Mit Dienst und Verfügbarkeit beginnen, nicht mit einer Stückliste
Vor der Bauteilauswahl muss der Streckenvertrag messbar sein. Endpunkte, Richtung, Band, Kanal, Modulation, Fehlerrate oder Durchsatz, TDD/FDD-Zeitlage, Antennenstandorte, Gelände und Verfügbarkeit werden freigegeben. Leitungsgebundene und abgestrahlte Bezugsebenen sind ausdrücklich zu benennen.
Die Funkstrecke als messbaren Vertrag festlegen
Band- und Kanalplan bestimmen Filter, Duplexabstand, LO-Plan, Antenne, regulatorische Grenze und Messbandbreite. Wellenform und Verkehrszustand verändern Scheitelfaktor, PA-Backoff, EVM, ACLR, Tastgrad, Strom und Wärme. Für die Abnahme sind Koordinaten, Pfadprofil, Gleichkanal- und Nachbarkanalbelegung sowie die geforderte Statistik zu dokumentieren.
Nominal-, Worst-Case- und Messwerte gehören in getrennte Spalten. Eine typische Datenblattangabe darf nicht allein durch Umbenennen zur Abnahmegrenze werden. Jede Annahme erhält Quelle, Temperatur, Alterungszustand und Gültigkeitsbereich.
| Projekteingang | Auswirkung auf die HF-Kette | Nachweis |
|---|---|---|
| Band und Kanalplan | Filter, Duplexabstand, LO-Plan und Messbandbreite | Frequenztabelle und Aussendungsbereiche |
| Wellenform und Last | Backoff, EVM, ACLR, Tastgrad und Wärme | Wellenform, Belegung und Zeitlage |
| Pfad und Verfügbarkeit | Ausbreitungsmodell, Reserve und Antennengeometrie | Profil, Klima und Verfügbarkeitsziel |
| Duplex und Koexistenz | Isolation, Erholung und Blocker | Tx/Rx-Zustände und Störpegel |
| Abnahmeebene | Trennt Modulwert von installierter Leistung | Ebenenzeichnung und Kalibriernachweis |
Bezugsebenen vor der Margenrechnung zeichnen
In Senderichtung können PA-Ausgang, Funkgeräteausgang, Speiseleitung, Antenneneingang und EIRP unterschiedliche Ebenen sein. Empfangsseitig folgen Antennengewinn, Radom, Feeder, Vorselektion, Schalter und Empfängereingang. Diplexer, Blitzschutz, Jumper und Stecker dürfen nicht stillschweigend verschwinden.
Bei aktiven Antennen ist zu klären, welche internen Verluste und Beamforming-Gewinne bereits enthalten sind. Bei getrennter RRU und Antenne werden Kabeltyp, Länge, Steckverbinderzahl, Montage- und Temperaturtoleranz festgehalten.
Empfangspegel und Link Margin je Richtung berechnen
Der erwartete Pegel am benannten Empfängereingang ergibt sich aus Sendeleistung plus sendeseitigen Gewinnen minus Sendeverlusten und Pfadverlusten plus Empfangsantennengewinn minus Empfangsverlusten. Die Link Margin ist die Differenz zum Pegel, der das vereinbarte Qualitätskriterium erfüllt.
Freiraumdämpfung bleibt getrennt von Gas-, Regen-, Beugungs-, Mehrwege-, Abschattungs-, Polarisations-, Ausrichtungs- und Interferenztermen. So bleibt sichtbar, ob ein vermeintlicher Reserveterm tatsächlich ein Modellfehler kaschiert.
Rechenprüfung für eine 6-GHz-Richtfunkstrecke
Bei 12 km und 6 GHz beträgt die Freiraumdämpfung mit 92,45 + 20 log10(f in GHz) + 20 log10(d in km) rund 129,6 dB. Mit +30 dBm leitungsgebundener Sendeleistung, je 1,5 dB Feederverlust und 34 dBi Antennengewinn an beiden Enden ergibt sich etwa -34,6 dBm am Empfängereingang. Gegen eine erforderliche Schwelle von -70,5 dBm stehen rechnerisch 35,9 dB zur Verfügung. Das ist noch keine Verfügbarkeitsaussage: Regen, klare-Luft-Multipath, Pfadfreiheit, Polarisation, Ausrichtung, Interferenz und Gerätetoleranz fehlen noch.
Empfindlichkeit aus Bandbreite und Demodulation ableiten
Bei 290 K wird die thermische Rauschleistungsdichte üblicherweise mit -174 dBm/Hz angenähert. Dazu kommen 10 log10 der Empfangsbandbreite, die kaskadierte Rauschzahl, der für Modulation und Codierung erforderliche SNR- oder Eb/N0-Wert sowie explizite Implementierungs- und Messreserven.
Verluste vor der ersten rauscharmen Stufe verschlechtern die Systemrauschzahl unmittelbar. Deshalb werden Empfindlichkeit, Blocker, Duplexleckage, AGC-Zustand, Übersteuerungserholung und zulässige Desensibilisierung gemeinsam geprüft.
Sendeleistung unter der realen Wellenform spezifizieren
Durchschnittsleistung, Spitzenhüllleistung, P1dB, Sättigungsleistung und linear nutzbare Ausgangsleistung sind nicht austauschbar. Maßgeblich ist die Leistung, bei der EVM, ACLR und unerwünschte Aussendungen für die deklarierte Wellenform, Belegung, Versorgung und Temperatur eingehalten werden.
EIRP wird von der akzeptierten leitungsgebundenen Ebene über alle Speiseverluste und den Antennengewinn gerechnet. Bei Mehrträgerbetrieb ist die gleichzeitige Trägerkombination zu prüfen, nicht jeder Träger isoliert.
Die Duplexart bestimmt die Isolationsarchitektur
FDD sendet und empfängt gleichzeitig in getrennten Bändern. Duplexerunterdrückung, Antennenentkopplung, Senderrauschen und Empfängerselektivität bilden daher ein dauerhaftes Leckbudget. TDD teilt das Band zeitlich; Schalterisolation, PA-Abschaltung, Transientenunterdrückung, Empfängererholung und Schutzzeit sind dann entscheidend.
Aus Sendeleistung und maximal verträglichem Leckpegel entsteht die notwendige Gesamtisolation. Sie wird auf Antennenabstand, Duplexer oder Schalter, Filter, Schirmung, Leiterführung und Timing verteilt und über Frequenz, Temperatur, Leistung und Schaltzustand verifiziert.
Umsetzung, Filter und Takt als gemeinsamen Frequenzplan behandeln
Alle RF-, LO- und IF-Bereiche, Einspritzlagen, Bildfrequenzen, spektralen Inversionen, Verstärkungszustände und spurkritischen Kombinationen gehören in eine gemeinsame Matrix. Filterunterdrückung wird an realen Bild-, LO-, Harmonischen-, Blocker- und Senderleckfrequenzen definiert.
Phasenrauschen, Referenzstabilität, Spurious und Einschwingzeit können EVM, Selektivität und Synchronisation begrenzen, auch wenn das Verstärkungsbudget schließt. Relevante Offsetbereiche und Zeitfenster sind konkret zu nennen.
Verfügbarkeit aus dem realen Pfad modellieren
Freiraumdämpfung ist nur die Basis. Für terrestrische Sichtfunkstrecken werden Pfadfreiheit, Beugung, atmosphärische Gase, Regen, klare-Luft-Mehrwegeausbreitung, Reflexion und Kreuzpolarisation nach dem vereinbarten Verfahren bewertet. Frequenz, Distanz, Gelände, Klima, Polarisation, Antennenhöhe und Zielverfügbarkeit bestimmen das Modell.
Gerätetoleranzen und Ausbreitungsausfälle bleiben getrennt. Temperaturbedingte PA-Reduktion, zusätzlicher Feederverlust oder Fehlrichtung sind keine Regenreserve. Diversität, adaptive Modulation und Leistungsregelung dürfen nur mit Auslösekriterien und Betriebsgrenzen angerechnet werden.
Systembudgets in Bauteilgrenzen übersetzen
PA, LNA, Filter, Duplexer, Mischer, Synthesizer, Antenne und Interconnect erhalten jeweils Band, Pegel, Linearität, Anpassung, Temperatur, Schaltzustand und Messmethode. Die Zuweisung muss sich wieder zum Systembudget addieren lassen.
Schutz und Monitoring gehören zur Funktion: VSWR-Abschaltung, Temperaturgrenze, Sequenzierung, Alarme und Telemetrie werden in Normal-, Übergangs- und Fehlerzuständen geprüft.
| HF-Funktion | Zu definierende Grenzen | Integrationsprüfung |
|---|---|---|
| Leistungsverstärker | Band, lineare Leistung, EVM/ACLR, Tastgrad und Thermik | Komplette Senderqualität an der Bezugsebene |
| LNA und Empfänger | Rauschzahl, Gain, Blocker, Maximalpegel und Erholung | Kaskadierte Empfindlichkeit und Desensibilisierung |
| Filter oder Duplexer | Einfügedämpfung, Unterdrückung, Gruppenlaufzeit, Leistung und Drift | Messung in realen Tx/Rx-Zuständen |
| Umsetzer und Quelle | RF/LO/IF, Bild, Spurious, Phasenrauschen und Einschwingen | Vollständige Tuning- und Trägermatrix |
| Antenne und Interconnect | Gewinn, Muster, Polarisation, VSWR, Verlust und Wetter | Abgleich von leitungsgebundenem Wert und installierter EIRP |
Von der Einzelmessung bis zur installierten Strecke verifizieren
- Streckenvertrag und Akzeptanzkriterium freigeben
- Bezugsebenen in beiden Richtungen zeichnen
- Nominal- und Worst-Case-Budgets schließen
- Grenzwerte auf die HF-Stufen verteilen
- Bauteile mit Kalibrier- und Unsicherheitsnachweis messen
- Integriertes Funkgerät mit Blockern und Übergängen testen
- Installierte Strecke ausrichten und dokumentieren
- Felddaten mit dem Budget korrelieren
Typische Ursachen für fehlerhafte Funkstreckenspezifikationen
- Freiraumdämpfung als vollständiges Verfügbarkeitsmodell verwenden
- P1dB oder Sättigungsleistung ohne Wellenformgrenze als Ausgangsleistung angeben
- Empfindlichkeit ohne Bandbreite, Rauschzahl und Demodulationskriterium berechnen
- Antennengewinn ohne Feeder-, Radom-, Polarisations- und Ausrichtungsverlust ansetzen
- Ausbreitung, Fertigungstoleranz und Interferenz in einer einzigen Reserve verstecken
- TDD/FDD-Isolation nur in einem statischen Zustand messen
- Mehrträgerfunkgerät nur mit einzelnen Trägern qualifizieren
- Leitungsgebundene Tests nicht mit installierter EIRP und Empfangsebene abgleichen
Mindestangaben für eine Kommunikations-RFQ
- Endpunkte, Richtung, Topologie, Entfernung, Antennenhöhen und Umgebung
- Band, Kanalbreiten, Trägerkombinationen und Tuningbereich
- Wellenform, Modulation, Durchsatz oder Fehlerrate und Duplexzeitlage
- Verfügbarkeitsziel und freigegebenes Ausbreitungsverfahren
- Ausgangsleistung, EIRP, Antennengewinn, Feederverlust und Polarisation
- Empfindlichkeitskriterium, Rauschzahl, Blocker und Maximalpegel
- EVM, ACLR, Maske, Harmonische, Spurious und LO-Leckage
- Isolation, Schalten, Erholung, Koexistenz und Schutz
- Versorgung, Steuerung, Kühlung, Montage und Umwelt
- Bezugsebenen, Kalibrierung, Unsicherheit und Abnahmeformat
