Funkfeldsimulation – ein erster Versuch

Großraumkarte Ulm mit Feldstärkeverteilung DB0ULM

Großraumkarte Ulm mit Feldstärkeverteilung DB0ULM (Karte: Open Street Map, Simulation: Radio Mobile)

Das Programm Radio Mobile ist kostenfrei erhältlich und ermöglicht sehr flexible Funkfeldsimulationen. Ich habe es heute erstmals eingesetzt, um einen Überblick über die zu erwartende Abdeckung unseres D-STAR-Relais zu bekommen. Natürlich verlangt es die Eingabe von etlichen Parametern, die die Terminals (Basisstation und Mobilstation) genau beschreiben. Wie ich dabei vorgegangen bin, habe ich weiter unten genauer beschrieben. Das Ergebnis vorweg: die Feldstärkevorhersagen der decken sich qualitativ recht gut mit meinen Beobachtungen, von einigen noch genauer zu diskutierenden Ausnahmen abgesehen.

Die erste Karte zeigt eine Großraum-Übersicht, die dem Nutzer gute Anhaltspunkte liefert, ob ein Einstieg ins D-STAR-Netz über DB0ULM realistisch ist. Die Simulation orientiert sich an einer Mobilstation mit 5W Ausgangsleistung, Antennenhöhe 1,5 m und einem Antennengewinn von 3 dBi. Durch Klicken auf das Bild erhält man die Karte in voller Auflösung.

Ein Problem bei der Funkfeldsimulation war, dass ich keinerlei Angaben gefunden habe hinsichtlich der Grenzempfindlichkeit der ICOM-Geräte im D-STAR-Betrieb – sprich, bei welcher Eingangsspannung gelingt eine annähernd fehlerfreie Demodulation der GMSK-Signale. Ich habe daher zur Abschätzung unsere Feldmessungen von vor drei Wochen herangezogen. Dort hatten wir ja ausprobiert, welche Zusatzdämpfung wir zwischen Antenne und Transceiver schalten konnten, bis dass die Fehlerrate (gemessen an der Basisstation) unzulässig hohe Werte annahm. Den dort ermittelten Wert (32 dB) habe ich herangezogen, eine Funkfeldsimulation zwischen Basisstation und dem Standort unserer Feldmessungen durchgeführt und dann die Grenzempfindlichkeit solange variiert, bis gerade diese 32 dB als Marge auftraten. Klingt präzise, ist es aber nicht – denn die Funkfeldsimulation enthält auch noch eine Schwundmarge (hier 10 dB) für den Mobilbetrieb, die Mehrwegeeffekte statistisch berücksichtigt. Der Feldtest wurde bei stehendem Fahrzeug durchgeführt und wir wissen nicht, wie groß ggf. die Felstärke-Reduktion durch Mehrwegeausbreitung war. Zwar bestand zwischen Relais und Fahrzeug optische Sicht, aber die erste Fresnelzone war nicht ganz frei.

Simulierte Funkfeldabdeckung DB0ULM für die Kreise Ulm, Neu-Ulm und Günzburg
Die zweite Karte zeigt einen etwas vergrößerten Ausschnitt, der in etwa den Alb-Donau-Kreis und Teile der Kreise Neu-Ulm, Biberach und Günzburg zeigt. Deutlich sieht man den Schatten des Hochsträss – in den Bereichen Ehingen und Allmendingen ist sicher kein Funkbetrieb möglich. Dies entspricht auch praktischen Erfahrungen, wobei allerdings die Strecke B28, B492 bis Ortsausgang Schelklingen sehr viel besser funktioniert als aus der Karte ersichtlich. Dagegen ist im praktischen Betrieb die Funkverbindung im Bereich Ringingen schlechter als vorhergesagt.

Der plötzliche Ausfall der Funkabdeckung auf der B19 bei Albeck in Richtung Langenau entspricht der Realität.

Funkfeldsimulation in unmittelbarer Nähe (5 km Umkreis) von DB0ULM

Funkfeldsimulation in unmittelbarer Nähe (5 km Umkreis) von DB0ULM (Karte: Open Street Map)


Die letzte Karte schließlich zeigt die Simulation im Umfeld des Relais (5 km Radius). Auch hier sei noch einmal angemerkt, dass die Feldstärkeangaben entlang des Blautals und des Achtals (B28 bis Blaubeuren, B492 bis Schelklingen) zu pessimistisch sind. Bei einem praktischen Test war auf dieser Strecke durchgängig Funkbetrieb möglich. Deutlich sieht man, wie die Feldstärke donauabwärts von Ulm stark abfällt. Dies entspricht ebenfalls der Realität, fällt aber noch etwas stärker aus, als hier berechnet. Östlich der Kreuzung Eberhardtstraße/Wielandstraße reißt die Funkverbindung ab.

Zusammenfassend halte ich fest:

  • Die Funkfeldsimulationen scheinen sich recht gut als Orientierung zu eignen.
  • Lokale Abweichungen wurden festgestellt und können z.B. auf bauliche Abschattungen im Bereich des Relaisstandorts zurückzuführen sein.
  • Die bislang nur geschätzten Systemparameter, insbesondere die Grenzempfindlichkeit der Empfänger, sind genauer zu bestimmen.
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