Interoperabilitätsuntersuchungen zwischen LTE und GSM-R für Bahnbetriebsanwendungen auf Basis von NI-basierten SDR-Komponenten

Für funkbasierte Informationsübertragungen im Eisenbahnbereich wird derzeit ein spezielles GSM-Mobilfunksystem (GSM-R) betrieben. Diese Technologie stößt vor allem in stark frequentierten Knotenpunkten an ihre Leistungsgrenzen. Zukünftig sollen deshalb auch Anwendungen im Mobilfunkstandard LTE ermöglicht werden. Um die Umsetzbarkeit dieser Technologiemigration zu prüfen, sind reproduzierbare Interoperabilitätstest unter Laborbedingungen notwendig. Der Beitrag befasst sich dazu mit ausgewählten Untersuchungen von LTE/GSM-R-Interferenzmessungen in dedizierten Frequenzbereichen unter Einsatz von NI-Komponenten. Dazu wird ein Versuchsaufbau einführend diskutiert, welcher als Komponenten für die Basisstationen der Mobilfunkstandards LTE und GSM-R so genannten SDRs (Software Defined Radios) aus dem USRP-Produktbereich von NI verwendet. Als Störsignalgenerator kommt ein zugeschnittenes PXI Record & Playback System zum Einsatz, mit dem die Störsignale (LTE, GSM-R) synchron zweikanalig aufgezeichnet und als Generatorsignal wiedergegeben werden können. Anhand der speziellen Randbedingungen für LTE (Träger mit 1,4 MHz Bandbreite) und GSM-R im Bahnbereich werden ausgewählte Untersuchungsergebnisse vorgestellt.

A special GSM mobile radio system (GSM-R) is currently operated for radio-based transmission in the railway sector. Today, this technology reaches its performance limits, particularly at highly frequented railway station areas. In the future, the mobile communication standard LTE promises to solve this shortages. To test the feasibility of this technology migration, interoperability testing under laboratory conditions are necessary. This paper describes measurements on LTE/GSM-R interference in the frequency range of current railway transmission systems by using state of the art NI Laboratory equipment. An experimental research lab setup is explained and discussed in detail. NI USRPs work as dedicated base stations both for LTE and GSM-R. A NI PXI system is used as an interference signal generator with its cabability to record and playback synchronous dual-channel signals (LTE, GSM-R). Selected results of the analyses on the basis of specific conditions for LTE (carrier bandwith of 1.4 MHz) and GSM-R are presented.