Störsignalsuche für kritische Infrastrukturen

Ihre Anforderung

Kritische Infrastrukturen sind auf die zuverlässige Verfügbarkeit des benötigten Frequenzspektrums angewiesen. Ein möglicher Ausfall der Funkkommunikation stellt ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar. Die schnelle und effektive Erfassung, Analyse und Ortung von Störaussendungen in der Umgebung kritischer Infrastrukturen ist daher von entscheidender Bedeutung. In den privaten 5G-Netzen, die viele kritische Infrastrukturen bedienen, kann die Suche nach Störungen enorme Schwierigkeiten bereiten. Spektrumüberwachungssysteme von Rohde & Schwarz schützen diese Einrichtungen.

In TDD-Netzen (TDD: Time Division Duplex; Zeitduplex) erfolgt die Signalübertragung im Downlink (DL) und Uplink (UL) im selben Frequenzband, jedoch in unterschiedlichen Zeitschlitzen. Private TDD-Netzwerke unterliegen keinen Standardisierungsanforderungen für den Synchronisierungssignalblock (SSB) und können nach Bedarf konfiguriert werden. Da es sich um öffentliche Netze handelt, weisen sie tendenziell mehr Uplink-Verkehr auf.
Betrachtet man solche TDD-Signale mittels einer herkömmlichen Spektrumdarstellung, ist es unmöglich, zwischen Uplink und Downlink zu unterscheiden oder andere Störsignale zu erkennen, die im selben Spektrum auftreten. In öffentlichen Netzen kann der standardisierte UL-Zeitschlitz für Messungen in Zeitfenstern und zur Störungssuche verwendet werden, wie in der Application Card „Störsignalsuche in TDD-Netzen“ (PD 3608.3632.92) beschrieben. Dieser Ansatz ist jedoch für private 5G-TDD-Netze ungeeignet. Die Störsignalsuche in privaten 5G-TDD-Netzen ohne manuelle Abschaltung des Netzes ist deswegen nahezu unmöglich.

Lösung von Rohde & Schwarz

Der tragbare R&S®PR200 Funkerfassungsempfänger unterstützt den Gated-Spectrum-Betrieb. Andere bekannte Anwendungen wie Homing können in Kombination mit diesem zeitbeschränkten Spektrum verwendet werden.
Mit der Gated-Spectrum-Funktion lässt sich der Empfänger so triggern, dass nur das Spektrum eines bestimmten Zeitschlitzes angezeigt wird – z. B. im Schutzintervall von 70 µs zwischen UL und DL bei 5G TDD. Dadurch lassen sich Störsignale, die dieselbe Frequenz belegen wie das gewünschte Signal, leichter erkennen, sodass deren Aufspürung auch in privaten Netzen möglich wird.

Aktivierung der Gated-Spectrum-Funktion am R&S®PR200

Die Gated-Spectrum-Funktion erfordert die Option R&S®CS-ZS Zeitbereichsmessung für den R&S®PR200. Diese Funktion ist im App-Menü auswählbar und ermöglicht dem Benutzer die Einstellung der zyklischen Gate-Periode sowie der Länge und Position des Gates. Über die App-Konfigurationen kann der Persistent Gated Mode aktiviert werden, um Messungen in anderen Funktionen des R&S®PR200 durchzuführen, z. B. Pegelkartierung (Option R&S®CS-MAP) oder Panorama-Scan (Option R&S®CS-PS).

Nutzung des Schutzintervalls

1. Identifizieren Sie die Bandbreite der Privatnetz-Frequenzen mit Hilfe der Panorama-Scan-App (PScan) mit ihrer Scan-Geschwindigkeit

2. Starten Sie die Gated Spectrum-App, um den Zeitbereich des relevanten Frequenzbereichs anzuzeigen. Verwenden Sie den Messkurvenmodus (Max.-Hold) mit der höchstmöglichen Periodendauer (40 ms bei 5G), um die Periodendauer eines Schutzintervalls zu ermitteln (sweepen Sie bei Bedarf die 40 MHz Echtzeitbandbreite).

3. Stellen Sie die Gate-Periode entweder auf einen Funkrahmen (10 ms) oder einen periodischen Teil des Rahmens (z. B. 2,5 ms) ein. Reduzieren Sie die Gate-Länge und positionieren die Gate-Verzögerung so, dass die Länge in das Schutzintervall passt.

4. Aktivieren Sie den Persistent Gated Mode in den App-Konfigurationen, um andere R&S®PR200 Apps im Gated Mode zu betreiben.

5. Verwenden Sie die PScan App, um den gesamten Frequenzbereich des 5G TDD-Netzes (z. B. 200 MHz) nach einem Störer zu durchsuchen.

Vorteile von Gated-Mode-Messungen mit dem R&S®PR200

• Geteilter Bildschirm mit gleichzeitiger Anzeige von Signalspektrum und Zeitbereich
• Effektive Identifizierung der systematischen Zeitschlitze im Zeitbereich als Schutzintervall zwischen UL und DL in privaten 5G-TDD-Netzen
• Die Gate-Länge kann auf 5 μs eingestellt werden, und das Gate kann relativ zum Zeitschlitz beliebig positioniert werden.
• Übertragen Sie den definierten Gate-Zeitschlitz auf andere wichtige R&S®PR200 Messfunktions-Apps wie Pegelkartierung oder Panorama-Scan in einer zum Scannen von 200 MHz geeigneten Bandbreite, wie für 5G erforderlich.