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    X- oder Kreuzpolarisation?

    Norbert_50

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    Hardware
    Huawei B525s-23a
    Hallo!

    vor ein paar Wochen habe ich in meinem Ferienhaus in einem sehr strukturschwachen ländlichen Gebiet einen LTE-Router des Typs Huawei B525s-23a mit einer SIM-Karte von O2 installiert. Nach ausgiebiger Suche im Haus und auch vor dem Haus fand ich den vorläufig besten Platz für den Router auf einem Schrank hinter einer nach Südwesten zeigenden Hauswand (aus Bims-Hohlblocksteinen). Auch hier war das Empfangssignal nur schwach, aber dennoch relativ ungestört und bisher auch stabil (RSRP -106 dBm, RSRQ 6 dB, die Download-Geschwindigkeit liegt zwischen 4,8 und 13,4 Mbits/s). Laut www.cellmapper.com und der vom Router angezeigten Cell_ID liegt die zugehörige Basisstation in einer Distanz von satten 28,15 km (ich vermute, das ist hier Rekord). Laut Höhenprofil müsste sogar direkte Sichtverbindung bestehen (was ich bisher wegen schlechten Wetters noch nicht bestätigen konnte). Zwar gibt es deutlich näher gelegene Funkmasten, aber die liegen anscheinend topografisch deutlich ungünstiger. Jedenfalls scheint dieser sehr entfernt gelegene Funkmast das einzige überhaupt brauchbare Signal von O2 zu liefern.

    Natürlich könnte ich versuchen, bei einem anderen Anbieter eine bessere Verbindung zu bekommen, z.B. bei Vodafone. Da gibts in nur 3,5 km Entfernung einen dicken Funkmast mit direkter Sichtverbindung und den hatte ich bisher mithilfe von Tethering über mein Smartphone auch genutzt. Aber hier hatte ich einen Tarif mit nur 3 GigaBytes pro Monat und das war regelmäßig zu knapp. Nun teile ich mir (mithilfe einer Zweit-SIM-Karte) einen äußerst preisgünstigen Tarif für 20 GigaBytes pro Monat mit meinem Sohn, der aber an seinem Wohnort auf zwingend auf O2 angewiesen ist.

    Um das doch sehr schwache Signal zu verbessern, möchte ich auf dem Dach des Hauses eine LTE-MiMo-Außenantenne anbringen. Ein Mast (für eine Sat-Schüssel) ist ohnehin vorhanden. Allerdings bin ich durch die unterschiedlichen Ausführungen der im Internet zu findenden Antennen mehr als verwirrt. Bekanntlich braucht man für die MiMo-Technologie die Signale von zwei Antennen. Die Frage ist aber: Wie müssen diese polarisiert sein? Bei einigen Modellen waren beide Antennen für vertikale Polarisation vorgesehen, andere hatten die so genannte Kreuzpolarisation (eine Antenne senkrecht, die andere waagrecht) und noch andere hatten X-Polarisation (eine Antenne mit +45° gegen die senkrechte, die andere mit -45° gegen die Senkrechte. Dabei kann doch nur eine davon richtig sein! Hinzu kommen diverse Bauformen, also Flächenantennen, Yagis, logarithmisch-periodische Antennen, viele davon in extremer Breitband-Ausführung (die ich nicht möchte, weil es Antennengewinn kostet) und das Ganze dann auch noch in offener oder irgendwie umhüllter Bauweise - und dann auch noch etliche, denen man die schlechte Qualität schon an der Kabelsorte (RG-58) anmerkt... Mag ja sein, dass alle "irgendwie" funktionieren, aber in der beschriebenen extrem kritischen Empfangssituation möchte ich kein einziges Dezibel verschenken.

    Ich bin selber Ingenieur für Nachrichtentechnik (Fachrichtung Hochfrequenztechnik, aber schon lange raus aus dem Geschäft). Und da denke ich, eine Monoband-Antenne für 800 MHz - am besten eine Yagi in offener Bauweise ("form follows function") - hätte vermutlich den höchsten Antennengewinn. Es bleibt aber die Frage nach der richtigen Polarisation. Und vor allem: ich würde es gerne verstehen!

    Wenn ich mir vorstelle, ich habe am Senderstandort zwei Antennen in X-Polarisation und speise diese phasenstarr mit einem identischen HF-Signal - was kommt dann raus? Ich würde sagen: eine ziemlich saubere reine vertikale Polarisation. Aber die könnte man auch einfacher und billiger haben (nämlich mit nur einer Antenne mit senkrechter Polarisation).

    Oooder wird womöglich mit zirkularer Polarisation gesendet (Speisung der beiden Antennen mit 2 Signalen, die elektrisch um 90° phasenverschoben sind)?? Dann wären die beiden Antennen, bzw. Signale zwar tatsächlich gegeneinander entkoppelt und könnten so auch wieder empfangen werden - dann wäre es sogar völlig egal, ob die Empfangsantennen in X- oder in Kreuz-Polarisation angeordnet sind.

    Ooooder ist es womöglich sogar so, dass die beiden Sendeantennen mit leicht unterschiedlichen Signalen gespeist werden, z.B. so, dass zwar in beiden Signalen letztendlich die gleichen Daten enthalten sind - aber vielleicht zeitlich etwas versetzt, so dass in den beiden MiMo-Empfängern etwaige kurze Rausch- oder Störimpulse immer nur einen Kanal treffen? Dann ergäbe diese ganze MiMo-Geschichte auch in meinen Augen einen gewissen Sinn - aber eben wiederum nur in X-Polarisation. Denn bei großen Distanzen gibt es zwischen horizontal und vertikal polarisierten kurzen Wellen deutliche Reichweitenunterschiede.

    Natürlich habe ich zunächst die Hotline von O2 angeschrieben - ohne Antwort. Dasselbe auch bei einem Antennenspezialisten, der vor ein paar Jahren auf seinen Internetseiten auch einen sehr breit und wirklich fundiert klingenden Artikel zum Thema LTE-Antennen veröffentlicht hatte - ohne Antwort. Ich bin sogar zu dem betreffenden Funkmast hingefahren, habe dort die eMail-Adresse des errichtenden Unternehmens gefunden (americantower.com) und hingeschrieben - ebenfalls ohne Antwort.

    Weiß jemand von Euch, was wirklich Sache ist?

    Herzliche Grüße

    Norbert
     

    bruno54

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    Tarif
    MagentaZuhause Hybrid S Option "M"
    LTE Speed
    4,2 - 6,0 Mb/s DL
    Hardware
    Speedport Hybrid /Navitech Paneel
    Moin, Fragen über Fragen ;)
    Die Sendeanlagen für LTE arbeiten bis auf wenige (alte) Ausführungen mit X-Polarisation. In der Praxis ist so was aber nicht relevant weil nur im Nahbereich zum Sender und freier Sicht die abgestrahlte Leistung noch so am Empfänger ankommt. LTE-MiMo Antennen bestehen immer aus einer H u, einer V Einheit die im Fall einer Patchantenne z.B. durch entsprechende Abgriffe an dem Patch realisiert werden und somit nur ein "Strahler" vorhanden ist.
    Alles was du gefragt hast ist hier im Forum auch durch den Admin Seb. sehr schön zusammengetragen, einfach mal über SuFu nachschauen.
    LTE - Empfang über große Distanzen ist keine Seltenheit allerdings ist die Signalverteilung immer inhomogen. Als ich noch mit LTE gespielt habe waren Sender bis 80Km dabei allerdings nicht stabil über längere Zeiträume.
     

    Norbert_50

    New Member
    Hardware
    Huawei B525s-23a
    Hallo Bruno,

    herzlichen Dank für Deine schnelle Antwort! Zwar habe ich über die Suchfunktion beim Autor Seb nur 4 schon ziemlich alte Beiträge gefunden, die mit meinem Thema eigentlich nix zu tun haben, doch habe ich bei dieser Suche eher zufällig eine andere Aussage gefunden, die mir wesentlich weiter hilft (PeterSB, 25. Januar 2016):

    "Bei LTE wird MIMO gemacht, d.h. unterschiedliche Datenströme zur gleichen Zeit auf der gleichen Frequenz über unterschiedliche Antennen".

    Das darin für mich entscheidende Schlüsselwort lautet: "Unterschiedliche Datenströme". Es wird also nicht ein-und-dasselbe Signal phasenstarr über zwei Antennen geschickt. Vielmehr entspricht dies dem Fall 3 meiner Vermutungen. Zusammen mit der Info, dass für die Datenströme der beiden Kanäle senderseitig die X-Polarisation verwendet wird (welche ich auch diesem Forum entnehmen konnte), ist der Fall für mich jetzt endlich, endlich klar.

    Es mag sein, dass sich die Polarisationsebenen aufgrund von Reflexionen auf dem Empfangsweg drehen können, aber in meinem Fall besteht Sichtverbindung und da ist das wohl trotz der großen Distanz weitgehend auszuschließen. Zudem hat man ja in Zeiten des terrestrischen UHF-Analogfernsehens auch nicht über Polarisationsänderungen nachgedacht, sondern auch in schwierigen Empfangssituationen durchweg horizontal polarisierte Antennen verwendet.

    Ich werde jetzt also gezielt nach 800-MHz-Monoband-Antennen mit ±45°-Polarisation suchen (und muss nicht befürchten, diese verschrotten zu müssen, weil sie sich nicht auf Kreuzpolarisation umbauen lassen...).

    Herzliche Grüße und vielen Dank!

    Norbert
     
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