Conclusies/Samenvatting

Onze bezwaren van technische aard tegen de keuzes van vtsPN en het onderzoek van HEC op een rijtje gezet. Wij zijn er van overtuigd dat het mogelijk is met een mast in de sporendriehoek het centrum van Rotterdam te kunnen bedienen.

• Verouderd: Technieken die binnen GSM standaard zijn worden binnen TETRA niet toegepast. vtsPN beperkt daarmee haar mogelijkheden de handover gebieden, maar ook dekking en capaciteit (aantal gebruikers per mast) naar haar hand te zetten.
  • Eenvoudige rondstralende antennes
  • Geen mast-head amplifiers
  • Geen gesectoriseerde antennes
  • Tilt is niet mogelijk
  Daarnaast is geen breedband verkeer mogelijk, de politie gebruikt vaak eigen mobiele telefoon. Technologische verbeteringen binnen TETRA lijken daarmee zowel voordehand liggend als ook noodzakelijk. Veel van de benodigde techniek ligt klaar.
   
• Incompleet:. Gegeven de vrijheidsgraden is de HEC-conclusie: "onacceptabele verbinding kwaliteit" veel te stellig.
  • Geen alternatieven met wijzigingen (richting, hoogte, vermogen) aan de andere het Centrum van Rotterdam omringende masten doorgerekend.
  • Slechts 2 mogelijke richtantenne-configuraties doorgerekend. Er zijn veel meer verschillende types beschikbaar.
   
• Onzeker:. Er zitten veel onzekerheden in het planningsproces. Daarmee: er zitten net zoveel onzekerheden in de conclusie van vtsPN/HEC.
  • In het rekenmodel is de binnenstad afgerond op blokken van 30x30 meter met een gemiddelde hoogte.
  • De aanames worden pas gevalideerd bij meting achteraf.
  • Metingen vooraf zijn mogelijk, maar worden niet uitgevoerd
   
• Eenzijdig:. Het handover gedrag wordt worst-case beschreven (wegvallen van de communicatie voor de duur van een woord). De kans dat dit voorkomt is gegeven de goede dekking minimaal. 

Wat is een handover?

Handovers horen bij digitale cellulaire radionetwerken zoals GSM en TETRA. De verschillende zendmasten overlappen elkaar een beetje. Voordat de portofoon of telefoon uit bereik van de ene mast gaat moet immers de volgende in beeld zijn om naar "over te stappen". Voor dit overstappen hanteert men de engelse term: hand-over. De amerikanen zeggen hand-off. Een handover moet snel gebeuren, omdat het ook vanuit de auto moet werken. Het wereldrecord mobiele handover: met 574.8 km/h (vanuit een TGV) staat op naam van een TETRA netwerk.

Wat is een handover gebied?

In een handover gebied overlappen de bereiken van verschillende zendmasten elkaar. Als een portofoon/telefoon zich door zo'n gebied beweegt moet een handover plaats gaan vinden. Soms is het niet duidelijk naar welke nieuwe mast. In ieder netwerk met vele masten zijn er gebieden te vinden waarin de portofoon een handover kan doen naar verschillende andere masten. Dit komt omdat niet 1 maar meerdere andere masten zich op ongeveer gelijke afstand bevinden. Het plaatje rechts met de 7 bollen laat dit zien. Bij elke pijl is een gebied waar het niet altijd duidelijk is naar welke mast ge-handover-ed moet worden.

Is een handover erg?

Bij het lezen van de uitspraak van BZK en de samenvatting van het HEC rapport wordt bij de leek de indruk gewekt dat een handovergebied tussen meerdere best-servers een unieke en zeer ernstige situatie is. Dit is niet het geval. Het is een onvermijdelijk. Handovers horen bij het netwerk. Het is wel belangrijk om zo te mikken dat deze gebieden op handige, niet te drukke plaatsen vallen.

Waarom? Nodeloze handovers moeten voorkomen worden omdat in sommige gevallen de kwaliteit van de verbinding tijdens de handover slecht is. In de normale praktijk hoor je niet dat een handover plaatsvindt. Het is in een fractie van een seconde gebeurd.

Hoe kan het dat je een handover niet hoort?

Bij het digitaal versturen van beeld en geluid treden ook onregelmatigheden in de aflevering op. Maar de losse fragmentjes geluid moeten wel precies op het goede moment uit het speakertje komen. Dit wordt in de telefoon opgelost door de ontvangen gegevens eventjes op te zamelen alvorens af te spelen. Dit veroorzaakt een kleine vertraging. Maar het maakt mogelijk om het geluid "uit voorraad" af te spelen terwijl er even niks binnenkomt. Bijvoorbeeld tijdens de handover.

Het wordt anders als de verbinding zo slecht is dat veel gegevens tijdens transmissie verloren gaan. De ontvanger kan geen voorraad aanhouden en schommelingen in de levering worden gelijk hoorbaar. De handover wordt dan volledig hoorbaar (door afwezigheid van geluid). Het door het HEC beschreven handover gedrag, het wegvallen van de communicatie voor de duur van een gesproken woord, is een dergelijk worst-case scenario.

Maar met de uitstekende radiodekking in de rotterdamse binnenstad door 5 nieuwe masten is de kans op dergelijke condities natuurlijk bijzonder klein.

Nadat de portofoon een handover gedaan heeft doet hij dit minstens 15 seconden niet nog eens, tenzij het netwerk hiertoe opdracht geeft. Het is dus niet zo dat de portofoon in handover-gebieden alleen maar handovers staat uit te voeren in plaats van geluid te verzenden.

Waar komen de handover gebieden: radioplanning

• Verplaatsen (andere locatie van de mast)
• Vergroten of verkleinen (ander vermogen van de zender, downtilt van de antenne, andere hoogte van de mast)
• Vervormen (richtantenne), zodat minder signaal naar de ene, maar meer naar de andere kant gaat.
• Richten, dit gaat natuurlijk alleen bij richtantennes

Andere factoren spelen bij de planning ook mee. Je moet de mast wel neerzetten op een plaats waar je bij kunt komen. Deze factoren met relevantie voor de sporendriehoek worden elders op de site besproken.

Oude antenne techniek

Wat de antenne zelf betreft is het vervelend dat onze overheid met verouderende apparatuur werkt. De TETRA-industrie is in vergelijking met de GSM-industrie redelijk conservatief m.b.t. technologische opties die het systeem zouden kunnen verbeteren en de flexibiliteit vergroten. Een technologie upgrade naar de stand van 2009 zou de hele discussie wel eens overbodig kunnen maken:

• TETRA gebruikt een eenvoudig antenne ontwerp met rondstralende antennes
• Men gebruikt slechts 1 type met lichte richtwerking ("quasi-omni")
• TETRA gebruikt geen Gesectoriseerde antennes zoals in GSM standaard toegepast. Gesectoriseerde antennes helpen de dekking te verbeteren en interferentie op lange afstand kan er beter mee vermeden worden.
• TETRA gebruikt geen "mast head amplifiers" waarmee de ontvangst van het portofoon signaal op de mast (de "up-link") verbeterd kan worden.

Wat opvalt is dat het HEC-rapport i.t.t. het TNO rapport totaal geen aandacht besteed aan deze ongebruikte mogelijkheden.

Tot slot dient opgemerkt te worden dat vtsPN werkt aan een eigen antenne ontwerp waarin ook downtilt mogelijk wordt.

Afrondingen, Aannames, Inschattingen

Het plannen van het radionetwerk kent afrondingen en aannames. Het planningprogramma kan niet meer aangeven dan een indicatie van de dekkingsgraad en handovergebied.

Bijvoorbeeld, voor de hoogteinformatie in R'dam centrum worden gegevens gebruikt met een resolutie van 30x30 meter (HEC rapport, blz 9) (gewerkt wordt met 25x25 maar de bron is 30x30). De berekeningen van vtsPN zijn dus bepaald geen maatwerk. Er wordt niet in detail gesimuleerd hoe het signaal van gebouw naar gebouw kaatst. Er wordt gerekend 'zoveel gemiddelde hoogte in een blok = zoveel signaalverlies in dat blok'.

Het de ervaring van de netwerk-planner is die voor deze aannames moet compenseren. De planner voor C2000 komt aan zijn ervaring doordat men na plaatsing metingen uitvoert aan nieuwe opstelpunten. Deze metingen worden vergeleken met de resultaten van het planningtool. Wij vinden dat deze manier verworven ervaring in deze specifieke situatie zeer beperkt is. Er staan maar in twee andere gevallen in Nederland masten zo dicht op elkaar als in Rotterdam. (kijk op www.c2000masten.nl). Daarnaast is Rotterdam afwijkend doordat het de Nederlandse hoogbouw-stad bij uitstek is.

Voor het bepalen van de kwaliteit van een handover gebied worden geen getalsmatige eisen gesteld of gehanteerd (bron: HEC). Vanwege de afrondingen in de modellen, het consequente gebruik van de frase "verwachte handover gedrag", en het gebrek aan ervaring in hoogbouw-omgeving vinden wij vooraf metingen meer gepast voor de specifieke situatie in Rotterdam. Aannames via modellen geven onvoldoende informatie voor deze situatie. Dit is in commerciële omgevingen niet ongebruikelijk en kan bijvoorbeeld door het Agentschap Telecom uitgevoerd worden.

Wat voor C2000 nog opvalt, is dat optimalisatie van een mast (hoogte, antennekeuze) pas na verwerving van locatie wordt uitgevoerd. Dit betekent dat de planning, en daarmee lokatiekeuze, standaard gebeurt met een standaardmast met een rondzendende antenne, waar hier geen sprake van is. Dit betekent dat veel mogelijkheden onbenut worden gelaten.

Wat zegt het HEC over antennes?

In haar rapport stelt het HEC: "Het totale assortiment antennes is voor TETRA kleiner dan voor GSM, omdat er minder afnemers zijn".

Vervolgens onderzoekt het HEC de locatie Sporendriehoek met een directionele antenne: "met het oog op het voorkomen van storing op de locatie Noorderbocht". De technische karakteristieken van de antenne worden niet genoemd (zoals hoek, gain, stralingspatroon).

Het HEC rapport beschrijft dus hoe één antenne-type is doorgerekend. Het gaat om een richtantenne met niet nader beschreven gericht stralingspatroon. Deze antenne is op twee manieren doorgerekend.

• In 225º richting (naar het zuidwesten)
• In 165º 'richting' (zuidzuidoost)

Zowel de informatievoorziening als de grondigheid van het onderzoek is onvolledig. Wij zeggen hierop

• Waarom is naar andere (montage-)richtingen niet gekeken
• Belangrijker: Waarom niet gekeken naar antennes met een ander stralingspatroon?

Want er is een redelijk portfolio aan richtantennes beschikbaar waarmee, door type-keuze, combinaties maken en plaatsing-wijze, het stralingspatroon goed gemanipuleerd kan worden.

De juiste analyse had geweest om m.b.v. de beschikbare antennes uit de Kathrein 27 - 512 MHz Base Station Antennas for Mobile Communications 2009-catalogus en evt types van andere premium merken een verzorginsgebied vanaf de sporendriehoek door te rekenen. Afhankelijk van de bevindingen kan het daarbij nodig zijn ook naar de overige masten te kijken.

Samenvattend, HEC noemt het beperkte assortiment maar kijkt er verder niet naar. Ze gebruikt de richtantenne niet om de dekking in het centrum te manipuleren maar om storing op een nabijgelegen mast te voorkomen. Ze probeert helemaal niet de radiokwaliteit in het centrum goed te krijgen. Ze rekent uit wat er gebeurt met de standaard quasi-omni antenne in de Sporendriehoek. Dat wisten we al.