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A recurring discussion is whether it is useful to specify a typical exposure in addition to the theoretical maximum exposure for massive-MIMO systems, but currently no reliable method exists. Therefore, typical 5G use cases are investigated, grouped according to their throughput, and three typical data rates are derived. To evaluate the reproducibility of data rates and corresponding exposures, three measurement runs have been performed at four measurement points (MP) with different cell utilization by other users, while a 5G UE generated the typical data rates in the vicinity of the MP. Furthermore, temporal variations have been considered by evaluating three different averaging times. The results demonstrate that the exposure values are reproducible within typical measurement uncertainty across different averaging times and even across different measurement runs. Therefore, this method is considered to be capable of providing reproducible measurements of the typical exposure in addition to the maximum possible exposure.

Measurements of RF exposure to mobile radio base stations are important for risk communication. We measured instantaneous exposure with a focus on 5G with an exposimeter on an identical route on three afternoons to study the reproducibility. Due to different walking speeds, the relationship between time and place was not identical for the measurements, so time is not suitable as a reference for comparison. When the distance walked was used as reference, accuracy problems of the exposimeter's internal GPS system occurred, resulting in a mismatch between the actual location and the GPS location. This problem was successfully corrected by using the gradient descent with momentum method. The three measurements show a variation in maximum measured exposure of up to 5.4 dB for a selected section of the route, which is reduced to 2.8 dB when averaged over 6-minute intervals, which is acceptable given typical measurement uncertainties of ±3 dB.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich in interdisziplinärer Weise mit Fragestellungen und anhand von over-the-air Tests mit Lösungsansätzen zur Antennenmesstechnik und Funkkanalemulation sowie mit Testverfahren bei LTE-basierter Mobilkommunikation im Kontext vernetzter Automobile. Die Herausforderung besteht darin, dass der Speisepunkt der Antennen aufgrund des Einbauzustandes im Fahrzeug sowie der fortschreitenden Integration von Antennen und Empfängern nur schwer oder gar nicht zugänglich ist. Durch Nutzung modulierter Kommunikationssignale gelingt es, direkt und ohne komplexe Algorithmen dreidimensionale Gewinn- und Phaseninformation von Fahrzeugantennen im Einbauzustand aus einfachen Leistungsmessungen zu ermitteln. Kenntnis des Phasendiagramms der Antennen ist insbesondere bei der Übertragung mit mehreren Antennen essenziell und wird außerdem für die Bestimmung der Position von Antennen anhand ihres Phasenzentrums benötigt. Nach der Charakterisierung der Strahlungseigenschaften der Antennen werden diese als Teil einer Funkumgebung betrachtet und in der Funkkanalnachbildung berücksichtigt. Für die Bestimmung der Leistungsfähigkeit von Fahrzeugantennen durch die Emulation drahtloser Ausbreitungskanäle wurden im Rahmen dieser Arbeit mittels programmierbarer Funkmodule Alternativen zu etablierten Kanalemulatoren sowie die Zahl und Anordnung von Beleuchtungsantennen für die Nachbildung räumlicher Eigenschaften erforscht. Im Bereich realer und virtueller Fahrtests mit vernetzten Automobilen bestehen die Ergebnisse dieser Arbeit aus einem Messkonzept für virtuelle Fahrtests mit dem Ziel der Nachbildung relevanter Ausbreitungseffekte aus realen Fahrtests. Als relevantes Testszenario wurden die Grenzbereiche zwischen Mobilfunkzellen, bzw. die Nachbarbasisstation als größter Störeinfluss, identifiziert. Anhand gezielter Regelung von Nutz- und Störsignalpegeln im virtuellen Test kann das Verhalten des Testgeräts an den kritischen Stellen in Nähe der Zellränder mit Schwankungen < 5 % nachgebildet werden. Dieses Konzept ermöglicht einen einfachen Test, ohne notwendigerweise detaillierte Kenntnis des Funkkanals haben zu müssen, indem der Fokus auf der Nachbildung von für die Übertragung kritischen Szenarien anstelle der Nachbildung eines spezifischen Funkkanals liegt.

Due to the low signal power of global navigation satellite signals, the receivers are prone to radio frequency interference. Employing multi-antenna arrays is one method to mitigate such effects, by incorporating spatial processing techniques. The large size of the uniform rectangular arrays prevents their use in applications where installation space is limited. Therefore, we proposed a new approach, namely to split one full array into a number of smaller, spatially distributed, sub-arrays to reduce their size and exploit available installation spaces. This concept challenges the distribution of the local oscillator and calibration signals to the respective sub-arrays. This paper compares qualitatively different design concepts for a satellite navigation receiver with two two-element sub-arrays, installed multiple wavelengths apart from each other, in support of establishing an optimal choice for our intended applications in the automotive sector in terms of electrical performance and required hardware and software efforts. In general, weighing the pros and cons of the different concepts, as discussed in the paper, will assist in optimizing the system design approach for a specific application.

Virtual validation methods strive to reduce the testing efforts of automated driving functions significantly. However, assuring the fidelity of deployed sensor models based on objective criteria remains an unsolved challenge, especially for radar target detection point clouds, since they are subject to major stochastic fluctuations.This work focuses on the scenario-based derivation of requirements for synthetic radar target detections, which are deduced from sensor data recorded in real-world test drives. Based on these reference data, deviations between the radar point clouds from different recordings are quantified using metrics for both point clouds from single measurement cycles and relative probability distributions for accumulated point clouds. Finally, the suitability of the calculated reference values as adequate metrics of deviations between recorded and simulated sensor data is evaluated.