäle von Störungen betroffen sein. Der Versuch zeigt klar, dass die Art der Störungen von einzelnen Artefakten bis hin zum Totalausfall des Empfangs aller DVB-T-Kanäle abhängig ist vom räumlichen Abstand der beiden Antennen, der Sendeleistung des Mobilfunk-Endgerätes sowie der Empfangs-Situation des DVB-T- Signals. Störungen können in einem Abstand von über 100 Metern auftreten, je nach genutztem Empfangsweg bzw. der installierten Empfangsantenne. / Seite 101

102 Wie die Messungen gezeigt haben, sind zeitlich veränderliche Signale in Bezug auf mögliche Störungen als deutlich kritischer einzuschätzen. Dies wird durch aktuelle Labor-Messungen mit realistischen LTE-Signalen untermauert. Demnach ist die mögliche Störwirkung durch LTE Uplink-Signale kritischer als die durch UMTS Uplink-Signale. Möglichkeiten zur Minimierung bzw. zur Beseitigung von Störungen ergeben sich vor allem durch eine Reduzierung der Leistung der Mobilfunk-Endgeräte sowie durch zusätzliche Filter an den DVB-T-Empfangsgeräten, aber auch z.b. durch eine größere räumliche Entkopplung beider Nutzungen sowie die Einbeziehung der Rundfunk-Netzbetreiber in die Planung von konkreten Mobilfunk-Basisstationen, insbesondere in Bezug auf deren Lokalisation sowie funktechnische Parameter. Im Versuch konnte nur der Einfluss eines einzelnen Endgerätes des australischen UMTS- Systems getestet werden. Der Einfluss von Signalen der Basisstation(en) und die Summenwirkung mehrer Signale Basisstation sowie mehrere Endgeräte konnte nicht untersucht werden, ebenso wenig wie Störungen durch (zeitveränderliche) LTE-Signale. Aus allen bisher bekannten insbesondere den neuesten Untersuchungen zu Störungen durch LTE (u.a. [6], [7], [9]) geht aber klar hervor, dass stark zeitlich veränderliche Signale 4 einen sehr großen Einfluss auf das Empfängerverhalten haben, vor allem aufgrund der Wechselwirkung mit Zeitkonstanten innerhalb des Empfängers. Es ist daher davon auszugehen, dass beide Punkte Summenwirkung und Eigenschaften der LTE Uplink-Signale an sich zu deutlich höheren Störwahrscheinlichkeiten als im Versuch nachgewiesen führen, vor allem in Bezug auf den portablen und mobilen Empfang von DVB-T. Aufgrund der örtlichen DVB-T-Empfangssituation waren Messungen nur außerhalb von Häusern möglich Literatur [1] ITU-R: Schlussakten der Funkplanungskonferenz Regional Radiocommunication Conference (RRC-06), hier Digitaler Plan GE06, Genf, 15. Juni 2006 [2] Bundesnetzagentur: Funkverträglichkeitsmessungen BWA700 (Störer) gegen DVB-T und DVB-C (gestörte Funkdienste), Messbericht G531/00370/08, siehe auch [3] ECC Report 138: Measurements on the performance of DVB-T receivers in the presence of interference from the mobile service (especially from UMTS), Ljubljana, September 2009 [4] JTG 5-6/136 Annex 3: List of broadcasting service characteristics for use in sharing studies in the band MHz, Geneva, 10th December 2009 [5] JTG 5-6/125, NDR and ZDF: Further studies on the compatibility between LTE and DVB-T systems in co- and adjacent-channel configuration, Genf, November 2009 [6] ECC TG4(10)318: Summary of measurements on DVB-T interfered by LTE UL signals, Cork, February 2010 [7] Draft ECC Report 148: Measurements on the performance of DVB-T receivers in the presence of interference from the mobile service (especially from LTE), Cork, 2010 [8] Verträglichkeit zwischen Rundfunk und Mobilfunk im UHF-Band, Deutsche TV- Plattform, IFA 2009; auch in FKT 11/2009, Seiten LTE Uplink-Signale werden im Gegensatz zu UMTS Uplink-Signalen gepulst sein / Seite 102

103 [9] TG4(10)327: CE Manufacturer Measurements of DVB-T and LTE interference into DVB-T receivers, Cork, February 2010 Messbericht DVB-T, Anhang A: Auswahl der Messpunkte Dieser Anhang fasst die Analysen zur Auswahl der Messpunkte zusammen. Dabei wurde davon ausgegangen, dass die Höhe der Messantennen aus praktischen Gründen Möglichkeit der Bewegung mindestens einer Antenne eher bei 1,5 m (Planungshöhe für portablen DVB- T-Empfang) als bei 10 m (Planungshöhe für Empfang über Dachantenne) liegen wird. Bei den Messungen wurde meist eine Höhe von 2,5 3 m realisiert. Für die Feldstärkeprognosen wurde das Planungstool ruvip der MEDIA BROADCAST GmbH mit dem Wellenausbreitungsmodell nach Kuhlmann-Eibert genutzt, mit einer örtlichen Auflösung von einer Bogensekunde und unter Verwendung der entsprechenden topografischen Daten sowie Daten zu Bewuchs und Bebauung. Die Abbildungen A1 und A2 zeigen Feldstärke-Prognosen für die DVB-T-Sender Aalen (Kanal 59) und Hesselberg (Kanal 55), für eine Empfangsantennenhöhe von 1,5 m, reale Sendeleistungen und -antennenparameter. Die Legende beschränkt sich auf den für die Auswahl möglicher Messorte relevanten Bereich von 65 db( V/m) und darunter. Grund hierfür ist die maximal zu erwartende Feldstärke des UMTS-Endgeräts in einem Abstand von wenigen Metern einerseits nach theoretischen Abschätzungen und ersten Test-Messungen max db( V/m) sowie der Schutzabstände von DVB-T-Empfängern für Frequenzabstände N+6 und N+10 von db andererseits (siehe Tabelle 5.3.1, Anhang C). Abbildung A1: Feldstärke-Prognose für den DVB-T-Sender Aalen Kanal 59, für eine Höhe der Empfangsantenne von 1,5 m Besonders interessant sind Messorte, an denen die DVB-T-Sender Aalen und Hesselberg gleichermaßen mit sehr geringer Feldstärke aber oberhalb einer gewissen Mindestempfangsfeldstärke empfangbar sein sollten. Die o.g. Mindestempfangsfeldstärke ist u.a. von dem jeweiligen Empfangskanal abhängig, dem Gewinn der verwendeten Antenne, allen Verlusten auf dem Weg zum Empfänger (z.b. Kabelverluste) sowie vom jeweiligen Übertragungskanal (inkl. Art und Anzahl von Dämpfungen aufgrund von Beugung, zeitlichen Signal-Schwankungen etc.). Nach Tabelle A des Abkommens GE06 [1] ergibt sich z.b. für den Kanal 59 unter Beachtung der Frequenzkorrektur für den Empfang über Dachantenne an 10 m Höhe ein Wert von ca. 51 db( V/m). / Seite 103

104 Die Verwendung einer Mindestempfangsfeldstärke für eine Prognose bzw. Einschätzung des portablen Empfangs ist hingegen aus mehreren Gründen wenig zielführend, u.a. da hierdurch der (statistische wie auch feldstärkebezogene) Netzgewinn in Gleichwellennetzen nicht berücksichtigt wird; Verluste, Dämpfungen (Beugung, Bebauung, Wände etc.) extrem vom Ausbreitungspfad abhängig sind, hinzu kommen z.b. die Diagramme der Sendeantenne. Dadurch kann der " Versorgungsrand" sehr schnell auch nahe am Sender liegen, danach oder direkt nebenan gibt es wieder gute Versorgung. die Ausbreitungspfade DVB-T-Sender zum Empfänger und Mobilfunk-Geräte (BS wie auch Terminal) zum DVB-T-Empfänger in der Regel völlig verschiedene Ausbreitungspfade (inkl. -kanäle) haben; die Zeitvarianz des Empfangskanals bei portablem Empfang eine große Rolle spielt; im Haus/Raum man mit einer Antenne nie alle DVB-T-Multiplexe gleichzeitig mit maximalem Pegel empfangen kann, aufgrund der Stehwellen im Raum sowie der verschiedenen Ausbreitungspfade bis dahin; Abbildung A2: Feldstärke-Prognose für den DVB-T-Sender Hesselberg, Kanal 55, für eine Höhe der Empfangsantenne von 1,5 m Abbildung A3 zeigt eine Feldstärke-Prognose für die Basisstation in Baldern, für eine Höhe der Empfangsantenne von 1.5m und eine möglichst realistische Antennenkonfiguration der Sendeantennen. Hierbei ist nur der relative Höhe der Feldstärken von Bedeutung, da es lediglich um die Ermittelung von Orten geht, an denen grundsätzlich aufgrund der Topografie die Verbindung zwischen Basisstation und Endgerät problematisch ist und somit das Endgerät mit (möglichst) hoher Leistung senden muss 5. 5 Anmerkung: Letztendlich wird dies auch durch andere Faktoren bestimmt, vor allem durch die Charakteristik und Ausrichtung der an der Basisstation implementierten Antennen, die das Signal der Endgeräte empfangen. / Seite 104

105 Abbildung A3: Feldstärke-Prognose für die Basisstation in Baldern, Empfangsantennenhöhe 1,5 m Die blauen Konturen in Abb. A3 kennzeichnen mögliche Messpunkte. Hierzu gehören vor allem die Orte Kirchheim am Ries, Munzingen und Geislingen. An diesen sind relativ geringe Empfangsfeldstärken für die DVB-T-Sender Aalen und Hesselberg sowie eine relativ schlechte Funkstrecke zwischen der Basisstation Baldern sowie einem W35-Endgerät zu erwarten. Abschließend zeigt Abbildung A4 eine Feldstärkeprognose für den Sender Wendelstein, Kanal 66, für eine Höhe der Empfangsantenne von 10 m (Frequenzabstand N+1 zum Uplink). Abbildung A4: Feldstärke-Prognose für den Sender Wendelstein, Empfangsantennenhöhe 10 m Der Grund für die größere Antennenhöhe ist eine relativ stabile Empfangbarkeit dieses Senders: Unter Berücksichtigung des Wandlungsmaßes der Empfangsantenne sowie sämtlicher Verluste (u.a. im Kabel) sollte die Empfangsfeldstärke oberhalb von 45 db( V/m) liegen. Wie in Abb. A4 erkennbar, wird dieser Wert selbst an 10 m Antennenhöhe nur an einigen Stellen erreicht. Die Schutzabstände bei einem Frequenzabstand von N+1 (Kanal 66) bzw. N+9 (Kanal 56) sind deutlich geringer als für andere Frequenzabstände(siehe z.b. Tabelle 5.3.1), sodass selbst geringere Abstände zwischen Nutz- und Störsignal zu Empfangsausfällen führen können. / Seite 105

106 Messbericht DVB-T, Anhang B: Detaillierte Messergebnisse Nach vorbereitenden Messungen einzelner Unternehmen gab es drei größere Messkampagnen. An der ersten (am ) sowie an der letzten ( ) nahmen Vertreter von Vodafone, der Mugler AG, dem SWR sowie von MEDIA BROADCAST teil, am nur Vertreter des SWR sowie von MEDIA BROACAST. Ziel der Messungen war es, den grundsätzlichen Einfluss des vom UMTS-Terminal W35 abgestrahlten Uplink-Signals auf den DVB-T-Empfang in verschiedenen Kanalsituationen zu bestimmen, das konkrete Störverhalten von Empfängern zu testen sowie Aussagen zu Reichweiten von Störungen in Bezug auf die verschiedenen DVB-T-Empfangskanäle zu treffen. Bereits bei den ersten Messungen stellte sich heraus, dass beim Anschluss einer externen Messantenne an das Modem dessen interne Antenne nicht abgeschaltet wird. Eine Klärung zur quantitativen Absenkung des Pegels durch eine solche externe Antenne war leider nicht möglich. Darüber hinaus sah Vodafone keine Möglichkeit, das TPC des Modems auszuschalten. Das Modem sendet daher ständig mit unterschiedlichen Leistungen, womit die vom Terminal momentan abgestrahlte Leistung nur aus Rückrechnungen der gemessenen Pegel und Berücksichtigung bekannter Randbedingungen abgeschätzt werden kann. B1 Erste Messungen Bei den ersten Messungen ( , Sportplatz Unterschneidheim) war aufgrund der Pegelverhältnisse am Messort vor allem in Bezug auf die relativ geringen notwendigen Pegel die das W35 zur Erstellung einer Verbindung benötigte eine Messung von potentiellen Störungen außerhalb von Häusern nur schwer möglich. Abbildung B1: Messung bei Abstrahlung des W35-Terminals über eine externe Antenne (im Fahrzeug) und DVB-T-Empfang über eine logper Antenne (am Mast, horizontal polarisiert) Für die Messungen wurde eine externe Antenne an das W35-Terminal angeschlossen. Da die EIRP des W35 sich aber nicht hoch regeln ließ, musste die Verbindung zwischen dem W35- Endgerät und der Basisstation in Baldern künstlich verschlechtert werden, indem die externe Antenne im Fahrzeug aufgestellt und die DVB-T-Empfangsantenne neben das Fahrzeug gestellt wurde (siehe Abbildung B1). / Seite 106