A cura di Mauro Fraschetta CTR NIR Arpae Emilia Romagna

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1 PROBLEMATICHE CONNESSE ALLA MISURA DEI LIVELLI DI CAMPO ELETTRICO EMESSO DALLE TECNOLOGIE PER TELEFONIA MOBILE LTE E UMTS: NORMATIVA TECNICA E CONFRONTO FRA DIVERSI SISTEMI DI MISURA E SIMULAZIONI A cura di Mauro Fraschetta CTR NIR Arpae Emilia Romagna

2 L Appendice E della Guida CEI n = RS 2 RS E * LTE RS ANTn LTE BF E E = * _ n BF n E RS E = UMTS E CPICH ρ CA E n LTE PBCH * = E E = E ( db V / m) K( db) PBCH LTE PBCH_ Narda µ + e l application note Narda

3 Rappresentazione area di misura e SRB Sito di Reggio Emilia Sito di Ravenna

4 Principali caratteristiche radioelettriche e parametri della rete Sito di Reggio Emilia OP.1 Portante (MHz) CANALI UMTS CANALI LTE tilt Frequenza tilt P elettrico ρ CA centrale P elettrico (W) ( ) (%) (MHz) (W) ( ) P P P P BF n RS P P OP.2 P P

5 Principali caratteristiche radioelettriche e parametri della rete Sito di Ravenna OP.1 OP.2 OP.3 Portante (MHz) CANALI UMTS tilt Frequenza tilt P elettrico ρ CA centrale P elettrico (W) ( ) (%) (MHz) (W) ( ) P P P P P P P P P P P P P CANALI LTE BF n RS

6 Le catene strumentali (CS) (CS1) RE (CS2) RA (CS3) PC-PR-MO-BO-FE-FC Analizzatore di spettro Agilent MXA N9020A con personality per decodifica UMTS e LTE -intervallo di frequenza: 20Hz 8 GHz Antenne R&S HL050 e Siebersdorf PBA con cavo 10 m Analizzatore di spettro R&S FSH8 con moduli per decodifica UMTS -intervallo di frequenza: 9KHz 8 GHz Antenna isotropica TSEMF-B1 con cavo di 10 m Analizzatore di spettro Narda SRM 3006 con moduli per decodifica UMTS (tutte le sezioni) e LTE (solo BO e PR) -intervallo di frequenza: 9 khz 6 GHz Antenna isotropica THREE AXIS con cavo di 5 m

7 Esecuzione misure interconfronto MISURE DEL 22/09/2015 c/o SITO DI REGGIO EMILIA MISURE DEL 29/09/2015 c/o SITO DI RAVENNA ULTERIORE SESSIONE DI MISURA DEL 12/11/2015 c/o SITO DI RE : VARIABILITA TEMPORALE DEI SEGNALI DI RIFERIMENTO UTILIZZO DELL APPLICATION NOTE DI NARDA ANDAMENTO SEGNALE LTE 1800 AL VARIARE DI h DAL SUOLO

8 Risultati misure UMTS UMTS - METODO DELLA MISURA DEL CPICH MISURE CON DIFFERENTI CS - CONFRONTO VALORI MEDI E VALORI MISURATI ESTRAPOLATI ALLA MASSIMA POTENZA (SCARTI) OP. Portante Emedio MIN MAX Emedio MIN MAX OP. Portante Emedio MIN MAX (mv/m) (db) (db) (mv/m) (db) (db) (mv/m) (db) (db) OP.1 OP.2 Reggio Emilia 22/09/2015 Reggio Emilia 12/11/2015 Ravenna 29/09/2015 CS: 3-MO(1); 1-RE(1); 3-PR(2); 3-PC(2) CS: 3-BO(2); 3-MO(2); 1-RE(2) 3-PR(2); 3-PC(2) CS: 2-RA(1); 3-BO(1); 3-FE(1); 3-PC(1) P ,9 1, ,2 1,6 P ,3 1,1 P ,9 0, ,6 1,2 OP.1 P ,9 0,8 P ,8 3, ,9 2,7 P ,7 2,2 P ,0 1, ,9 2,5 P ,8 1,0 P ,8 1, ,9 1,5 OP.2 P ,2 1,1 P ,3 1, ,6 1,2 P ,0 0,9 P ,1 0,9 P ,1 0,9 P ,6 1,5 OP.3

9 Risultati misure LTE LTE - METODO DELLA MISURA DEL RS CONFRONTO VALORI MEDI E VALORI MISURATI ESTRAPOLATI ALLA MASSIMA POTENZA (SCARTI) Reggio Emilia 22/09/2015 CS: 1-RE(1); 3-PR(2) Reggio Emilia 12/11/2015 CS: 3-BO(2); 1-RE(2 solo 1800); 3-PR(2) OP. OP.1 Portante Emedio MIN MAX Emedio MIN MAX (mv/m) (db) (db) (mv/m) (db) (db) P ,9 2, ,1 2,7 P ,2 0, ,2 0,7

10 Confronti mattina-pomeriggio misure UMTS e LTE Reggio Emilia 12/11/2015 OP. OP.1 OP.2 Portante UMTS - CONFRONTI MATTINA-POMERIGGIO (db) 3-BO 3-MO 1-RE 3-PR 3-PC P1 1,5-2,7-0,2 2,0 2,1 P2 0,1-3,8-0,1 0,0 0,7 P3 2,0 0,4-0,5 1,9 3,9 P1 2,2-0,1 0,1 3,5 4,2 P2 1,0-0,5-0,7-0,4 0,4 P3-1,6-2,7-0,7 1,4 0,3 LTE - CONFRONTI MATTINA-POMERIGGIO (db) OP. Portante METODO DEL RS METODO "LEVEL RECORDER" OP.1 3-BO 1-RE 3-PR 3-BO 3-MO 3-PR P1-0,5-0,6 0-0,4-1,1 2,5 P2-0,5 - -1,7-0,6 0,5-1,6

11 Risultati misure LTE confronto metodi diversi LTE - METODI RS E PBCH A CONFRONTO - VALORI ESTRAPOLATI ALLA MASSIMA POTENZA Reggio Emilia 22/09/2015 CS: 1-RE(1) Ravenna 29/09/2015 CS: 3-BO (RS 1 misura); 2-RA (PBCH 1 misura) OP. OP.1 Portante SCARTO SCARTO RS PBCH RS PBCH PBCH-RS OP. Portante PBCH-RS (mv/m) (mv/m) (db) (mv/m) (mv/m) (db) P ,2 OP.3 P ,0 P ,1 P ,5 OP.1 P ,6 LTE - METODI RS E LR A CONFRONTO - VALORI ESTRAPOLATI ALLA MASSIMA POTENZA Reggio Emilia 12/11/2015 CS: 3-BO(2); 3-MO(2); 3-PR(2) OP. Frequenza centrale (MHz) Emedio RS (mv/m) Emedio LR (mv/m) SCARTO LR-RS (db) OP.1 P ,1 P ,2

12 Confronti E stimato E misurato Il rilievo dei parametri geometrici del p.to di misura Distanziometro Laser Technology

13 Confronti E stimato E misurato Il rilievo dei parametri geometrici del p.to di misura GPS a precisione submetrica Trimble Geo XT

14 Confronti E stimato E misurato Simulatori: REEM e ARGIS E = η P 4π r t 2 G Parametri di input Reggio Emilia 12/11/2015 OP. 1 OP. 2 Altezza centro elettrico (m) 35,68 33,13 Distanza p.to rilievo (m) 197 altri parametri come da scheda radio di esercizio Azimut p.to rilievo ( ) 60 Altezza p.to rilievo sls (m) 1,5 OP. Confronti E STIMATO - E MISURATO - Reggio Emilia 12/11/2015 Sistema Potenza per portante (W) E stimato per portante (mv/m) E misurato (mv/m) Scarti stimatomisurato (db) UMTS , ,3 OP.1 LTE , ,5 LTE , ,1 OP.2 UMTS , ,0

15 Confronti E stimato E misurato in altezza 1000 LTE 1800 MHz - P.to di interconfronto andam ento del cam po elettrico con l'altezza dal suolo Da misura RS Altezza dal suolo Emax Pwr (m) (mv/m) Cam po Elettrico estrapolato m ax PW da RS (m V/m ) y = 79,584x + 71,44 R 2 = 0, Altezza dal suolo (m)

16 Confronti E stimato E misurato in altezza LTE 1800 MHz - P.to di interconfronto andamento del campo elettrico con l'altezza dal suolo Campo Elettrico previsto e misurato - max PW (dbmv/m) 60,0 58,0 56,0 54,0 52,0 50,0 48,0 46,0 44,0 42,0 Misurato Previsione Log. (Misurato) Log. (Previsione) 5 Tilt elettrico Sottostima compresa tra 2,6 e 3,8 db y = 6,9534Ln(x) + 42,468 R 2 = 0,9915 y = 6,9467Ln(x) + 39,503 R 2 = 0, , Altezza dal suolo (m)

17 Confronti E stimato E misurato in altezza LTE 1800 MHz - P.to di interconfronto andamento del campo elettrico con l'altezza dal suolo 60,0 y = 6,9534Ln(x) + 42,468 Campo Elettrico previsto e misurato - max PW (dbmv/m) 58,0 56,0 54,0 52,0 50,0 48,0 46,0 44,0 42,0 Misurato Previsione Log. (Misurato) Log. (Previsione) R 2 = 0, Tilt elettrico+0.5 Tilt meccanico y = 5,3303Ln(x) + 44,52 R 2 = 0, , Altezza dal suolo (m)

18 Conclusioni Le misure sui segnali UMTS e LTE hanno evidenziato, in generale, un buon accordo fra i risultati ottenuti dalle diverse catene strumentali. Necessitano comunque chiarimenti sull origine delle differenze riscontrate tra le diverse catene strumentali per poter stabilire quale sia il contributo dei diversi fattori che concorrono alla dispersione dei dati, quali l incertezza l strumentale, gli effetti della propagazione e l eventuale l variabilità della sorgente. Da approfondire l analisi l dei metodi PBCH e Level Recorder, che sovrastimano rispetto al metodo RS, a causa dei possibili contributi delle sorgenti isofrequenziali adiacenti e delle modalità di rivelazione del segnale, con eventuale correzione delle equazioni di riferimento nel caso in cui il BF>1. Il disaccordo consistente tra le simulazioni e le misure per l OP l OP.1, contrariamente a quanto riscontrato per l OP l OP.2, ha reso necessario un confronto con l operatore l stesso che è tutt ora in corso; in particolare, la criticità del tilt nel risultato della simulazione suggerisce di mettere a punto una metodica che ne consenta il rilievo strumentale a partire dalle misure a diverse altezze.

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