medientechnik institut für breitband- und steinbeis ... · messendgeräte mit spezieller...
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©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 1 -
Untersuchungen zur Mobilfunkversorgung am Beispiel einer grenznahen
ländlichen Region
Prof. Dr. S. Breide, Prof. Dr. C. Lüders, S. Helleberg (M.Eng.)
Steinbeis-Transferzentrum: Institut für Breitband- und Medientechnik - I.BM.T
59872 Meschede
Email: [email protected]
Steinbeis-TransferzentrumInstitut für Breitband- undMedientechnik
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 2 -
Agenda
1. Einführung
2. Projekthintergrund und Ziele
3. Unternehmensbefragung
4. Bestandsaufnahme
5. Messungen
6. Zusammenfassung
7. Ausblick
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 3 -
Einführung
Politische Ausgangslage
Digital-Gipfel 2017 (BMWi)
Realisierung von flächendeckenden, bedarfsgerechten Gigabit-Infrastrukturen im
Fest-und Mobilfunknetz
möglichst bis 2025
5. Generation Mobilfunk wichtige Säule zur Zielerreichung
nächster Technologieschritt
Ambitionierte Zielsetzung
Wie ist die aktuelle Versorgungssituation im Land?
Datenverbindung langsam
Sprachqualität schlecht
Die Verbindungen reißen ab
Bei uns gibt es kein Mobilfunk
…
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 4 -
Projekthintergrund und Ziele
Auch in der Grafschaft Bentheim häuf(t)en sich die Beschwerden
Insbesondere durch Unternehmen Anlaufpunkt: WFG
Vermutete Ursachen: Störungen durch NL-Netz, schlechter Ausbauzustand
Unzulässige Störungen jedoch von BNetzA nicht festgestellt
Gespräche mit Netzbetreibern zur Verbesserung Ausbauzustand erfolglos
Mobilfunkversorgung seit mehreren Jahren auf der politisch/operativen Agenda
aber noch keine zufriedenstellende Ergebnisse erreicht
Eher das Gegenteil, der Druck nimmt zu
Objektive Einschätzung der Beschwerden und Versorgungssituation notwendig!
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 5 -
Projekthintergrund und Ziele
Projektziele:
Detaillierte Erhebung zur Nutzung, zum Bedarf und zur empfundenen Qualität
unterschiedlicher Mobilfunkdienste Unternehmensbefragung
Analyse der Papierform der Mobilfunkversorgung
Messungen zur Verfügbarkeit verschiedener Technologien (2G, 3G, 4G), zu
Empfangspegeln, zur Sprachqualität und zu Verbindungsabbrüchen (mobil)
Messungen zur Verfügbarkeit verschiedener Technologien, zu Empfangspegeln, zur
Sprachqualität und zu Datenraten (stationär)
Erarbeitung von technischen, organisatorischen und politischen
Handlungsempfehlungen
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 6 -
Umfrage
Unternehmensbefragung zum Bedarf an Mobilfunkdienstleistungen und
subjektiven Versorgungslage
Ca. 1.000 Unternehmen angeschrieben
Rücklaufquote über 30%
ein sehr gute Ergebnis!
Meldungen über Mobilfunk-
störungen aus dem
gesamten Kreisgebiet
Aber: Grenzregion scheint
besonders betroffen
Gesamtzufriedenheit stark
begrenzt Unternehmensstandorte der Rückläufer
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 7 -
Umfrage: Nutzung von Anwendungen
0% 20% 40% 60% 80%
Telefonie (stationär)
Telefonie (im Kfz)
Email ohne Anhang
Email mit Anhang
Internetsurfen
Video
Fernüberwachnung
selten
mittel
stark
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 8 -
Umfrage: Zufriedenheit
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%
Telefonie (stationär)
Telefonie (im Fahrzeug)
Email ohne Anhang
Email mit Anhang
Internetsurfen
nr/kA
unzufrieden
zufrieden
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 9 -
Unternehmensbefragung – Fazit
Hohe Unzufriedenheit mit der Gesamtversorgung
Betrachtung von einzelnen Anwendungen differenzierter
Hauptanwendungen sind:
Telefonie stationär und mobil
Mails und Internetsurfen
Mangelart und Häufigkeit lassen auf eine unzureichende Funkversorgung
schließen
Über 80% der Unternehmen nutzt Vodafone und/oder Telekom
Messungen beschränken sich auf Vodafone und Telekom und prüfen
insbesondere die funktechnische Versorgung
Messungen erfolgen insbesondere im grenznahen Bereich zu den NL
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 10 -
Bestandsaufnahme
Landkreis Grafschaft Bentheim
Bundesland Niedersachsen
Verwaltungssitz: Nordhorn
Fläche: 980,87 km²
Einwohner: 135.770 (31. Dez. 2016)
Bevölkerungsdichte: 138 Einwohner je km2
Kreisgliederung: 25 Gemeinden
Besondere Situation: Grenzregion zu NL
Grenze an drei Seiten
Mobilfunkanbieter Telekom, Vodafone, O2/Eplus
Mobilfunkstandorte ~ 100
Standorte pro Fläche 1 Standort pro 10 km²
Einwohne pro Standort 1360 Einwohner pro Standort
6.7 6.8 6.9 7 7.1 7.2 7.3
-52.6
-52.5
-52.4
-52.3
Quellen: emf3.bundesnetzagentur.de/karte/Default.aspxC. Jobelius: http://web41951.pfweb.eu/mobilfunk/
Durchschnittliche bis gute Versorgung
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Messungen
Messaufbau und Durchführung
Messendgeräte mit spezieller Messsoftware, z.B. QualiPoc Android von R&S
Erfasste Daten: verwendete Technologie (2G, 3G, 4G), verwendetes Netz, Empfangspegel, Bitfehlerraten, Protokollanalyse Koordinaten etc.
Nutzung der Endgeräteantennen
Telefonie Gesamtversorgung Standortmessungen
• klassische leitungsgebundene Telefonie
• Kein VoIP/VoLTE• GSM/UMTS durch
Endgerät frei wählbar• Aktive Sprachverbindung
zur subjektiven Qualitätsbewertung
• Messfahrt Innenraum
• Idle Modus• 2G/3G/4G• Freie Technologiewahl• Keine Feste Verbindung• Messfahrt Innenraum
• 7 Standorte• Sprachverbindung• Datenverbindung• 2G/3G/4G• Spektrumsanalyse• Außenmessung
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 12 -
Messungen: Sprachqualität Telekom-Netz
X [km]
Y [
km
]
0 10 20 30 40
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
X [km]
Y [
km
]
0 10 20 30 40
0
5
10
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20
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45X [km]
Y [k
m]
0
0
510
1520
25
30
35
4045
505560
6570
75
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9095 100
105
110
115
120
125130
0 10 20 30 40 50
5
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10
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60
30
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15
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0
X [km]
Y [k
m]
0
0
510
1520
25
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35
4045
505560
6570
75
80
85
9095 100
105
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125130
0 10 20 30 40 50
5
10
15
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25
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40
45 0
10
20
30
40
50
600 km
5 km
10 km
15 km
Radio
Link
Timeout
Counter
Entfernung
zur BS
X [km]
Y [
km
]
0 10 20 30 40
0
5
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15
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Y [km
]
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0
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25
30
35
4045
505560
6570
75
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85
9095 100
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0 10 20 30 40 50
5
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45 0
10
20
30
40
50
60> 0,2%
> 0,4%
> 0,8%
> 1,6%
> 3,2%
> 6,4%
> 12,8%
Bitfehlerrate- GSM
- Sprache
Abbruch
X [km]
Y [
km
]4
812
16
20
24
28323640
44
48
52
5660
64
68
72
76
0 10 20 30 40
0
5
10
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X [km]
Y [
km
]
0 10 20 30 40
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45
Niederlande
Deutschland
Abbruch
UMTS (3G)
GSM (2G)
Fahrtzeit in 100 s
X [km]
Y [
km
]
0 10 20 30 40
0
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25
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45X [km]
Y [km
]
0
0
510
1520
25
30
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4045
505560
6570
75
80
85
9095 100
105
110
115
120
125130
0 10 20 30 40 50
5
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15
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45 0
10
20
30
40
50
60-50
-60
ca. 120 km
-70
-80
-90
-100
-110
-58
-68
-78
-88
-98
-108
-118
Abbruch
GSM UMTS
Empfangs-
Pegel / dBm
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Telefonie wird praktisch hauptsächlich über GSM realisiert:
zu ca. 80% GSM-Technologie (2G)
zu ca. 20% UMTS-Technologie (3G)
Handover von UMTS auf GSM, aber nicht umgekehrt
Messung mehrerer Netzwechsel (NL)
eine längere Strecke von etwa 8 km im NL-Netz
8/10 Gesprächsabbrüche:
vorwiegend in Grenznähe
Abbrüche bei Wechseln zwischen D und NL
Kein internationaler Handover
Messungen: Sprachqualität
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 14 -
Hoher Anteil der Gesamtroute mit geringem Empfangspegel:
schlechte Sprachqualität (eindeutig wahrnehmbar, z.T. sehr schlecht)
Gesprächsabbrüche
hohe Bitfehlerraten, d.h. schlechte technische Übertragungsqualität
Sehr schlechte Empfangspegel insbesondere in Grenznähe:
schlechte Sprachqualität
Umbuchung in das NL-Netz
Gesprächsabbrüche
Entfernt von der Grenze (> 8 km):
Pegel i.A. gut bis zufriedenstellend
keine Gesprächsabbrüche
Messungen: Sprachqualität
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Messungen: Vergleich mit anderen Messfahrten
0% 5% 10% 15%
D2 Meschede -Schmallenberg
D2 Meschede -Oldenburg
(Teilstrecken)
D2 GrafschaftBentheim
D1 GrafschaftBentheim Bitfehlerrate sehr hoch
( > 12,8% )
Empfangspegel sehr niedrig( < -105 dBm )
Entfernung zur BasisstationSehr hoch ( > 8 km )
Anteil der Messwerte
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Messungen: Gesamtversorgung – Telekom-Netz
fernab der Grenzevorwiegend LTE
sehr schlechte Empfangspegel vorwiegend in Grenznähe
prinzipiell ähnlich bei Vodafone (D2), aber kein Einbuchen in NL-Netz
Fahrt im Idle Modus, d.h. kein Verbindungsaufbau
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 17 -
Tech
no
logi
ean
teil
0,00%
20,00%
40,00%
60,00%
80,00%
100,00%
GSM
UMTS
LTE
Ben
Mes
Arn
Schm
Bensersiel
Meschede
Arnsberg
Schmallenberg
3G/4G: 50 – 80 %
Fahrten in anderenRegionen (z.T. BAB)
Fahrten in GrafschaftBentheim (Routen, s.o.)
3G/4G: 85 – 99 %
Anteil 3G/4G geringer als bei Fahrten in anderen dünn besiedelten Regionen
Allerdings: Fahrten in Grafschaft Bentheim zum großen Teil in Grenznähe
OpenSignal-Studie: 3G/4G-Verfügbarkeit ca. 75% (inklusive Städte)
Messungen: Vergleich mit anderen Messfahrten
Quelle: Global State of Mobile Networks, Aug. 2016, opensignal.com/reports/2016/08/global-state-of-the-mobile-network
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 18 -
Hohe Unzufriedenheit mit der Mobilfunkversorgung
Telefonie und Anwendungen mit begrenzter Datenrate im Fokus
Laut Papierform durchschnittliche bis gute Versorgung
Telefonie wird zu 80% über GSM abgewickelt
UMTS handover GSM ; GSM handover UMTS
Geringe Empfangspegel, hohe Bitfehlerraten, Verbindungsabbrüche etc.
In Grenznähe vorwiegend GSM und UMTS
Sonderfall: Ausländisches Fremdnetz
Im Vergleich mit anderen Regionen operativ schlechtere Versorgung
Verbesserungen durch Optimierung des Bestandsnetzes möglich
Versorgungslücken nur mit Netzausbau zu schließen
Zusammenfassung
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 19 -
Qu
elle
: wat
son
.ch
341,6 Mio. Endgeräte durch Hersteller ausgeliefert IDC Worldwide Quarterly Mobile Phone Tracker
Ausblick
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 20 -
Datenblatt Motorola G5 Plus
Konnektivität muss zum Netz
passen
Stadt vs. Land
Endgerätekosten
Produktionskosten
Endkundenpreis
…
Ausblick
©I.BM.T – Institut für Breitband- und Medientechnik 2018- 21 -
Netz – Tarif – Endgerät
Mobilfunkversorgung ist hoch komplex – auch für den Nutzer
Das Frustrationspotential steigt
Der Nutzer wird „erschlagen“
Neue Kommunikations- und Erklärstrategie zwingend notwendig
Ausblick
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Prof. Dr. S. Breide, Prof. Dr. C. Lüders, S. Helleberg (M.Eng.)
Steinbeis-Transferzentrum: Institut für Breitband- und Medientechnik - I.BM.T
59872 Meschede
Email: [email protected]
Steinbeis-TransferzentrumInstitut für Breitband- undMedientechnik
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit