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Änderungen im LTE-Spektrum?

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Ralph A. Schmid, dk5ras

unread,
Aug 30, 2012, 6:26:48 AM8/30/12
to
Moin,

man betrachte

http://dk5ras.dyndns.org/tmp/LTE/LTE_1.jpg

http://dk5ras.dyndns.org/tmp/LTE/LTE_2.jpg

Dabei fallen im ansonsten regelm��igen Spektrum der Tr�ger diese
Bereiche auf, in denen ein Teilbereich des Funkkanales pl�tzlich
massiv breitbandig belegt wird (Bild 1), oder in dem die einzelnen
Tr�ger allm�hlich (power control?) breiter und st�rker werden bzw.
wieder dahinschwinden (Bild 2).

Ich gehe davon aus, das ist traffic im downlink.

Im idle-Betrieb scheinen die deutschen Betreiber ja kammartig die
Untertr�ger der Nachbarzellen immer um ein Drittel zu versetzen, damit
sie sich gegenseitig nicht so st�ren. Wird das dann unter Last
aufgegeben und mehr Bandbreite belegt? Wird die Interferenz beim
Nachbarn in Kauf genommen, oder f�hrt der dann in der Zeit die
Untertr�ger komplett runter oder belegt diese zumindest nicht auch mit
traffic, sondern l��t sie idle?

F�r Die Darstellung habe ich mal Vodafone auf 800 MHz gew�hlt (weil
das hier gerade sch�n dick aufzunehmen war), aber bei O2 auf 800 MHz
oder bei TMO auf 800 und 1800 MHz sieht es genauso aus.


-ras

--

Ralph A. Schmid

http://www.schmid.xxx/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/

Andreas Lobinger

unread,
Aug 30, 2012, 1:10:40 PM8/30/12
to
Servus,

On Thu, 30 Aug 2012 12:26:48 +0200, Ralph A. Schmid, dk5ras wrote:
> Moin,
> man betrachte
> http://dk5ras.dyndns.org/tmp/LTE/LTE_1.jpg
> http://dk5ras.dyndns.org/tmp/LTE/LTE_2.jpg
>
> Dabei fallen im ansonsten regelmäßigen Spektrum der Träger diese
> Bereiche auf, in denen ein Teilbereich des Funkkanales plötzlich massiv
> breitbandig belegt wird (Bild 1), oder in dem die einzelnen Träger
> allmählich (power control?) breiter und stärker werden bzw. wieder
> dahinschwinden (Bild 2).
>
> Ich gehe davon aus, das ist traffic im downlink.
>
> Im idle-Betrieb scheinen die deutschen Betreiber ja kammartig die
> Unterträger der Nachbarzellen immer um ein Drittel zu versetzen, damit
> sie sich gegenseitig nicht so stören. Wird das dann unter Last
> aufgegeben und mehr Bandbreite belegt? Wird die Interferenz beim
> Nachbarn in Kauf genommen, oder fährt der dann in der Zeit die
> Unterträger komplett runter oder belegt diese zumindest nicht auch mit
> traffic, sondern läßt sie idle?

Ich dachte, das war hier schon mal erklärt worden...

1) LTE ist als reuse=1 System entwickelt worden (das weiss ich
aus erster Hand) d.h. in allen Zellen dürfen (aber nicht müssen)
alle Resourcen (kommt gleich) wiederverwendet werden.

2) LTE (zumindest bei uns FDD 5/10/15/20 MHz) Resourcen sind
pro Carrier (Trägerfrequenz) physical Resource Blocks (PRB), d.h.
gebündelte OFDM Symbole aus 12 Unterträgern (im 15kHz Abstand) und
14 Symbolen in der Zeit (1 Frame = 1ms).

3) Alle logischen Kanäle im DL sind nun Belegungen dieser PRBs,
manche fix (siehe Broadcast Kanäle), manche kurzfristig zugeteilt
(via Scheduler).

4) Ich weiss es nicht selber, könnte es aber irgendwie nachfragen,
ob nun so eine Unterträgerverschiebung mit 0..5..10kHz stattfindet,
die Nachrichtentechnische Theorie sagt aber, das das keinen
Gewinn (Empfängerseitig) erzeugt, weil im Mobifunk vom Sender zum
Empfänger keine Kabel gelegt werden, sondern Mobilfunkkanäle und
damit sieht das Sendesignal eh' schon komisch aus.

5) Die obigen festen Belegungen von PRBs müssten deutlich sein:
die 6 Mittleren d.h. direkt links und rechts des Null-Trägers (
der übrigens ODFM typisch leer bleibt) kommen alle 1ms für 1/7ms
vorbei, der klassische BCH und der DL Signalisierungskanal in dem
steht, für welchen Tln auf welchen PRBs mit welcher Modulation
gerade Daten anliegen.

6) Alles, was in einer Zelle im DL gesendet wird, taucht in
den umliegenden Zellen als Interferenz/Störung wieder auf.

7) Es gibt nun verschiedene Ansätze, wie der obige Scheduler
PRBs belegt, wenn er schlau ist und das Signal zu I Verhältnis
optimiert ...

8) und mit kurzen Ansätzen auf dem Papier kommt man schnell
drauf, das ein System mit festem Reuse=3 oder 4 oder noch höher
schöneres SINR liefert, aber es gilt die alte Regel des Motor-
sports: Hubraum (den wir in der Nachrichtentechnik Bandbreite
nennen) ist durch nichts zu ersetzen, ausser durch mehr Hub-
raum ...

9) damit landen wir wieder dabei, das der Scheduler (unter
Last) immer versucht die ganze Bandbreite zuzuteilen, aber verschiedenen
Tln. andere Teilmengen des Vorrats an PRBs basierend auf der
Information die die Tln über den Kanal zurückliefern.

10) Das das Bauen eines Schedulers nicht direkt einfach ist
(ich spreche da aus Erfahrung) und man garnicht die volle
Optimierung braucht solange man eben nicht Vollast fährt,
kann man verschieden intelligente Scheduler bei den Herstellern
kaufen. Und da gibt's auch einfache Modelle, die Tln. nach
Warteschlange, Round-Robin, auf voller Bandbreite schedulen.

Also zusammengefasst: Unterträgerverschiebung unwahrscheinlich,
Feste Belegung periodisch in der Mitte, ansonsten je nach Last
Blöcke in Zeit und Frequenz die belegt sind.

Und schalten sie auch nächste Woche wieder ein, wenn sie
Dr. Bob sagen hören wollen: Das mit den RLFs muss auch mal aufhören...

Ralph A. Schmid, dk5ras

unread,
Aug 30, 2012, 11:57:31 PM8/30/12
to
Andreas Lobinger <tv...@biszumknie.de> wrote:

>Ich dachte, das war hier schon mal erkl�rt worden...
>
>1) LTE ist als reuse=1 System entwickelt worden (das weiss ich
>aus erster Hand) d.h. in allen Zellen d�rfen (aber nicht m�ssen)
>alle Resourcen (kommt gleich) wiederverwendet werden.

Ja, klar, aber man tut ja durchaus gut daran, das nicht unbedingt auch
auszureizen, daher kann ich da schon gewisse Strategien zur
Kollisionsvermeidung als sinnvoll ansehen.

>2) LTE (zumindest bei uns FDD 5/10/15/20 MHz) Resourcen sind
>pro Carrier (Tr�gerfrequenz) physical Resource Blocks (PRB), d.h.
>geb�ndelte OFDM Symbole aus 12 Untertr�gern (im 15kHz Abstand) und
>14 Symbolen in der Zeit (1 Frame = 1ms).

K�nnte mit den Bl�cken hinkommen, die man sieht, und die ab und an im
Spektrum durchlaufen. Mal die Zacken z�hlen...24 oder 25, je nach
Sichtweise...kommt also hin.

>4) Ich weiss es nicht selber, k�nnte es aber irgendwie nachfragen,
>ob nun so eine Untertr�gerverschiebung mit 0..5..10kHz stattfindet,
>die Nachrichtentechnische Theorie sagt aber, das das keinen
>Gewinn (Empf�ngerseitig) erzeugt, weil im Mobifunk vom Sender zum
>Empf�nger keine Kabel gelegt werden, sondern Mobilfunkkan�le und
>damit sieht das Sendesignal eh' schon komisch aus.

Diese Verschiebung scheint aber Standard zu sein, man sieht den Kamm
ja sch�n, wenn man durch die Lande f�hrt.

>Also zusammengefasst: Untertr�gerverschiebung unwahrscheinlich,

Aber sichtbar.

>Feste Belegung periodisch in der Mitte, ansonsten je nach Last
>Bl�cke in Zeit und Frequenz die belegt sind.

Soweit klar; doch woher kommt sowas wie im Bild 1? Man sollte
annehmen, ein OFDM-Tr�ger ist immer gleich breit, egal, ob er Nullen
oder Nutzdaten aussendet. Zumindest ist das in meinen Testaufbauten
so. Woher kommt der fette gelbe Klotz?

Andeas Wenzel

unread,
Aug 31, 2012, 4:53:45 PM8/31/12
to
On 30.08.2012 12:26, Ralph A. Schmid, dk5ras wrote:
> [...]
> Dabei fallen im ansonsten regelm��igen Spektrum der Tr�ger diese
> Bereiche auf, in denen ein Teilbereich des Funkkanales pl�tzlich
> massiv breitbandig belegt wird (Bild 1), [...]

Auf den "inneren" sechs Resourceblocks (wobei ein Resourceblock 12
Untertr�gern entspricht, also 12*15KHz=180KHz belegt) Informationen zur
Synchronisation und zur Layer 1 Konfiguration gesendet werden. Das
d�rfte der gelbe Klotz sein. Das ganze passiert - wenn mich mein �lteres
Buch zum Thema hier nicht anl�gt - zweimal f�r jeweils eine Slotl�nge (=
0,5ms) alle 5ms.

> oder in dem die einzelnen
> Tr�ger allm�hlich (power control?) breiter und st�rker werden bzw.
> wieder dahinschwinden (Bild 2).
>
> Ich gehe davon aus, das ist traffic im downlink.

Der Kamm d�rften Pilotsignale f�r die Kanalabsch�tzung sein. Die werden
im jedem dritten Untertr�ger gesendet, und zwar nicht permanent sondern
nur jede soundsovielte Symboldauer. Wie die zeitliche Abfolge genau
aussieht h�ngt unter anderem davon ab mit wievielen MIMO-Pfaden das
System arbeitet. Weil diese Pilotsignale nur auf jedem dritten
Untertr�ger vorkommen sieht man im Spektrum diese Rippel alle 45KHz.

> Im idle-Betrieb scheinen die deutschen Betreiber ja kammartig die
> Untertr�ger der Nachbarzellen immer um ein Drittel zu versetzen, damit
> sie sich gegenseitig nicht so st�ren. Wird das dann unter Last
> aufgegeben und mehr Bandbreite belegt?

Wie gesagt, den Kamm siehst Du nur auf Zellen die ohne Last umheridlen.
Unter Last wird der Raum zwischen den Pilotsignalen (sowohl in der Zeit-
als auch in der Frequenzachse) mehr und mehr mit Nutzdaten ausgef�llt.

> Wird die Interferenz beim
> Nachbarn in Kauf genommen, oder f�hrt der dann in der Zeit die
> Untertr�ger komplett runter oder belegt diese zumindest nicht auch mit
> traffic, sondern l��t sie idle?

Das kommt drauf an wie klug der Scheduler ist und wie gut die
Nachbarzellen miteinander vernetzt sind. Idealerweise l�sst eine Zelle
die beim Nachbarn belegten Resourcebl�cke frei oder verwendet sie f�r
nahe Teilnehmer die mit geringer Leistung versorgt werden k�nnen. Das
Protokoll gibt diese freine Granulierung der Leistungsverteilung im
Spektrum her, ob praktische eNB das schon ausnutzen wei� ich nicht.

Viele Gr��e,
Andreas



Ralph A. Schmid, dk5ras

unread,
Sep 1, 2012, 1:06:41 PM9/1/12
to
Andeas Wenzel <awspam...@gmx.de> wrote:

>Auf den "inneren" sechs Resourceblocks (wobei ein Resourceblock 12
>Untertr�gern entspricht, also 12*15KHz=180KHz belegt) Informationen zur
>Synchronisation und zur Layer 1 Konfiguration gesendet werden. Das
>d�rfte der gelbe Klotz sein. Das ganze passiert - wenn mich mein �lteres
>Buch zum Thema hier nicht anl�gt - zweimal f�r jeweils eine Slotl�nge (=
>0,5ms) alle 5ms.

Die Zeitverh�ltnisse sind eher so, da� der gelbe Klotz unregelm��ig
auftritt, auch mal minutenlang nicht.

>Wie gesagt, den Kamm siehst Du nur auf Zellen die ohne Last umheridlen.
>Unter Last wird der Raum zwischen den Pilotsignalen (sowohl in der Zeit-
>als auch in der Frequenzachse) mehr und mehr mit Nutzdaten ausgef�llt.

Also wie vermutet.

Danke, und viele Gr��e aus dem ICE, mit viel 4G-Empfang, fein, da� die
ICE-repeater 1800 MHz umsetzten, damit auch LTE :)

Andreas Lobinger

unread,
Sep 8, 2012, 7:05:44 AM9/8/12
to
On Fri, 31 Aug 2012 05:57:31 +0200, Ralph A. Schmid, dk5ras wrote:
> Andreas Lobinger <tv...@biszumknie.de> wrote:
>>4) Ich weiss es nicht selber, könnte es aber irgendwie nachfragen, ob
>>nun so eine Unterträgerverschiebung mit 0..5..10kHz stattfindet,
>>die Nachrichtentechnische Theorie sagt aber, das das keinen Gewinn
>>(Empfängerseitig) erzeugt, weil im Mobifunk vom Sender zum Empfänger
>>keine Kabel gelegt werden, sondern Mobilfunkkanäle und damit sieht das
>>Sendesignal eh' schon komisch aus.
>
> Diese Verschiebung scheint aber Standard zu sein, man sieht den Kamm ja
> schön, wenn man durch die Lande fährt.
>>Also zusammengefasst: Unterträgerverschiebung unwahrscheinlich,
>
> Aber sichtbar.

Ich hab's jetzt nicht geschafft mal nachzufragen, was tatsächlich
konfiguriert werden kann (manchmal gibt's auch BS seitig nicht-Standard
Parameter), aber der Standard sagt (36.104):

5.7.2 Channel raster
The channel raster is 100 kHz for all bands, which means that the carrier
centre frequency must be an integer multiple of 100 kHz.

Wenn's also bei dir sichtbar wird, kann das irgendein Demodulations-
produkt sein, oder eine andere nicht-synchrone Mittelung.

?

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