Deutsch - Rohde & Schwarz UK

Neues von Rohde & SchwarzTestsystem für Bluetooth Qualifizierungin Entwicklung und QualitätssicherungBündelfunktechnik für das modernsteGefechtsübungszentrum EuropasAbhörsicheres Mobiltelefonverhindert Informationsdiebstahl2001/III172

HEFT 172 2001/III 41. JahrgangEine wesentliche Voraussetzung für den Erfolgder Bluetooth Technologie ist die Interoperabilitätund die störungsfreie Funktion vonunterschiedlichen Implementierungen. Das TestsystemTS8960 ist für HF-Messungen nach demBluetooth Qualifizierungsprogramm sowie fürweiterführende Messungen in der Entwicklungund Qualitätssicherung ausgelegt (Seite 4).MOBILFUNKTestsystemeHF-Mess-System TS8960Bluetooth Qualifizierung in Entwicklung und Qualitätssicherung ................................... 4BündelfunksystemeTETRA-Bündelfunksystem ACCESSNET ®-TBündelfunktechnik für das modernste Gefechtsübungszentrum Europas ......................8Foto AutorDie deutsche Bundeswehr verfügt mit demTruppenübungsplatz Letzlinger Heide über dasmodernste Gefechtsübungszentrum Europas.Als Funktechnik kommt das TETRA-SystemACCESSNET ®-T zum Einsatz, das die Rohde&Schwarz-Tocher R&S BICK Mobilfunk GmbHals professio nelles Bündelfunksystem für zivileAnwendungen entwickelt hat (Seite 8).TestsignaleApplikations-Software SMIQ-K5Normgerechte Bluetooth Tests mit dem Signalgenerator SMIQ.................................... 12FunkmessplätzeUniversal Radio Communication Tester CMU200Multislot-Messungen an HSCSD- und GPRS-Mobiltelefonen ....................................... 15Universal Radio Communication Tester CMU200Audio-Messungen an Mobiltelefonen ............................................................................18Mit dem SMV03 hat Rohde&Schwarz die Reiheder erfolgreichen Economy-SignalgeneratorenSML nun um ein Modell mit Vektormodulatorund analogen I/Q-Eingängen für den Frequenzbereichvon 9 kHz bis 3,3 GHz erweitert (Seite 24).ALLGEMEINE MESSTECHNIKReferenzSpektrumanalysator FSPFSP Goes Outback – Strapaziöser Einsatz im australischen Hinterland ........................ 20MessverfahrenMikrowellen-Signalgenerator SMROptimale Kalibrierquelle für Wetterradar-Empfänger.................................................... 22Foto 43792/1Neues von Rohde&Schwarz2Vektor-Signalgenerator SMV03Allrounder mit hervorragendem Vektormodulator ......................................................... 24Heft 172 (2001/III)

EMV/FELDSTÄRKETestsystemeEMV-Mess-Software EMC32Umfassende EMI- und EMS-Messungen quasi auf Knopfdruck.................................... 27RUNDFUNKTECHNIKMess-SenderTV-Testsender SFLFünf Spezialisten für die Produktion: Testsignale für alle digitalen Standards............. 30Mess-EmpfängerTV-Mess-Empfänger EFADigitale Multistandard-Plattform für die Analyse QAM-modulierter Signale ............... 34Sendernetzüberwachung(n+1)-Reservesysteme für TV-Sender: Mit Ablöseautomatik immer „On Air“...............38Foto 43777Der Wandel der TV-Übertragung von analogauf digital ist in vollem Gang. Die entsprechendenEmpfänger und Settop-Boxen für denKonsumermarkt werden in hohen Stückzahlenproduziert. Für den Test dieser Empfänger hatRohde&Schwarz die Familie TV-Testsender SFLentwickelt (Seite 30).FernsehsenderSteuersender SV700Digitaler TV-Standard ATSC für die Senderfamilie Nx700x ........................................... 40DatacastingDAB-Redundanz DM001-R: DAB-Verfügbarkeit erhöhen, Ausfallkosten senken ......... 42RepetitoriumMessungen an MPEG2- und DVB-T-Signalen (4)............................................................ 44IT-SICHERHEITKryptoprodukteKrypto-Handy TopSec GSMAbhörsicher kommunizieren – Informationsdiebstahl ausschließen.............................49WEITERE RUBRIKENMess-Tipp – Rundfunktechnik:Ermittlung der CCDF – Zwei Messmethoden im Vergleich ....................................... 52Publikationen: Neuerscheinungen.................................................................................. 54Kurznachrichten............................................................................................................... 55Hitze, Sand und Staub: Das australische Hinterlandist ein strapaziöser Einsatzort für elektronischeMessgeräte. Der robuste SpektrumanalysatorFSP hat sich dort bestens bewährt (Seite 20).Fotos AutorImpressum Herausgeber: Rohde&Schwarz GmbH&Co. KG · Mühldorfstraße 15 · 81671 MünchenSupport-Center: Tel. 018 05 12 42 42 · E-Mail: customersupport@rohde-schwarz.comTelefax (089)4129-137 77 · Redaktion und Layout: Ludwig Drexl, Redaktion – Technik (München)Fotos: Stefan Huber · Auflage deutsch, englisch und französisch 90 000 · Erscheinungsweise: ca. fünfmal proJahr · ISSN 0548-3093 · Bezug kostenlos über die Rohde&Schwarz-Vertretungen · Printed in Germany bypeschke druck, München Nachdruck mit Quellenangabe und gegen Beleg gern gestattet.Neues von Rohde&Schwarz3Heft 172 (2001/III)

MOBILFUNKTestsystemeHF-Mess-System TS8960Bluetooth Qualifizierung inEntwicklung und QualitätssicherungFoto 43434/1Eine wesentliche Voraussetzung fürden Erfolg der Bluetooth* Technologieist die Interoperabilität und diestörungsfreie Funktion von unterschiedlichenImplementierungen. Umdiese zu gewährleisten hat die SpecialInterest Group ein Qualifizierungsprogrammdefiniert, das jedes Produktdurchlaufen muss, sofern es unter derBezeichnung Bluetooth auf den Marktkommen soll. Das Testsystem TS8960(BILD 1) ist für HF-Messungen nachdem Bluetooth Qualifizierungsprogrammsowie für weiterführendeBILD 1 HF-Mess-System TS8960: Alle erforderlichen Bluetooth Testfälle sind bereits voreingestellt,wobei sich deren Parameter beliebig ändern und anpassen lassen.Messungen in der Entwicklung undQualitätssicherung ausgelegt.* Bluetooth ist eingetragenes Warenzeichen vonBluetooth SIG, Inc., USA und vonRohde&Schwarz lizensiert.HF-Messungen nach dem BluetoothQualifizierungsprogramm16 Prüfprogramme zur Ermittlung derHochfrequenzeigenschaften eines Messobjektslaufen im Testsystem TS8960gemäß der Bluetooth Testspezifikationab. Die HF-Messungen gliedern sichin Sender-, Empfänger- und Transceiver-Tests.Sendertests ermitteln die Leistung desMessobjekts, die Qualität des HF-Ausgangsspektrumssowie Modulationsparameterwie Frequenzhub, -genauigkeitund -drift.Ein Sendertest beginnt im TS8960 mitdem Verbindungsaufbau und dem KommandoTEST_MODE_ACTIVATE. Damitwird das Messobjekt in den Testmodusgeschaltet. Der Verbindungsaufbau undauch die Sendermessungen sind imNeues von Rohde&Schwarz4Heft 172 (2001/III)

Aufbau und Eigenschaften des Testsystems TS8960Bluetooth arbeitet im lizenzfreien ISM-Band (Industrial ScientificMedical) bei 2,4 GHz. Mit einer Datenrate von 1 Mbit/s istdieser Standard prädestiniert für die drahtlose Datenübertragungin zahlreichen Anwendungen.Das Testsystem TS8960 ist für HF-Messungen nach dem BluetoothQualifizierungsprogramm sowie für weiterführende Messungenin der Entwicklung und Qualitätssicherung ausgelegt.Gemäß der Spezifikation stehen für HF-Messungen zwei Test-Modi zur Verfügung, der TX Test Mode und der Loopback TestMode. Im TX Test Mode sendet das Messobjekt ein einstellbaresDatenmuster, im Loopback Test Mode wird das vom Testsystemgesendete Datenmuster vom Messobjekt wieder zurückgeschicktund steht für die Evaluierung zur Verfügung.Die wichtigsten Eigenschaften des TS8960◆ Alle Test Cases gemäß Bluetooth Testspezifikation◆ Test-Mode-Signalisierung◆ Dirty Transmitter◆ Umfangreicher System-Selbsttest◆ Hohe Messgenauigkeit durch automatische Pfadkompensation◆ Zahlreiche Hilfsprogramme für die tägliche Arbeit◆ Erweiterbar: z.B. Fernsteuerung von Netzgeräten, Klimakammernetc.Die Messgeräte des Testsystems werden von einem SystemController über IEEE-Bus und Ethernet-Verbindung gesteuert(BILD 2). Die Signalisierungseinheit im Testsystem sorgt für denVerbindungsaufbau, den Test-Modus und für die Bitfehlerraten-Messung. Sie ist mit einem eigenen HF-Frontend für Sendenund Empfangen ausgestattet.BILD 2Prinzipschaltbild des TS8960.Ergänzt wird das System durch zwei HF-Generatoren des TypsSMIQ03. Ein Generator generiert das Nutzsignal, der anderedas Bluetooth modulierte Störsignal für die Empfängertests. Einweiterer Generator erzeugt das unmodulierte Störsignal für denTest von Blocking und Intermodulationsfestigkeit. Der Spektrumanalysatormisst die Leistung, das Modulationsspektrum unddie Nebenaussendungen.Sämtliche Signale werden in der Signal Switching and ConditioningUnit (SSCU) – die Relais, Richtkoppler, Combiner, Verstärkerund mehrere Filter enthält – verstärkt und gefiltert.Da bei HF-Messungen alle Pegel sehr genau eingehaltenwerden müssen, enthält das Testsystem TS8960 zur Minimierungder Messfehler eine vollautomatische Pfadkompensation.Zu diesem Zweck sind zwei Hochfrequenztastköpfe an messtechnischwichtigen Punkten in der SSCU platziert. Kanal A desZweikanal-Leistungsmessers NRVD dient zur Überwachung derSendepegel des Simulators, Kanal B dient zur Überwachung derEmpfangspegel. Eventuell auftretende Pegelfehler bei aktuellenMessungen werden mit Hilfe gespeicherter Referenzwerte automatischkorrigiert.Ein Rubidium-Frequenzstandard liefert die hochpräzise Referenzfrequenz.Optional kann das System mit Netzgeräten zurStromversorgung der Messobjekte ausgestattet werden.TriggerIEEE BusEthernet10-MHz-TaktfrequenzSignalgeneratorSMIQBluetoothSignalisierungs-EinheitSpektrumanalysatorFSIQ/FSPSignalgeneratorSMIQHF-GeneratorSMP/SMRZweikanal-LeistungsmesserNRVDSystem ControllerPSM12Rubidium-Frequenz-StandardSignalSwitchingandConditioningUnit(SSCU)MessobjektNeues von Rohde&Schwarz5Heft 172 (2001/III)

MOBILFUNKTestsystemeKomfortabel gemessenund schnell am ZielHopping Mode durchzuführen, d.h. dasMessobjekt führt in der Sekunde 1600Frequenzsprünge innerhalb des 79Kanäle umfassenden Frequenzbandesdurch.Da es nicht möglich ist, den Spektrumanalysatormit der Sprungsequenz desMessobjekts zu synchronisieren, wirder auf eine feste Frequenz eingestellt.Bei allen Messungen im Zeitbereichliefert die Bluetooth Signalisierungseinheitgenau in dem Zeitpunkt, in demdas Messobjekt auf der Analysator-Empfangsfrequenzsendet, ein Triggersignal,das die Messung im Analysator startet.Nach dieser Methode wird z.B. die Leistungsmessungdurchgeführt.BILD 3 Über diese grafische Bedienoberfläche wird das Testsystemkomfortabel gesteuert.Die komfortable grafische Benutzeroberfläche macht die Bedienung des TS8960einfach (BILD 3). Es stehen die Menüpunkte Equipment Under Test (EUT), Test Cases(TCF, TMM), Path Compensation (RFC), Selftest (SFT) und Utilities (UTL) zur Verfügung.Im Menü EUT müssen die Eigenschaften des Messobjekts wie Leistungsklasse, BluetoothAdresse, Signalisierungsinformationen, unterstützte Datenpakete, Antennengewinnusw. eingetragen werden. Anschließend können über das Menü Test Casesein oder mehrere Testfälle ausgewählt und ausgeführt werden. Bei Wahl des MenüpunktsSelftest startet ein umfangreicher Systemselbsttest.Pfadkompensation Zahlreiche Möglichkeiten zur Erhöhung der Messgenauigkeitbietet das Menü Pfadkompensation. Sie berücksichtigt alle Verluste innerhalb desTestsystems bis hin zum Antennenanschluss des Messobjekts, d.h. auch die Leitungzwischen dem Testsystem und dem Messobjekt.Dokumentation Nach Ablauf der Tests dokumentiert das System in einem umfangreichenTestprotokoll sowie in Plots die wesentlichen Mess-Ergebnisse. Zoom- undMarker-Funktionen erlauben eine schnelle und exakte Auswertung der Grafiken.Eine Besonderheit weist die Modulationsanalyseauf. Bei diesen Testsdient der Spektrumanalysator als I/Q-Demodulator. Die demodulierten I/Q-Daten werden über den IEEE-Bus anden System Controller gesendet unddort nachbearbeitet. Dies ist erforderlich,weil der Spektrumanalysator nur maximalvierfach abtastet. Nach der BluetoothTestspezifikation ist das zwarausreichend, auf Grund der fehlendenSynchronität zwischen Abtast- undSymbolzeitpunkt ist die Reproduzierbarkeitvon Mess-Ergebnissen jedochnur eingeschränkt möglich. Aus diesemGrund werden im TS8960 die I/Q-Datendurch eine Fast-Fourier-Transformationauf eine Abtastrate von bis zu 64 interpoliert.Empfängertests überprüfen die Empfindlichkeitdes Bluetooth Empfängersund dessen Robustheit gegenüber moduliertenund nicht modulierten Störsignalenauf dem Nutz- und den Nachbarkanälen.Ein wesentlicher Unterschiedzu den Sendertests besteht darin, dassalle Empfängertests im Non-Hopping-Modus durchgeführt werden, das Messobjektalso nur auf einer festen Frequenzsendet. Um die hohen Anforderungenan die Stabilität und die spektrale Rein-Neues von Rohde&Schwarz6Heft 172 (2001/III)

heit des Prüfsignals bei den Empfängertestszu erfüllen, wird ein SignalgeneratorSMIQ03 anstelle des in die Signalisierungseinheiteingebauten HF-Frontendsbenutzt.Das Umschalten vom internen Frontendauf den externen Signalgenerator erfolgtnach dem Verbindungsaufbau. Die Basisbanddaten(Daten, Takt und Rahmentakt)werden an die externe Schnittstelledes Modulationscoders im SMIQ03geführt. Dieses Umschalten geschiehtinnerhalb eines Zeitschlitzes, so dass dasMessobjekt nicht beeinflusst wird.Das Messobjekt arbeitet im TestmodusLoopback und sendet die vom TS8960gesendeten Daten wieder zurück. DieSignalisierungseinheit empfängt dieseDaten und wertet sie in einer Bitfehlerraten-Messungaus.„Dirty Transmitter“ Da BluetoothGeräte in der Regel stationär betriebenwerden, gibt es kein Fading. Trotzdemarbeitet man bei der Ermittlung derEmpfänger-Empfindlichkeit nicht mit störungsfreienSignalen. Die Bluetooth Spezifikationdefiniert einen Dirty Transmitter,dessen Signal in vielen Parameternwie Frequenz, Symboldauer, Hub undModulations index driftet. Im TS8960wird er durch das Zusammenspiel mehrereKomponenten realisiert. Die BluetoothSignalisierungseinheit sorgt für dieSymbol drift, der SMIQ03 variiert Hub,Frequenz und Modulationsindex.Weitere Empfängertests sind die Messungvon Carrier/Interference Performance,Blocking Performance und IntermodulationPerformance.In der Spezifikation ist der Transceiver-Test Out of Band Spurious Emissionsdefiniert. Während nach der europäischenNorm Nebenaussendungen „nur“in einem Frequenzbereich bis 12,75 GHzgesucht werden, schreibt die amerikanischeNorm Messungen bis 25 GHz vor.Neues von Rohde&SchwarzDas Testsystem TS8960 ist in derStandardkonfiguration für vollautomatischeleitungsgebundene Messungen bis12,75 GHz ausgelegt. Für Messungenbis 25 GHz und für Messungen derantennengebundenen Nebenaussendungensind Optionen erhältlich.Zusätzliche Messungen für Entwicklungund QualitätssicherungAlle Parameter variierbar SämtlicheTest Cases lassen sich auch mit anderenals mit den in der Testspezifikationgenannten Parametern ausführen. Sokönnen z.B. bei den Empfängertests diePegel und Frequenzen der Prüf- undStörsignalgeneratoren in einem weitenBereich verändert werden. Ebensolassen sich auch Pakettypen und sogarSignalisierungsparameter variieren.Außer den Messverfahren entsprechendder Testspezifikation stehen noch weitereTests zur Verfügung. So kann z.B.mit dem Search Sensitivity Test dietatsächliche Empfindlichkeit des Empfängersgemessen werden. Dazu lässt sichder Pegel des Testsignals so lange reduzieren,bis die Bitfehlerrate den in derSpezifikation geforderten Wert von 0,1%überschreitet. Der Pegel, bei dem dieGrenze von 0,1% gerade noch eingehaltenwurde, entspricht der Empfängerempfindlichkeit.Ein anders Beispiel istdie Messung Free Receiver, bei demsich Empfängertests frei konfigurierenlassen.Darüber hinaus stellt das Testsystemzahlreiche Hilfsprogramme zur Verfügung,z.B. das Programm zum Messendes unmodulierten Teils der Bursts,Inquiry Scan zum Bestimmen derAdresse des Messobjekts sowie ergänzendeMessmethoden mit vielfältigenEinstellmöglichkeiten.7Heft 172 (2001/III)Eigene Testprogramme Das BetriebssystemLinux sowie ein schneller C-Compilerund vielfältige Debugging-Möglichkeitengestatten eine effiziente undzeitsparende Entwicklung eigener Testprogramme.Wilfried TiwaldWeitere Informationen und Testsysteme zumThema Bluetooth unterwww.rohde-schwarz.com(Suchbegriff Bluetooth)Bluetooth measurement solutions for R&D,Qualification, Type Approval and ProductionZusammenfassung der wichtigsten Messgeräteund -systeme von Rohde&Schwarz, mitdenen Messungen an Bluetooth Geräten durchgeführtwerden können.LITERATUR◆ Protokolltester PTW60 für BluetoothAnwendungen: Umfassende Protokolltestsnach dem Bluetooth Qualifizierungsprogramm.Neues von Rohde&SchwarzNr. 169 (2000), S. 8–10.◆ Bluetooth RF Test Specification 1.1,Revision 0.91, 02.07.2001.◆ Bluetooth Core Specification, Revision 1.1,22.02.2001.

MOBILFUNKBündelfunksystemeTETRA-Bündelfunksystem ACCESSNET ®-TBündelfunktechnik für das modernsteGefechtsübungszentrum EuropasDie deutsche Bundeswehr verfügt mitBSBSBSBSBSBSdem Truppenübungsplatz Letzlinger#1#2#3#4#5#6Kommunikationsnetzwerk 1 (Glasfaser)Heide über das modernste GefechtsübungszentrumEuropas. Auf einemAreal von ca. 500 km 2 können bisZentrale Vermittlungseinrichtung DMX-600zu 2500 Soldaten mit ihren Fahrzeugenüben. Ihre Aktivitäten imKommunikationsnetzwerk 2Gefecht werden dabei unter Echtzeitbedingungenvollständig elektronischerfasst und überwacht.BILD 2SprechfunkzentraleDatenzentraleDie Kommunikations-Infrastruktur des Gefechts übungs zentrums.Foto 43717/14NBILD 1Die Teilnehmereinheit ist klein und leicht; sie istnormalerweise auf dem Rücken befestigt.„Elektronisches Duell“: per Funküberwacht und gesteuertDie Aktivitäten der übenden Soldatenwerden unter Echtzeitbedingungen vollständigelektronisch erfasst und überwacht.Ermöglicht wird dies durch das„elektronische Duell“, auf dem das Trainingim Gefechtsübungszentrum desHeeres basiert. Mit Hilfe von Laserstrahlenund dafür optimierten Sensorenwird die Gefechtssituation simuliert. DieLaser sind auf der Waffenausrüstungder Soldaten und Fahrzeuge befestigtund die Sensoren an den Körpern derSoldaten bzw. auf den Oberflächen derFahrzeuge in geeigneter Weise verteilt.Jeder Soldat und jedes Fahrzeug verfügenüber eine Teilnehmereinheit, diealle Vorgänge wie Feuereröffnung, Trefferund Bewegungen des Soldaten bzw.des Fahrzeugs elektronisch regis triertund über Funk an die Kommandozentraleübermittelt (BILD 1).Als Funktechnik kommt mit TETRA (TerrestrialTrunked Radio) eine digitale,nicht-militärische Technologie zum Einsatz,die auf einem europäischen Standardberuht und von Rohde&Schwarzunter dem Produktnamen ACCESSNET®-Tals professionelles Bündelfunksystem fürzivile Anwendungen entwickelt wurde[1, 2]. ACCESSNET ®-T hat sich in dieserrein militärischen Applikation als COTS-Industrieprodukt (Commercial Off-the-Shelf) bewährt, bei dessen Entwicklungder Einsatz in öffentlichen Netzen, Industriebetriebenund öffentlichem Nahverkehrsowie in Sicherheitsorganisationenim Vordergrund stand. Auch in der Teilnehmereinheitdient ein handelsüblichesTETRA-Funkgerät als Funkmodem. Esgab zahlreiche Gründe, warum sich diedeutsche Bundeswehr, vertreten durchdie EADS, für ACCESSNET ®-T entschied.Im Kasten auf Seite 6 sind die wichtigstenaufgeführt.Neues von Rohde&Schwarz8Heft 172 (2001/III)

Für die flächendeckende Funkversorgungdes Geländes sind an sechs StandortenBasisstationen mit Sende- undEmpfangseinrichtungen installiert. JederStandort verfügt über einen eigenenSatz von Frequenzen. Die zellulareOrganisation des Funknetzes gewährleistet,dass eine Teilnehmereinheit, dieim Funknetz bewegt wird, immer mitderjenigen Basisstation in Kontakt ist,deren Funk signale sie gerade am bestenempfangen kann. Neben der Datenübertragungwird auch der Schiedsrichtersprechfunküber diese Standortemit eigens dafür reservierten Sende-/Empfangseinrichtungen abgewickelt.BILD 4DatenzentraleKoppelrechnerLeitzentraleEthernet(TCP/IP)ACCESSNET ®-TACCESSNETDie vollständige Datenübermittlungskette.TETRA-Luftschnittstelle(ETS 300 392 Teil 2)Schnittstelle fürperiphere Ausrüstungen(ETS 300 392 Teil 5), Hayes ATFunk-TerminalTeilnehmereinheitMainControllerGPS-EmpfängerCAN-BusDie Kommunikations-InfrastrukturNetzwerkeDas ACCESSNET ®-T-Bündelfunksystemvon Rohde&Schwarz ist in die Festnetzinfrastrukturdes Gefechtsübungszentrumseingebettet. Der vorhandene Glasfaserringwird zur Vernetzung der Basisstationenmit der zentralen Vermittlungseinrichtungdes Bündelfunksystems herangezogen(BILD 2). Wie im Blockdiagrammdargestellt, läuft darüber auchdie Anbindung an die Sprechfunkzentrale.Der Anschluss an die Datenzentraleerfolgt über ein Rechnernetz (LANmit Ethernet und TCP/IP).Foto 43717/12Die TeilnehmereinheitDie Teilnehmereinheit in BILD 1 zeigtsich als ein leichtes, kleines Gerät, dasam Gurtzeug für die Sensoren auf denRücken der Soldaten befestigt ist. Siebesteht aus der Elektronikbaugruppeeines handelsüblichen TETRA-Handfunkgerätesmit einer HF-Ausgangsleistungvon einem Watt sowie einem Mikroprozessorund einem GPS-Empfänger. Überden CAN-Bus (CAN: Controller Area Network)werden die Sensoren angeschlossen.Außerdem kann über diesen Busauch neue Software in das TETRA-Funkmodulund in den Mikroprozessor geladenwerden.Datenfunk ist SchwerpunktDer Datenfunk hat den größten Anteilim Bündelfunksystem des Gefechtsübungszentrums,das von der Leitzentrale(BILD 3) komplett gesteuert undüberwacht werden kann. Der logischeZusammenhang der Datenübermittlungskettegeht aus BILD 4 hervor.Das Datenaufkommen im Bündelfunksystemwird zu 95% durch die Teilnehmereinheitenereignisgesteuert ausgelöst,wobei Ereignisse z.B. Positionsänderungenoder Lasertreffer aufdie Sensoren der Soldaten und Fahr-Neues von Rohde&Schwarz9Heft 172 (2001/III)BILD 3Über die Leitzentrale alles im Griff: Von hier auswird das gesamte Geschehen auf dem Gefechtsübungsgeländeüberwacht, protokolliert undausgewertet.

MOBILFUNKBündelfunksystemeBILD 5MobileApplicationProtocolStackTeilnehmereinheitLuftschnittstelleProtocolStackOSI-Schichtenmodell des Datenfunksystems.zeuge sein können. Das ACCESSNET®-T-Bündelfunksystem dient als transparentes„Transportvehikel“ für die Übermittlungdieser Daten an die Kommandozentrale.SystemApplicationRufnummernumsetzungProtocolStackACCESSNET®-TTCP/IP-SchnittstelleData Handling SystemProtocolStackLeitzentraleWeiterer Datenverkehr entsteht z.B.durch die Referenzinformationen für dasDifferential GPS (GPS: Global PositioningSystem) sowie die allgemeinen Lage-Informationen, die von der Zentralemeist als Ansageruf an die Teilnehmereinheitenübermittelt werden.In BILD 5 sind diese Zusammenhängein einem Schichtenmodell dargestellt.Aufgabe der Mobile Application in derTeilnehmereinheit ist es, Daten zu erfassenund die Abläufe zu steuern. DieSystem Application im ACCESSNET ®-T-Bündelfunksystem bindet das GPS ein,erzeugt das Referenzsignal und initiiertdessen regelmäßige Aussendung. Hierist auch die Rufnummernumsetzungangesiedelt, welche die Umkodierungzwischen militärisch taktischen Nummernund physikalischen TETRA-Adressenin beiden Richtungen vornimmt.Außerdem wird hier die LAN-Schnittstellezur Leitzentrale und deren Protokollbedient. In der Leitzentrale befindetsich das Data Handling System als stationäreApplikation.Warum sich die deutsche Bundeswehr für TETRA undACCESSNET ® -T entschieden hatDer Datenfunk mit den Teilnehmereinheiten und der Schiedsrichtersprechfunkdürfen keine technische Rückwirkung aufdie taktische Funkkommunikation der übenden Truppenteileverursachen. Diesen Anforderungen entspricht der ETSI-Standard TETRA (ETSI: European Telecommunication StandardsInstitute), der für Frequenzen ab ca. 400 MHz spezifiziertist. Der besondere Wunsch des Auftraggebers, den Frequenzbereichfür dieses Projekt auf 366 MHz bis 371 MHzauszudehnen, konnte dank der Flexibilität von ACCESSNET ®-Terfüllt werden; ein exemplarisches Beispiel dafür, dass einCOTS-Produkt wie ACCESSNET ®-T ausreichend Gestaltungsspielraumfür Anpassungen bietet.einziges, beide Dienste integrierendes Funksystem aufgebautwerden.Der TETRA-Standard beschreibt die zur Zeit modernste Technologiefür den professionellen Mobilfunk. BILD 6 stellt diewesentlichen physikalischen Merkmale der Luftschnittstellezusammen und gibt einen groben Überblick über die SprachundDatendienste. Aus dem künftig erwarteten Marktgeschehenkann von einer Lebensdauer dieser Technologie von mindestens20 Jahren ausgegangen werden.ACCESSNET ®-T und die TETRA-Technologie unterstützen inbesonderem Maße den integrierten Sprech- und Datenfunk.Deshalb konnte aus zwei ursprünglich geplanten unabhängigenFunksystemen als weiterer wirtschaftlicher Vorteil einBILD 6Die wesentlichen physikalischen Merkmale der Luftschnittstelleund der Diensteauswahl von TETRA.KanalabstandModulationKanaldatenrateSprach-CoderKanalzugriffVerwendbare DatenrateVariable DatenrateSprachdiensteDatendienste25 kHzπ/4-DQPSK36 kBit/sca. 4,8 kBit/sTDMA, 4 Zeitschlitze7,2 kBit/s pro Zeitschlitz2,4 kBit/s bis 28,8 kBit/sEinzelruf, Gruppenruf, AnsagerufStatus- und Kurzdatenruf10Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

Foto AutorEine hervorragendeKommunikationsplattformMit ACCESSNET ®-T von Rohde&Schwarzhat sich die deutsche Bundeswehr fürein modernes digitales TETRA-Bündelfunknetzals COTS-Produkt entschieden,das ohne Rückwirkungen auf die taktischenFunkkommunikationseinrichtungeneinsetzbar ist. Neben den günstigenBeschaffungskosten ist auch die hoheFlexibilität und damit einfache Anpassbarkeitdes Systems an spezielle Anforderungenvon Vorteil.Max ZerbstWeitere Informationen zu ACCESSNET ®-Tunter www.rohde-schwarz.com(Homepage – Products&More –Trunked Radio)LITERATUR[1] Landesweites BündelfunksystemACCESSNET ® in Südsibirien. Neues vonRohde&Schwarz (1999) Nr. 162, S. 30–32.[2] Eine Vision wird wahr – Bündelfunkfür die Vereinigten Arabischen Emirate.Neues von Rohde&Schwarz (1995)Nr. 151, S. 50–51.BILD 8 Die zentrale VermittlungseinrichtungDMX-600.Die Komponenten vonACCESSNET ®-TBILD 7Die TETRA-Basisstation DTX-500.Die Basisstationen DTX-500 (BILD 7)und die zentrale VermittlungseinrichtungDMX-600 (BILD 8) werden als Subsystemebezeichnet. Die Basisstationensind in Shelter eingebaut. Es sind jedrei Sende-/Empfangsmodule für SprechundDatenfunk vorhanden. Die maximaleAusgangsleistung pro Sender – die alleüber eine gemeinsame Antenne abstrahlen– beträgt 25 W.Die Vermittlungseinrichtung DMX-600befindet sich im zentralen Gebäudedes Gefechtsübungszentrums und ist aufkurzem Weg über ein LAN mit der Datenzentraleverbunden. In BILD 8 ist zuerkennen, dass innerhalb der DMX-600aus Redundanzgründen auch der GPS-Empfänger (gelbes Modul) doppelt vorhandenist.Foto Autor11Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

MOBILFUNKTestsignaleApplikations-Software SMIQ-K5Normgerechte Bluetooth Testsmit dem Signalgenerator SMIQDie Bluetooth Testspezifikation [1]enthält eine Reihe von Vorschriftenfür das Testen von Bluetooth Sender-/Empfänger-Modulen. Für den normgerechtenTest dieser Module benötigtman standardkonforme Datenpakete.Mit der PC-basierten Applikations-SoftwareSMIQ-K5 und demVektor-Signalgenerator SMIQ lassensich auf sehr komfortable Weise diegängigsten Datenpakete für Empfängermessungenerzeugen.* Bluetooth ist eingetragenes Warenzeichen vonBluetooth SIG, Inc., USA und vonRohde&Schwarz lizensiert.SMIQ und SMIQ-K5 – unschlagbaresTeam für Empfänger-TestsDie Applikations-Software SMIQ-K5(BILD 1) zum Vektor-SignalgeneratorSMIQ ist speziell für Chip-Designersowie Forschungs- und Entwicklungsteamsein komfortables Werkzeug, mitdem zahlreiche Empfängertests entsprechenddem Bluetooth Standard durchgeführtwerden können. Die Testspezifikationfür HF-Tests [2] nennt unter anderemfolgende Messungen für BluetoothEmpfänger-Module:◆ Bit Error Rate (BER)◆ Receiver Sensitivity◆ C/I Performance (Carrier-to-InterferencePerformance)◆ Intermodulation Performance◆ Blocking PerformanceEine Zusammenstellung der wichtigstenHF-Eigenschaften eines Sender-/Empfän ger-Moduls zeigt BILD 2.BILD 1Alles übersichtlichgestaltet: Mit einpaar Mausklickskann der Anwenderden SMIQ für dieAusgabe normgerechterBluetoothPakete vorbereiten.Die wichtigsten Eigenschaftender SMIQ-K5 im ÜberblickDie Software SMIQ-K5 befähigt denSMIQ, normgerechte Signale für HF-Tests entsprechend dem Bluetooth Standardzu generieren, indem sie DatenundSteuerungslisten erzeugt und anden SMIQ überträgt. Die Software kannauch Einfluss auf die Rampensteuerungdes Paket-Bursts und die Modulationsparameterim SMIQ nehmen. Diese sindvom Benutzer in einem bestimmtenUmfang frei einstellbar. Nach demBerechnen der ausgewählten Parameterfür die Paket erzeugung werden diesezusammen mit den Modulationsparameternund der eingestellten Rampe zumSMIQ übertragen und dort eingestellt.Die intuitive Bedienoberfläche der Softwareunterstützt den Anwender bei derKonfiguration von Paketen des TypsDH1, DH3, DH5 und AUX1. Der eingebautePacket Editor (BILD 3) erlaubt daseinfache Editieren fast jedes einzelnenInforma tions elements der jeweils ausgewähltenPaketsektion. Darüber hinausberechnet die Software selbstständigalle Fehlerschutzkorrekturen für dasjeweilige Paket, z.B. Header RedundancyCheck (HRC) und Cyclic RedundancyCheck (CRC). Das Sync Word wirdautomatisch nach Eingabe der BluetoothDevice-Adresse (BD_ADDR, Adresse, diejedes Bluetooth Modul eindeutig identifiziert)berechnet.Der Anwender kann jederzeit die Rampensteuerungder Bursts sowie dieModulationsparameter im SMIQ über dieSoftware anpassen und zum Generatorübertragen.12Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

Die wesentlichen Funktionen derApplikations-Software SMIQ-K5◆ Der Inhalt eines Datenpakets lässtsich wahlweise aus Pseudo-Random-Binary-Sequenzen (PRBS), aus All 0oder All 1 Pattern oder aus Datensequenzenin einer Datei zusammenstellen.Das Datenpaket kann aberauch mit Hilfe des Packet Editors konfiguriertund berechnet werden.◆ Zusätzlich zu den Konfigurationsmöglichkeitenfür ein gesamtes Datenpaketerlaubt der Payload-Konfigurator(BILD 3) bei Verwendung desPaket-Editors das Einstellen der Payload-Daten.Der Bitstrom kann auchhier wahlweise wie oben beschriebenerzeugt werden.◆ Das neuartige Konfigurations-Displayim Paket-Editor, das den Bitstromder jeweiligen Paketsektion wiedergibt,zeigt jede Veränderung bzw.Neuberechnung von Paketsektionen,die infolge einer Konfigurationsveränderungentstanden sind, an.◆ Die Rampensteuerung der Paket-Bursts lässt sich bequem über dieSMIQ-K5 vornehmen. Kein zusätzlichesEditieren oder Einstellen amSMIQ ist erforderlich. Parameter wieder Offset der Anstiegs- oder derabfallenden Flanke können symbolweiseverschoben und die Steigungder Rampensteuerung kann wahlweiseals cos 2 -Funktion oder alslineare Funktion ausgewählt werden.Die Rampenanstieg- bzw. -abfallzeitlässt sich problemlos symbolgenaueinstellen.◆ Der Packet Repetition Counter kanneine größere Anzahl von Paketen desgleichen Typs erzeugen, wobei derInhalt der Payload (z.B. PRBS-Sequenzen)im darauffolgenden Paket fortgeführtwird.EigenschaftenGenutzteTrägerfrequenzenÜbertragungstypModulations-ParameterLeistungsklassenSendedistanzMaximalerDatendurchsatzBILD 2SpezifikationDie gängigsten HF-Parameter, die im Bluetooth Standard definiert sind.Die SMIQ-K5 in der PraxisDie Bluetooth Testspezifikation für dasErzeugen von „gebursteten“ Testsignalenfür Empfängermessungen schreibtvor, wie die HF-Einstellparameter undder Inhalt der Payload auszusehenhaben. Hierbei bietet die SMIQ-K5 fürdie im Loop-Back-Verfahren zu testendenPayload-Daten alle notwendigenPayload-Inhalte an. Darüber hinaus hatder Anwender freie Hand, eigene Payload-Dateninhalteje nach Anwendungfrei zu konfigurieren. Zusätzlich berechnetdie SMIQ-K5 automatisch die passendenSignale für die Maskierung desPaket-Bursts der zum SMIQ übertragenenDatensequenz und das Maskierungssignalfür die Payload, das für die BER-Messung an manchen Modulen notwendigist.Der Einsatz der Option Datengenerator(SMIQB11) als Datenquelle und die◆ 2400 MHz bis 2483,5 MHz (ISM radio band)◆ 79 Kommunikationskanäle◆ Kanalabstand 1 MHz◆ TDMA-System◆ TDD-Bursts◆ Zeitmultiplex: Zeitschlitz-Aufteilung (Time Slots), Zeitschlitz-Raster entspricht625 µs/Zeitschlitz◆ Frequency-Hopping-Spread-Spectrum-Technologie (FHSS)◆ 1600 Frequenzsprünge/s (Sprung-Sequenz kann in der Anzahl der Sprüngevariieren, je nach eingesetztem Pakettyp: 625 µs entspricht 1600 Sprünge/s)◆ Modulations-Typ: 2FSK◆ Symbol-Rate: 1 Msymb/s◆ Modulation Index: 0,28 bis 0,35 (Grundeinstellung 0,32)◆ Max. Frequenzhub: 140 kHz…175 kHz (Grundeinstellung 160 kHz)◆ Basisband-Filterung: Gauß-Filter, B · T = 0,5◆ Leistungsklasse 1: 1 mW (0 dBm) bis 100 mW (+20 dBm)◆ Leistungsklasse 2: 0,25 mW (–6 dBm) bis 2,5 mW (+4 dBm)◆ Leistungsklasse 3: 1 mW (0 dBm)10 cm bis 100 m;Module der Leistungsklasse 1 können bis zu 100 m Sendedistanz überbücken.Im asynchronen Übertragungsmodus können Datenraten bis zu 721 kBit/s ineiner Richtung erreicht werden, wogegen im Rückkanal nur bis zu 57,6 kBit/smöglich sind. 432,6 kBit/s sind bei symmetrischer Übertragung möglich.dafür erhältlichen SpeichererweiterungenSMIQB12 erlauben das Speichernvon Bluetooth Testsequenzen (Datenpaketsequenzen)bis zu einer Speichertiefevon 80 Mbit. Somit lassen sich gleichmehrere Testsequenzen im Vorfeld mitder SMIQ-K5 berechnen und auf denSMIQ übertragen. Für spätere Messungen,aber auch für Tests in der Produktion,lassen sich die abgelegten Sequenzeninnerhalb von Millisekunden imSMIQ aktivieren und ausgeben.Die hier gezeigten Möglichkeiten derSMIQ-K5 sind eine erhebliche Erweiterunggegenüber den in der ApplicationNote 1MA31 [4] beschriebenen Ansätzenzur Bluetooth HF-Testsignalerzeugungfür den Signalgenerator SMIQ. Erstmalsermöglicht eine Software die vollständigeund freie Konfiguration vonBluetooth konformen Datenpaketen fürdie HF-Testsignalerzeugung. Sync Wordund Fehlerschutzkorrekturen werden13Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

Bluetooth is designed to enable wireless interconnectivity between a wide range of information appliancessuch as printers, PCs, computer peripherals, personal digital assistants (PDAs), headsets, video camerasand many more. Communication between appliances occurs in a so called ad hoc network. The Bluetoothunit is a universal radio interface using the license-free 2.4 GHz frequency band. Testing such radiointerfaces requires data packets defined in the Bluetooth standard. The SMIQ-K5 application softwareallows the user to configure the required data packets accordingly to the standard and calculates definedelements of the packet such as Sync. Word, CRCs (Cyclic Redundancy Check) from the Bluetooth DeviceAddress. Configured packets are transmitted along with modulation settings and filter parameters to theSMIQ ready to perform a wide range of receiver tests.*) The Bluetooth trademarks are owned by its proprietor and used by Rohde & Schwarz under licenseSubject to change – Dr. Markus Banerjee 06/2001 – 1GP48_0EMOBILFUNKTestsignaleBILD 3 Das Konfigurations-Panel des Packet Editors repräsentiert eine sehr einfacheund komfortable Lösung, sich je nach Anwendung die passenden Pakete zusammenzustellen.Application Note zur SMIQ-K5 undDatenblatt zum SMIQ unter www.rohdeschwarz.com(Suchbegriff SMIQ-K5)normgerecht berechnet, Flow-ControlundReception-Acknowledgement-Bitskönnen ein- oder abgeschaltet werden.Applikations-Software SMIQ-K5kostenlos aus dem InternetDie Application Note 1GP48 [5] zeigt dieKonfiguration eines DH1-Pakets für spezielleAnforderungen. Die dort beschriebenePaketerzeugung ist auch gültigfür alle anderen Pakettypen, welchedie SMIQ-K5 anbietet. Sie enthält aucheine übersichtliche und detaillierte Anleitungzum Durchführen von BER-Messungenmit einem Blockschaltbild fürdas korrekte Anschließen eines Messobjektsan den SMIQ. Die Applikations-SoftwareSMIQ-K5 sowie die ApplicationNote können kostenlos von derRohde&Schwarz-Web-Site heruntergeladenwerden.FazitDie SMIQ-K5 bietet ein Maximum anFlexibilität für das Generieren normgerechterTestsignale nach dem BluetoothStandard mit dem Signalgenerator SMIQ.Der SMIQ ist zusammen mit der K5 dieoptimale HF-Signalquelle, um BER-Messungenan Bluetooth Modulen durchzuführenoder die Eigenschaften von BluetoothEmpfängern zu ermitteln. Darüberhinaus kann der SMIQ als HF-Signalreferenzfür Sender-Messungen dienen [6, 7],bei denen z.B. ein Spektrumanalysatoreingesetzt wird.Speziell das Speichern verschiedenerTestsequenzen und Konfigurations-Setups im SMIQ erlaubt es, den Generatorfür spätere Anwendungen in derProduktion oder in der Entwicklung alsStand-Alone-Lösung einzusetzen.Dr. Markus BanerjeeSMIQ-K5 Application SoftwareBluetooth TM* Standard for SMIQApplication Note 1GP48LITERATUR[1] Bluetooth Core Specification, Version 1.1,22.01.2001.[2] Bluetooth RF Test Specification, Version0.9, 14.03.2001.[3] Erzeugen von Bluetooth HF-Testsignalenmit dem Signalgenerator SMIQ. ApplicationNote 1MA31 von Rohde&Schwarz.[4] Mess-Tipp: HF-Testsignale für Bluetooth schnell und einfach erzeugt. Neues vonRohde&Schwarz (2001) Nr. 171, S. 50–51.[5] Generating Bluetooth Signals with SMIQand the Application Software SMIQ-K5.Application Note 1GP48 von Rohde&Schwarz.[6] Transmitter-Messungen an BluetoothModulen. Application Note 1MA26 vonRohde& Schwarz.[7] Transmitter-Messugen an Bluetooth Modulenmit FSP. Application Note 1MA33 vonRohde&Schwarz.14Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

MOBILFUNKFunkmessplätzeDer Trend im Mobilfunk geht immermehr in Richtung schnelle Datenübertragung.Insbesondere der mobileUniversal Radio Communication Tester CMU200Multislot-Messungen anHSCSD- und GPRS-MobiltelefonenFoto 43238/16NInternet-Zugang eröffnet neue Applikationenfür die Netzbetreiber. DerCMU200 stellt auch auf diesem Gebietalle Messmöglichkeiten für die Entwicklungund die Produktion von HSCSD-und GPRS-Handys zur Verfügung.Ab Seite 18 sind Audiomessungenan Mobiltelefonen mit demCMU200 beschrieben.15Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)HSCSD und GPRS in derHandy-FertigungBeim Test von Sprachverbindungen istes eindeutig: Mikrofon, Lautsprecherund die HF sind die Schnittstellen desMobiletelefons, und diese werden in derProduktion getestet. Anders ist es jedochbei Datenverbindungen wie HSCSD undGPRS (Kasten Seite 17). Diese Standardswürden die Tests in der Mobiltelefon-Fertigung vor ein Problem stellen, wennnicht die Normungsgremien spezielleTestmodi definiert hätten. Denn hier istdas Handy nur ein Glied in einer langenKette (PC – Handy – Internet – Server).Analog zu den aus Bitfehlerraten-Messungenbekannten Loops hat manbei HSCSD Multislot-Loops festgelegt,mit denen dem Mobiltelefon mitgeteiltwerden kann, in welchen Downlink-ZeitschlitzenDaten empfangen und in welchenUplink-Zeitschlitzen diese wiederzurückgesendet werden sollen. Damitkann man auch Bitfehlerratenmessungenin solchen Verbindungen durchführen,die mehr Down- als Uplinks haben.Bei GPRS ist es etwas komplizierter,denn im Gegensatz zu HSCSD, woja immer eine konstante Verbindungbesteht, bei der Sender- und Empfängermessungendurchführbar sind, wirdbei GPRS nur gesendet, wenn esauch etwas zu übertragen gibt. Damittrotzdem Tests durchgeführt werdenkönnen, haben die Normungsgremienzwei Verbindungstypen spezifiziert, denGPRS-Testmodus A und den GPRS-TestmodusB. Im Testmodus A sendet dasMobiltelefon kontinuierlich einen TemporaryBlock Flow (TBF) mit Nutzdaten inForm von Pseudo-Random-Bitfolgen. ImTestmodus B wird der im Downlink empfangeneTBF im Uplink wieder zurückgesendet.Auch beim Testmodus Bkann man angeben, welche Downlink-Daten in welchem Uplink zurückgesendetwerden sollen. Mit diesen Testmodiist es möglich, Sender- und Empfängermessungendurchzuführen, weil dasMobiltelefon kontinuierlich sendet undempfängt, so wie dies auch bei Circuit-Switched-Verbindungen der Fall ist.BLER-Messung problematisch inder ProduktionDie BLER-Messung (BLock Error Rate) istdie relevante Empfängermessung bei derTypprüfung von GPRS-Mobiltelefonen.Bei GPRS werden die Datenblöcke (sogenannteRLC-Blöcke), die vom Telefonnicht fehlerfrei empfangen werden konnten,nochmals angefordert. Die BLER istnun das Verhältnis aus den empfangenenfehlerhaften (d.h. nochmals angefordertenBlöcken) zu den gesendetenDatenblöcken. In der Produktion hat dieBLER-Messung aber zwei wesentlicheNachteile. Der erste: die geringe statistischeAussagekraft. Für jeden Datenblockgibt es nur die Meldung OK oder nichtOK. Darüber, wie viele Bits in dem Datenblockfehlerhaft waren, wird nichts ausgesagt.Gerade dies ist aber ein Maßfür die physikalische Qualität des Empfängers.Noch besser verdeutlicht dies ein Zahlenbeispiel.Bei Verwendung des Coding-Schemas CS-4 werden 400 Nutzbits ineinem Datenblock übertragen. Bei gleicherstatistischer Aussagekraft benötigtdie BLER-Messung eine Messzeit, diemindestens 400 mal länger ist als die füreine BER-Messung.

MOBILFUNKFunkmessplätzeDer zweite Nachteil der BLER-Messungin der Fertigung ist, dass sie prinzipbedingtins Stocken geraten und dadurchdie Messzeit undefiniert lang werdenkann. Es ist sogar möglich, dass die Messungkomplett stehen bleibt.Die BLER-Messung hat aber auch Vorteile,z.B. dass die Datenblöcke verteiltauf alle Downlink-Zeitschlitze übertragenwerden, und dass das Mobiltelefon,selbst wenn es nur einen Uplink-Zeitschlitzunterstützt, die Gut/Schlecht-Aussagefür alle Zeitschlitze parallel übermittelnkann. Berücksichtigt man aber diewesentlich schlechtere statistische Aussagekraft,so wird schnell klar, dass mehrereeinzelne BER-Messungen im TestmodusB wesentlich schneller zum Ergebnisführen. Aus den vorgenannten Gründenist die BLER-Messung für die Produktionmit den dort erforderlichen extremkurzen Messzeiten wenig geeignet.HSCSD- und GPRS-Messungenmit dem CMU200Mit dem CMU200 lassen sich bei HSCSDund bei GPRS beliebige Slot-Konfigurationeneinstellen. Welche Up- und Downlink-Zeitschlitzeaktiv sein sollen, wähltman bequem aus einer Auswahlbox(BILD 1). Ob die ausgewählte Slot-Konfigurationtatsächlich aktiviert werdenkann, hängt dann nur noch von derMulti slot-Klasse des angeschlossenenMobiltelefons ab. Vorteilhaft ist, dass derSende pegel des CMU200 für jeden Zeitschlitzindividuell einstellbar ist. Damitlassen sich sehr einfach Worst-Case-Szenarienfür den Empfänger im Handyerzeugen. Auch die Sendeleistung desHandys ist für jeden aktiven Uplink-Zeitschlitzgetrennt festlegbar.Beim HSCSD-Verbindungsaufbauschließt der CMU200 die Multislot-Loopam Mobiltelefon, so dass alle SenderundEmpfängermessungen problemlosdurchführbar sind.BILD 1 Der CMU200 erlaubt auf besonders einfache Weise das Festlegen der Up- und Downlink-Konfiguration, wobei der Downlink-Pegel (Sendepegel des CMU200) und der Uplink-Pegel (Sendeleistungdes Mobiltelefons) für jeden Zeitschlitz individuell festgelegt werden können.10090BLER 80(%)706050403020100BLERBILD 2 Zusammenhang zwischen BLER- undDBLER-Messung beim Coding-Schema CS-1.Bei CS-2, CS-3 und CS-4 ist der Unterschiednoch weitaus geringer.Bei GPRS erledigt der CMU200 automatischden Attach, den Routing AreaUpdate und den Detach und zeigtden jeweiligen Status im Display an.Auf Tastendruck kann man dann dasangeschlossene Mobiltelefon in denGPRS-Testmodus A oder B versetzen.Sobald der Testmodus aktiv ist, könnenalle Sendermessungen, und im TestmodusB auch die Empfängermessung(BER/DBLER), durchgeführt werden. DerCMU200 unterstützt alle GPRS-Coding-Schemas CS-1 bis CS-4.Außer über die GPRS-Testmodi ist esbeim CMU200 auch möglich, ohneSignalisierung in den Messzustand zugelangen. Dafür wird einfach ein TBFgesendet. Das Mobiltelefon kann sichüber den BCCH zeitlich synchronisierenund anschließend direkt auf den TBFwechseln. Handy-Hersteller, die diesenModus unterstützen, haben in der Fertigungden Vorteil, dass sie damit dieMesszeit um die sonst notwendige Signalisierungszeitverkürzen können.DBLER10 –3 10 –2 10 –1Bit Error Rate nach dem DemodulatorBER-/DBLER-MessungenIm GPRS-Testmodus B führt der CMU200auch BER-Messungen durch und ermitteltzusätzlich auch noch die DBLER16Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

(Data-BLER). BLER und DBLER unterscheidensich dadurch, dass man beiLetzterer nur die reinen Datenbits analysiert,wohingegen bei der BLER-Messungauch die Block-Header und dasUSF-Flag analysiert werden. Auch wenndie DBLER-Messung nicht alle Bitsberücksichtigt, die zu einem Blockfehlerführen können, so unterscheiden sichdie beiden Messungen nur unwesentlich(BILD 2). Der Vorteil bei DBLER ist, dasssie nicht – wie die BLER-Messung – insStocken geraten kann.Multislot-Power-Rampen-MessungDas Besondere an den Messungen inden Standards HSCSD und GPRS ist,dass auf mehreren Zeitschlitzen gesendetund empfangen wird. Interessantist dies bei der Power-Ramp-Messung.Hier ändert sich die einzuhaltende PowerTime Template in Abhängigkeit davon,ob der vorherige bzw. nachfolgende Zeitschlitzaktiv ist oder nicht. Zwischenzwei aktiven Zeitschlitzen darf die Leistungum maximal 3 dB höher sein, alsim Useful-Part des Zeitschlitzes mit derhöheren Leistung. Auch die zeitlichePosition der Templates zwischen einzelnenZeitschlitzen kann von Zeitschlitz zuZeitschlitz unterschiedlich sein, je nachdem,welches der zugelassenen Verfahrendas Mobiltelefon benutzt. Für denCMU200 ist das alles kein Problem. Erstellt bis zu vier Zeitschlitze in einem Bilddar und ermittelt dabei automatisch dierichtige Position der Templates in X- undin Y-Richtung für jeden einzelnen Zeitschlitz(BILD 3). Auch im Übergangsbereichzwischen zwei aktiven Zeitschlitzenermittelt er die richtige Template. DerCMU200 erkennt auch die verwendeteModulationsart (GMSK oder 8PSK) undwählt automatisch die passende PowerTime Template.BILD 3 Mit der Multislot-Power-Ramp-Messung kann man bis zu vier Zeitschlitze in einem Bilddarstellen. Die Anzahl der darzustellenden Zeitschlitze ist dabei wählbar und das Bild kann in X- undY-Richtung beliebig gezoomt werden. Die Power Time Template wird bei dieser Messung automatischdem empfangenen Signal angepasst. Der Anwender braucht sich hier also nicht um die richtigeAuswahl der Templates kümmern.FazitAuch bei HSCSD und GPRS zeigt derCMU200 seine Stärken und unterstütztden Anwender mit komfortablen Messungenund individuellen Testszenarien.Aus diesem Grund dürfte er bei diesenStandards nicht nur im Bereich der Produktion,sondern auch in der HF-Entwicklungdas Messgerät erster Wahl sein.Rudolf SchindlmeierHSCSD und GPRSHSCSD (High Speed Circuit SwitchedData) benützt die gleiche Technik wieeine normale GSM-Sprachverbindung.Anstelle von Sprachdaten werden hieraber Dateninhalte versendet. Diesesendet man dann noch über mehrereZeitschlitze verteilt, d.h. im Prinzipbestehen bei HSCSD mehrere Verbindungenparallel mit ein unddemselben Handy. Der Vorteil vonHSCSD ist, dass durch die festeZuordnung der Zeitschlitze eine konstanteÜbertragungsrate gewährleistetist. Allerdings müssen die zur Verfügunggestellten Übertragungs-Ressourcenbezahlt werden, egal ob Datenübertragen werden oder nicht.GPRS (General Packet Radio Service)nutzt die Technik, die auch im Internetverwendet wird. Die zu übertragendenDaten werden in Datenpaketen aufvariablen Kanälen versendet, d.h. beiknapper werdenden Ressourcen sinktdie Übertragungsrate. Auch GPRS nutztmehrere Zeitschlitze gleichzeitig für dieVerbindung zwischen Mobiltelefon undBasisstation. Vorteilhaft bei GPRS ist,dass nur dann Übertragungsressourcenbelegt werden, wenn auch Daten zuübertragen sind., d.h. man bezahlt nurdas tatsächlich übertragene Datenvolumen.17Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

MOBILFUNKFunkmessplätzeUniversal Radio Communication Tester CMU200Audio-Messungen an MobiltelefonenSprach-CodecNF INAudio-Messungen an Mobiltelefonensind von großer Bedeutung, denn dieQualität der übertragenen Sprache istim täglichen Gebrauch ein wesentlichesMerkmal für die Zufriedenheitder Handy-Nutzer. Zudem sind immermehr Mobiltelefone mit zusätzlichenAudio-Komponenten wie FM-Stereo-Radio, MP3-Player oder Sprach-Recorder ausgestattet. Mit der Audio-Option CMU-B41 führt der UniversalRadio Communication Tester CMU200BILD 1praktisch alle Audio-Messungen anMobiltelefonen schnell und präziseFilterBewertungsfilterdurch.18Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)Sprach-Codec für GSM undTDMADie Audio-Qualität digitaler Mobiltelefonewird im wesentlichen bestimmtdurch den Sprach-Codec und die analogenKomponenten wie Mikrofon, Lautsprecherund Verstärker.Die Sprachübertragung geschieht beimdigitalen Mobilfunk natürlich in digitalerForm. Deshalb muss ein Handy das vomMikrofon aufgenommene Audio-Signalin digitale Signale umwandeln, bevor essie zur Basisstation sendet. In Gegenrichtungwird das digital codierte Audio-Signal vom Mobiltelefon wieder in einanaloges Signal umgewandelt, damit esüber den Lautsprecher wiedergegebenwerden kann. Diese Umwandlung zwischenanalogen und digitalen Signalenübernimmt der Sprach-Codec. Will manan diesem Messungen durchführen, somuss der Messplatz ebenfalls über einenSprach-Codec verfügen, damit die analogenTestsignale in digitale umgewandeltwerden können. Der CMU200 lässtsich für derartige Messungen mit diversenSprach-Codecs ausstatten, beispielsweisemit der Option CMU-B52 für GSMund TDMA.VariablerBandpassPrinzipschaltbild eines Analysator-Kanals der Audio-Option CMU-B41.FrequenzKlirrfaktorSpannungAC spitzeAC effektivAC spitzeAC effektivDCVielfältige Messmöglichkeitenmit der Audio-Option CMU-B41Für die Beurteilung analoger Audio-Komponenten beinhaltet die OptionCMU-B41 einen zweikanaligen Audio-Analysator und Audio-Generator. Diebeiden Audio-Analysatorkanäle könnenunabhängig voneinander mit verschiedenenFiltern versehen werden. Das Prinzipschaltbildeines einzelnen Kanals veranschaulichtdie umfangreichen Messmöglichkeiten(BILD 1). Das Filter am Eingangerlaubt die Einstellung aller für Audio-Messungen relevanten Bandbreiten.Ein wahlweise zuschaltbares Bewertungsfiltersorgt für die gehörrichtigeMessung von Audio-Signalen, wobeidie Gewichtung entweder mit einemC-Message- oder einem CCITT-Filter vorgenommenwird. Über diesen Messzweigwerden parallel der Effektivundder Spitzenspannungswert des AC-Anteils und der Klirrfaktor des Audio-Signalsgemessen. Die Nutzfrequenz desKlirrfaktormessers lässt sich zwischen20 Hz und 20 kHz frei wählen.Darüber hinaus beinhaltet dieser Messzweigeine weitere Mess-Stelle mit variablemBandpass, dessen Mittenfrequenzzwischen 20 Hz und 20 kHz und dessenBandbreite zwischen 10 Hz und 1 kHz eingestelltwerden kann. Diese zusätzlicheMess-Stelle liefert parallel zu den bereitserwähnten Werten die Effektiv- undSpitzenspannungswerte des vom Bandpassgefilterten Signals. Außerdem istjeder der beiden Audio-Analysatorkanälemit einem Frequenzzähler bis 200 kHzund einem Spannungsmesser zur Ermittlungdes DC-Spannungsanteils ausgestattet.Beide Audio-Generatoren lassen sichunabhängig voneinander in der Frequenzzwischen 20 Hz und 20 kHz und im Pegelzwischen 10 µV und 5 V einstellen.

• Multi-protocol support• Extremely high speed testing• Highly accurate measurements• Modular future-proof design• Comprehensive spectrum analyzer• Easy migration to 3rd generation technologiesMultiton-Audio-AnalyseNeben diesen grundlegenden Messungenkann die Audio-Option CMU-B41auch Multiton-Audio-Signale generierenund analysieren. In der Multiton-Audio-Messung erzeugt der CMU200 bis zu20 Sinussignale gleichzeitig, von denenjedes in Frequenz und Pegel frei definierbarist. Gleichzeitig analysiert der Messplatzein anliegendes Audio-Signal mitbis zu 20 schmalen Filtern, deren Mittenfrequenzenden vom Generator erzeugtenFrequenzen entsprechen.Verbindet man den Generatorausgangmit dem Eingang, und den Analysatormit dem Ausgang des Messobjekts, solässt sich auf einfache Weise sehrschnell der Frequenzgang bestimmen.Dabei vergleicht der CMU200 die Messwertemit den vom Anwender vorgegebenenToleranzgrenzen und markiertÜber- und Unterschreitungen (BILD 2).Die Toleranzgrenze ist für jede einzelneMessfrequenz frei definierbar.Abgerundet werden die neuen Messfunktionendes CMU200 durch die Möglichkeit,Audio-Signale nicht nur externüber die Audio-Buchsen zu adaptieren,sondern auch messplatzintern Generatorund Analysator direkt mit dem Sprach-Codec zu verschalten.BILD 2 Die Multiton-Audio-Messung erlaubt eine besonders schnelle Messung des Audio-Frequenzgangsmit bis zu 20 frei definierbaren Frequenzen. Überschreitungen der vom Anwender vorgegebenenToleranzkurve werden am unteren Bildrand rot markiert.Ein Blick auf die technischen Datender Audio-Option CMU-B41 (Kastenunten) zeigt, dass der CMU200 mitdieser Option nicht nur umfangreiche,sondern auch hochwertige Audio-Messungendurchführt, die bezüglich Qualität,Messumfang und Messgeschwindigkeitoptimal die Anforderungen desMobilfunk-Marktes erfüllen und in derHandy-Produktion kurze Prüfzeiten mithoher Qualität der Messergebnisse verbinden.Rudolf SchindlmeierWeitere Informationen und Datenblatt unterwww.rohde-schwarz.com(Suchbegriff CMU200)Kurzdaten Audio-Option CMU-B41GeneratorFrequenzbereich/-auflösungPegelbereich/-auflösungPegelfehlerKlirrfaktorVoltmeterFrequenzbereichPegelbereich/-auflösungPegelfehlerKlirrfaktormesserMessbandbreiteFrequenzbereichPegelbereichAuflösungFrequenzzählerFrequenzbereich20 Hz…20 kHz/0,1 Hz10 µV…5 V/0,1% bei Pegeln ≥10 mV≤1,5 % (bei Pegeln ≥1 mV und Frequenzen ≤10 kHz)≤0,05% (bei Pegeln ≥100 mV und 600 Ω Last,Messbandbreite 21,9 kHz)50 Hz…20 kHz50 µV…30 V/0,1% bei Pegeln ≥1 mV≤1,0% + Auflösung bei 1 mV ≤Pegel ≤2 V21 kHz100 Hz…10 kHz10 mV…30 V0,01% Klirrfaktor10 Hz…200 kHzUniversal Radio Communication Tester CMU200THE tester for current and future mobile radio networksLITERATURRohde&Schwarz passt den Universal RadioCommunication Tester CMU200 ständig dertechnischen Entwicklung an. So wurde seitNeues von Rohde&Schwarz Heft 165 (1999),in dem er erstmals vorgestellt wurde, in fastallen Ausgaben über Messmöglichkeiten undNeuerungen rund um diesen State-of-the-art-Funkmessplatz berichtet.19Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

ALLGEMEINE MESSTECHNIKReferenzSpektrumanalysator FSPFSP Goes Outback – StrapaziöserEinsatz im australischen HinterlandDas Global Positioning System (GPS) liefert weltweitpräzise Daten für die Navigation sowie Zeitinformationen.Leider ist das System aber anfällig für elektromagnetischeStörungen. In einem groß angelegten Test untersuchtenMitglieder der US- und der australischen Streitkräfte, wiesich solche Störungen orten lassen, damit Gegenmaßnahmenergriffen werden können.Das Global Positioning System (GPS) wird vielfältig eingesetzt,z.B. für die Navigation in der Luft, zu Wasser oder zu Lande,in intelligenten Transportsystemen sowie für die Synchronisationvon Telefon- oder Stromversorgungsnetzen. Seine einwandfreieFunktion ist aber zunehmend in Frage gestellt, denn esist anfällig für elektromagnetische Störungen. GPS-Empfängerlassen sich mit einfachen, billigen Störsendern im Hemdentaschenformatoder auch durch die Signale von TV-, Radar- oderFernmeldeantennen empfindlich stören, was die Leistungsfähigkeitsowohl im zivilen wie auch im militärischen Einsatz starkbeeinträchtigen kann. Von großer Bedeutung ist deshalb dieEntwicklung von Techniken, die gezielten oder unabsichtlichenGPS-Störungen entgegenwirken.Foto AutorHitze, Sand, Staub und holpriges Gelände: einHärtetest für den Spektrumanalysator FSP, dener mit Bravour bestand.Foto AutorWeitere Informationen zum FSP indiesem Heft: Seite 22–23.20Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

• 21 cm TFT colour display• 1 Hz to 10 MHz RBW• RMS detector for fast and reproduciblemeasurements on digitally modulatedsignals• Measurement routines for TOI, ACPR,OBW, amplitude statistics• EMI bandwidths and quasi-peakdetector• 2.5 ms minimum sweep time in frequencydomain• 1 µs sweep time in time domain• Up to 30 GPIB measurements/s infrequency domain (incl. trace transfer)• Up to 70 GPIB measurements/s intime domain (including trace transfer)• Fast ACP measurement routine intime domain• Total measurement uncertainty:0.5 dB• Displayed average noise level:–155 dBm/Hz• Phase noise:–113 dBc/Hz at 10 kHz• Dynamic range ofRMS detector: 100 dB• Synthesized frequency settingMehr als 30 Mitglieder der US- und der australischen Streitkräftesowie ziviles Personal führten deshalb im März 2001einen GPS-Jammer-Locator-Test (JLOC) in Woomera im australischenHinterland durch. Der Test war eine gemeinsame Initiativedes United States Air Force Operational Test and EvaluationCenters (AFOTEC), der australischen Aircraft Research andDevelopment Unit (ARDU), der Defence Science and TechnologyOrganisation (DSTO) sowie den Air Services Australia (ASA).Das JLOC-System, eine Auftragsentwicklung der amerikanischenGesellschaft NAVSYS für das US Air Force Research Laboratory(AFRL), ortet GPS-Jammer oder Störquellen und stelltentsprechende Daten bereit, die taktischen oder strategischenPlanern helfen, den Einfluss solcher Störquellen zu minimieren.Das JLOC-System wurde auf boden- und luftgestützten Plattformeneingesetzt, um Störquellen auf dem Boden zu orten,welche die DSTO zur Verfügung gestellt hatte.Die Tests in Woomera zeigten, dass GPS-Störquellen geortetund identifiziert bzw. Störungen vermieden werden können unddamit das GPS-Navigationssystem künftig noch zuverlässigerund effektiver einsetzbar ist.Der Spektrumanalysator FSP von Rohde&Schwarz spielte beiden Tests eine wichtige Rolle, denn er glänzte mit besten Eigenschaften:Kompakte Abmessungen, geringes Gewicht, robusteKonstruktion, hohe Eingangsempfindlichkeit sowie die Fähigkeit,ohne zusätzlichen PC Daten verarbeiten zu können. Dies bestätigtauch Chris Pitcher von der DSTO: „Die Umweltbedingungenin Woomera sind ein besonderer Härtetest, denn Hitze, Staubund holpriges Gelände setzen den Messgeräten arg zu. Der FSPüberstand das alles spielend“.In den USA ist es kaum möglich, Tests dieses Ausmaßes durchzuführen,schon wegen der Auswirkungen auf zivile, von GPSabhängige Infrastrukturen – es gibt einfach kein genügendgroßes ungestörtes Gebiet zur Durchführung solcher Tests.Die wichtigsten Eigenschaften des FSP◆ Auflösebandbreiten von 1 Hz bis 10 MHz◆ Hochselektive Digitalfilter und FFT◆ Quasi-Peak-Detektor und EMI-Bandbreiten◆ Schnittstellen: GPIB, Centronics, RS-232, LAN (Option)◆ Automatische Messroutinen für die Bestimmung von IP3,OBW, Phasenrauschen, ACP(R)◆ Split-Screen mit unabhängigen Einstellungen und bis zu3 Messkurven pro Screen◆ Editierbare Grenzwertlinien einschließlichPASS-/FAIL-Anzeige◆ Schnelle Zeitbereichsmessung: minimale Sweep-Zeit 1 µs◆ Gated Sweep für Messungen an TDMA-SignalenZudem bietet der FSP serienmäßig:◆ RMS-Detektor zur schnellen und reproduzierbaren Leistungsmessungan digital modulierten Signalen im Frequenzundim Zeitbereich◆ Statistische Messfunktionen zur Bestimmung von Crestfaktorund CCDF (Complementary Cumulative DistributionFunktion)Weitere Informationen und Datenblatt unterwww.rohde-schwarz.com(Suchbegriff FSP)In Woomera hingegen findet man im Umkreis von 450 km so gutwie keine GPS-Anwender, erfreut sich am stabilen Wetter undverfügt über gute Versorgungsmöglichkeiten sowie ein Umfeld,das es erlaubt, zur Ortung vielfältiger, bodengestützter Störquellenbeliebig in der Region umherzufliegen.Dieser Beitrag wurde teilweise von der Defence Science and Technology Organisation(DSTO) in Salisbury, Südaustralien erstellt und vom Autor ergänzt.Spectrum Analyzer FSPThe new medium-class standardFeaturesSpeedPerformanceGSM/EDGE Application Firmware FS-K5 for FSPThe solution for easy and fast GSM and EDGE measurements• GSM/EDGE push-button measurements• Fast modulation spectrum routine• Easy to use• Accurate carrier power measurementMartin Scholla, Rohde&Schwarz AustralienDatenblatt FSPDatenblatt TV Trigger/HF PowerTrigger zum FSP21Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

ALLGEMEINE MESSTECHNIKMessverfahrenMikrowellen-Signalgenerator SMROptimale Kalibrierquelle fürWetterradar-EmpfängerNur mit kalibrierten Wetterradar-Geräten lassen sich Niederschlagswahrscheinlichkeitsowie die Dichtevon Regen, Schnee oder Nebel exaktbestimmen. Das hierfür notwendigeKalibrierverfahren erfordert einenSignalgenerator mit sehr genauemBILD 1 Die Mikrowellen-Signalgeneratoren SMR [*] sind gefragte Signalquellen in Forschung,Entwicklung und Produktion sowie in der EMV-Messtechnik.Foto 43264/3Ausgangspegel. Dank eines sorgfältigenGeräte-Designs mit firmwaregestützterPegelkorrektur ist derMikrowellen-Signalgenerator SMR(BILD 1) die optimale Signalquelle fürBILD 2Situation zur BestimmungderReflektivität Z.Radar-SenderP sAntennengewinnGdiese Aufgabe.Signalhinweg s hmit Dämpfung d hNiederschlagReflektivität zWas hat Radar mit Wetter zu tun?Signalrückweg s rmit Dämpfung d rAntennengewinnGP eRadar-EmpfängerMeteorologen setzen Wetterradar-Anlagenin erster Linie für die Analyseder dynamischen Struktur von Einzelwolkenoder Wolkensystemen und zur flächendeckenden,kontinuierlichen Niederschlagsmessungein. Ein wichtiger Parameterfür genaue Wettervorhersagen istdie sogenannte Niederschlagsintensitätoder Regenrate. Sie gibt an, wievielRegenwasser pro Zeit- und Flächeneinheitfällt. Mit dem Wetteradar sind dieNiederschlagsaktivitäten mit hoher räumlicherund zeitlicher Auflösung erfassbar.Allerdings kann man mit Radargerätendie Niederschlagsintensität nicht direktmessen, sondern nur die Reflektivität.Diese ist ein Maß für den Rückstreuquerschnittvon Zielen, die mit einem Radargeräterfasst werden können. Sie ist proportionalzu der Energie, die von sämtlichenStreuteilchen im Radarstrahl zurAntenne zurückgestreut wird. Bei Regenist sie um so größer, je mehr und je größereRegentropfen in der Luft enthaltensind.Wie BILD 2 zeigt, handelt es sich bei derquantitativen Bestimmung der Reflektivitätim Prinzip um eine Vierpolmessungmit dem Radarsender als Signalquelleund dem Empfänger als selektivemLeistungsmesser. Aus der bekannteneingespeisten Sendeleistung P s undder gemessenen Empfangsleistung P ekann der Betrag des Transmissionsfaktorsder Übertragungsstrecke vom Senderausgangbis zum Empfängereingangberechnet werden. Dieser Transmissionsfaktorenthält neben dem Antennengewinnund dem Dämpfungsfaktordes Signalweges von der Antenne zumRadarziel auch die zu ermittelnde Reflektivitätdes Zieles. Da der Antennengewinnund die Übertragungsdämpfungbekannt sind, lässt sich die Reflektivitätberechnen. Antennengewinn und Übertragungsdämpfungmüssen dabei doppeltgerechnet werden, weil das Radarsignaldie Antenne und die Übertragungsstreckesowohl auf dem Hin- als auchauf dem Rückweg durchläuft.22Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

◆ Instrument family with four models– SMR20 (10 MHz to 20 GHz)– SMR27 (10 MHz to 27 GHz)– SMR30 (10 MHz to 30 GHz)– SMR40 (10 MHz to 40 GHz)High-performance, cost-effective and reliable up to 40 GHz◆ Standard version:◆ Optional pulse generator for radarCW generator with pulse modulation and EMC applicationsand digital frequency sweep◆ Optional IF input for upconversion of◆ Easily upgradeable to AM/FM signal digitally modulated IF signalsgenerator and synthesized sweep ◆ Compact, lightweight, user-friendly:generator with analog ramp sweep ideal in the lab and for field applicationsthanks to flexible options concept◆ 3-year calibration cycleÜblicherweise generieren Radarsendereine ausreichend genaue Ausgangsleistung,um die Reflektivität nachobiger Methode zu ermitteln. Schwierigerliegen die Verhältnisse bei den Empfängern.Sie erfassen zwar Pegeländerungenin der Regel sehr genau, sindaber für absolute Pegelmessungen typischerweisezu ungenau. Da sich hochwertigeEmpfänger ansonsten jedochstabil verhalten, können sie mit einemMikrowellen-Signalgenerator SMR mitoptionaler Eichleitung, der einen präzisenAusgangspegel liefert, zur Erhöhungder Genauigkeit kalibriert werden(BILD 3).So wird kalibriertNormalerweise gelangt das empfangeneRadarsignal von der Antenne über einenZirkulator, der für die Entkopplung vonSender und Empfänger sorgt, direkt aufden Empfängereingang. Diese Verbindungwird aufgetrennt und ein Richtkopplereingeschleift. Damit gelangtdas Ausgangssignal des SMR praktischrückwirkungsfrei auf den Empfängereingang.Die Empfängerempfindlichkeitwird durch die geringe Einfügedämpfungdes Richtkopplers nur unmerklichherabgesetzt. Natürlich muss die Einfügedämpfungbekannt sein, damit sie beider Pegeleinstellung des Signalgeneratorsberücksichtigt werden kann, genauso wie die Gesamtdämpfung vom Ausgangdes Signalgenerators bis zum Empfängereingang.Hier ist eine genaue Messungnotwendig.Zur Einschleifung empfiehlt sich ein16-dB-Koppler. Zwischen dem Koppeltordes Richtkopplers und dem HF-Ausgangdes SMR sollte ein 3-dB-Dämpfungsgliedeingefügt werden. Zusammen mitden erforderlichen Leitungen ergibt sichso vom HF-Ausgang des SMR zum Eingangdes Radarempfängers eine Gesamtdämpfungvon ziemlich genau 20 dB.Variiert man jetzt den HF-Pegel desSMR von +10 dBm bis –90 dBm, soüberstreicht man den für die meistenRadarempfänger optimalen Bereich von–10 dBm bis –110 dBm. Wie BILD 4zeigt, weist der SMR für diese Pegel eineGenauigkeit von typisch

ALLGEMEINE MESSTECHNIKSignalgeneratorenVektor-Signalgenerator SMV03Allrounder mithervorragendem VektormodulatorFoto 43792/1BILD 1 Der Vektor-Signalgenerator SMV03 ist der Alleskönner unter den Economy-Generatoren vonRohde&Schwarz.Mit dem SMV03 (BILD 1) hatRohde&Schwarz die Reihe der erfolgreichenEconomy-SignalgeneratorenSML [1] nun um ein Modell mitVektormodulator mit analogen I/Q-Eingängen für den Frequenzbereichvon 9 kHz bis 3,3 GHz erweitert.Die HF-Modulationsbandbreite von100 MHz prädestiniert den neuenGenerator für alle Anwendungen mithohen Datenraten.Der AllrounderDer SMV03 ist der Allrounder unter denEconomy-Signalgeneratoren von Rohde&Schwarz. Hervorragende HF-Eigenschaftenmit vielfältigen vektoriellen und analogenModulationsmöglichkeiten, kurzeEinstellzeiten für Frequenz und Pegel,ein äußerst attraktiver Preis und nichtzuletzt kleine Abmessungen bei geringemGewicht machen ihn zum optimalenGenerator für Produktion, Service undLabor.HF-EigenschaftenMit seinem weiten Frequenzbereich von9 kHz bis 3,3 GHz deckt der SMV03 allewichtigen Frequenzbänder für die Kommunikation,WLAN- und ISM-Anwen-dungen* sowie für die EMV-Messtechnikab. Der Frequenzsynthese liegt einbewährtes DDS-Konzept zugrunde, dasquarzgenaue Frequenzeinstellungen miteiner Auflösung von 0,1 Hz ermöglicht.Mit der Option SML-B1 (ReferenzoszillatorOCXO) wird die Frequenzgenauigkeitallerhöchsten Ansprüchen gerecht. DemSynthesekonzept sind auch das hervorragendeEinseitenband-Phasenrauschenvon typisch –128 dBc (bei 1 GHz, Trägerabstand20 kHz, 1 Hz Messbandbreite),kurze Frequenzeinstellzeiten (typ.7 ms) und hohe Nebenwellenabstände(typ. –70 dBc bis 1,1 GHz) zu verdanken.* ISM-Anwendungen: Industrielle, wissenschaftlicheund medizinische Hochfrequenzanwendungen.24Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

AMIQIQSMV03MessobjektAuswertung/AnzeigeBILD 2 Signalgenerator SMV03 zusammen mit dem I/Q-Modulationsgenerator AMIQ: Anwendungsbeispielfür den BauteiletestAuch der HF-Pegel lässt keine Wünscheoffen. Er kann mit Hilfe einer elektronischenEichleitung, die völlig verschleißfreiarbeitet und eine Einstellzeitvon typisch 5 ms aufweist, zwischen–140 dBm und +13 dBm (+11 dBmunter 5 MHz) in 0,1-dB-Schritten variiertwerden. Im sogenannten „Overrange“stehen sogar +19 dBm zur Verfügung.Alles in allem entsprechen die HF-Eigenschaften denen des bewährtenanalog modulierbaren SignalgeneratorsSML03 [2].VektormodulationDer Vektormodulator des SMV03 verdanktseine hervoragenden Eigenschafteneinem patentierten integriertenSchaltkreis, der von Rohde&Schwarzentwickelt wurde. Die analogen I- undQ-Eingänge können mit beliebigen externenI/Q-Signalquellen, insbesondereaber mit dem ModulationsgeneratorAMIQ [3] angesteuert werden (BILD 2).Mit dem AMIQ und der dazugehörigenSoftware WinIQSIM ist es besonders einfach,praktisch alle denkbaren digitalmodulierten I/Q-Signale zu generieren.Die HF-Modulationsbandbreite desSMV03 beträgt bei HF-Frequenzen von500 MHz bis 3 GHz typisch 100 MHz(BILD 3), ein Wert, der bislang nur High-End-Generatoren vorbehalten war. HoheDatenraten, wie z.B. bei WLAN-Anwendungen,stellen damit kein Problemdar. Sollen Bauteile oder Komponentenfür WCDMA-Applikationen gemessenwerden, ist die Modulationabandbreitedes SMV03 bei weitem ausreichend.BILD 4 zeigt das Ausgangsspektrum desSMV03 bei 2,14 GHz, der Mittenfrequenzdes 3GPP-Downlink-Bandes 2,11 GHz bis2,17 GHz. Bei einem Offset von 5 MHzbeträgt der typische ACP-Wert des Generators–62 dBc. Der SMV03 wurde dabeimit Hilfe des AMIQ moduliert, wobei dasTest Model 1 verwendet wurde (64DPCH,Crest-Faktor 10,7 dB).Analoge ModulationenNeben der Vektormodulation bietet derSMV03 alle klassischen Modulationsarten,die generell in der SML-Familie vorhandensind. So kann auch der SMV03amplituden-, frequenz-, phasen- und mitOption SML-B3 auch pulsmodulierte HF-Signale erzeugen, so dass mit demPegel/dB–1–2–3–4–5–6BILD 3210Typischer I/Q-Modulations-Frequenzgang des SMV03 bei 1 GHz.Generator auch alle klassischen Empfängermessungendurchgeführt werdenkönnen. Der FM-Modulator ist auch fürextern eingespeiste Stereo-Multiplexsignalegeeignet. Zur Erzeugung sinusförmigerModulationssignale enthält derSMV03 einen NF-Generator mit einemFrequenzbereich von 0,1 Hz bis 1 MHz.Falls der optionale Pulsmodulator eingebautist, steht auch der zugehörige Pulsgeneratorzur Verfügung. AM, FM/ϕMund Pulsmodulation können simultanbetrieben werden. Das gleiche gilt fürVektormodulation, FM/ϕM und Pulsmodulation.Wie schon für die HF-Daten gilt auch fürdie analogen Modulationseigenschaftendes SMV03, dass sie denen des SML03entsprechen.0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Frequenz / MHz25Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

ALLGEMEINE MESSTECHNIKSignalgeneratorenMarker 1 [T1]Ref Lvl –24.93 dBm–10 dBm 2.13997300 GHz–10–20–30–40–50–60–70–80RBWVBWSWT130 kHz300 kHz2 sRF AttMixerUnit10 dB–20 dBmdBm1 [T1] –24.939dBm2.13997300 GHzCH PWR –4.888dBmACP Up –61.646dBACP Low–61.31 3dBALN1RMLow Cost of OwnershipNicht nur seine Vielseitigkeit und seingünstiger Anschaffungspreis, sondernauch die geringen Folgekosten machenden SMV03 zu einer äußerst attraktivenInvestition. Die niedrigen Folgekostenbasieren vor allem auf der hohen Zuverlässigkeitdes Signalgenerators, kurzenReparaturzeiten im Fehlerfall dank eineseingebauten Diagnosesystems und nichtzuletzt auch dem Kalibrierzyklus von dreiJahren.Wilhelm Kraemer–90–100–110C0C0c11c11cu1cu1Center 2.14 GHz 1.6384 MHz/ Span 16.384 MHzBILD 4 Typisches WCDMA-Ausgangssignal bei 2,14 GHz (Test Model 1,64DPCH, Crest-Factor 10,7 dB).Kurzdaten Signalgenerator SMV03FrequenzbereichAuflösungEinstellzeitHarmonischeSubharmonischeNebenwellenEinseitenband-PhasenrauschenPegelAuflösungVektormodulationStatischer VektorfehlerI/Q-Bandbreite (3 dB)TrägerrestAM (3-dB-Bandbreite)FM (3-dB-Bandbreite)ϕM (3-dB-Bandbreite)Pulsmodulation (Option SML-B3)Ein-/Aus-VerhältnisAnstiegs-/Abfall-ZeitNF-GeneratorPulsgenerator (Option SML-B3)Pulsperiode9 kHz...3,3 GHz0,1 Hz

EMV/FELDSTÄRKETestsystemeEMV-Mess-Software EMC32Umfassende EMI- und EMS-Messungen quasi auf KnopfdruckFoto 43632/2Die EMV-Mess-Software EMC32vereinigt EMI- und EMS-Messungen(Störaussendung und Störfestigkeit)unter einer intuitiven Bedienoberflächeund ist mit einer offenenSchnittstelle für das Weiterverarbeitenund Archivieren der Mess-Ergebnisse ausgestattet.Für Entwicklung, Konformitätsprüfungund SerienmessungenDie leistungsstarke EMV-Mess-SoftwareEMC32 für 32-bit-Windows®-Betriebssystemeist für das Steuern und Überwachenvon Rohde&Schwarz-EMV-Testsystemensowie für das komfortable Erfassenund Aufbereiten der anfallendenMessdaten konzipiert.Durch die flexible Konfigurierbarkeitlässt sich die EMC32 einfach an die Testvorschriftenfür viele Produktgruppenanpassen, z.B. aus den Bereichen Konsumgüter,Mobilfunk, Kfz-Technik oderan ISM-Geräte*. Die EMC32 erfüllt praktischalle Mess-Anforderungen für:◆ Entwicklungsbegleitende PrüfungenDurch die Möglichkeit, den Frequenzscansowohl automatisch ablaufen zulassen als ihn auch jederzeit unterbrechenund in den interaktiven Messmoduswechseln zu können, eignet sichdie EMC32 bestens für entwicklungsbegleitendeMessungen. Im interaktivenModus kann das Messobjektdetailliert bei den kritischen Frequenzenuntersucht werden, die vorherbeim automatischen Durchlauf ermitteltwurden.◆ KonformitätsprüfungenDurch vordefinierbare Testvorlagenund die Option zur automatischenMess objektüberwachung beiEMS-Messungen sind standardisierteMess-Abläufe realisierbar.◆ SerienprüfungenDie Mess-Ergebnisse mehrerer Testslassen sich in einer gemeinsamenGrafik zusammenfassen, so dassGeräte aus einer Serie miteinanderverglichen werden können.* ISM-Geräte: Industrielle, wissenschaftliche undmedizinische Hochfrequenzgeräte.27Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

For use in development, for compliance and batch testingFlexibleEfficientFuture-oriented◆ Modules for measuring electromagneticinterference (EMI) and electromentand system configuration ◆ Easily upgradeable◆ Graphical user interface for instru-◆ Modular program structuremagnetic susceptibility (EMS) ◆ Menu-guided, intuitive user promptingfor all test sequences◆ Reports generated as RTF 1) or◆ Data storage in text format◆ Support of measurements to civilstandards such as CISPR, IEC, ISO, (virtual instrument)HTML fileEN, ETSI, VDE, FCC and ANSI ◆ Product-oriented test selection ◆ 32-bit software for Windows98,◆ Manual and automatic EMI and EMS ◆ EUT-specific data managementNT4.0 and 2000measurements◆ Modular calibration concept1)◆ Can be combined with EMC test systemsand EMI test receivers/analyzers required– Minimal recalibration effortas of 2002from Rohde&Schwarz– Simplified test system certification◆ Assisted installation and configuration◆ Online helpEMV/FELDSTÄRKETestsystemeBILD 1 Die Software speichert alle Messungenin einer messobjektspezifischen Verzeichnisstruktur.Mess-Ergebnisse übersichtlichstrukturiertBesonders komfortabel ist das Archivierenund Weiterverarbeiten der Messdatenmit der EMC32: Alle Ergebnisse unddie zugehörigen Einstellungen für denTest eines Messobjekts werden in einermessobjektbezogenen Verzeichnisstrukturgespeichert, die dem Windows®-Explorer nachempfunden ist (BILD 1).Dies stellt zum einen sicher, dassalle notwendigen Einstellungen dokumentiertund damit die Tests jederzeitreproduzierbar sind, zum anderen, dassgespeicherte Tests per Mausklick wiederholtwerden können.Komfortable, intuitive BedienungDas intuitive Bedienkonzept der EMC32erlaubt einen schnellen Einstieg undvereinfacht die Bedienung: SelbsterklärendeIcons, klare Dialoge und kontextsensitiveMenüs über die rechte Maustastegeben eine übersichtliche Strukturvor.In der Mitte des Hauptfensters werdendie Ergebnisse in grafischer Form dargestellt(BILD 2). Um diese gruppierensich die Bedienelemente wie der Testkomponenten-Explorer,der einen schnellenZugriff auf die Mess-Ergebnisse inTabellenform und die Mess-Einstellungenzulässt. Weitere Elemente dienender Steuerung des Mess-Ablaufs, desEmpfängers bei EMI- oder Störgröße beiEMS-Messungen sowie des Zubehörs(Drehtisch, Antenne, Netznachbildung).Offene Schnittstelle fürMessdatenDer Reporteditor in der EMC32 hilft beimErstellen umfangreicher Reports (BILD 3),die zur elektronischen Weiterverarbeitungauch im HTML-Format ausgegebenwerden können. Damit die Messdatenfür die Übernahme in andere Applikationenzur Verfügung stehen, werden dieMess-Ergebnisse und -Einstellungen imASCII-Format gespeichert.Einfache KonfigurationBesonders beeindruckt die EMC32 durchihre einfache Installation und Konfiguration.So sind bis zur Durchführung desersten Tests nur drei Schritte notwendig:Installation durchführen, Konfigurationsassistentaufrufen und den neuen Teststarten.Der Konfigurationsassistent, ein Hilfsprogrammmit grafischer Darstellung, führtinteraktiv mit dem Anwender eineAnpassung der EMC32 an das Mess-System durch. Auch für das Nachbearbeitenoder manuelle Konfigurierenwird die Hardware-Zusammenstellunggrafisch angezeigt (BILD 4).EMS-MessungenDie EMC32 verfügt über vordefinierteKonfigurationen für die NormenEN61000-4-3/6 und ISO11452. Die effizienteMessparameterabfrage erlaubtzum Beispiel bei EN61000-4-3 mit nureiner Einstellung sowohl die Referenzkalibrierungals auch die Durchführung derMessungen.Für das Automatisieren der Messobjektüberwachungmuss lediglich ein generischerGerätetreiber an beliebige IEC-Bus- oder RS-232-C-Messgeräte adaptiertwerden. Weiterhin lässt sich auchein externes Messobjekt-Monitoring-Systemin die EMC32 einbinden und an denFrequenzablauf synchronisieren.Weitere Informationen und Datenblatt unterwww.emc32.rohde-schwarz.comEMC Measurement Software EMC32Datenblatt EMC3228Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

EMI-MessungenNeben den interaktiven Funktionen Scan,Sweep und Einzelmessung mit Frequenz-Zoombietet die EMC32 zahlreicheAuswertefunktionen, mit denen relevantePunkte in aufgenommenen Spektrengefunden oder auch Korrelationsalgorithmenfür Messzellen angewendetwerden können.Außerdem stehen automatisierteAbläufe zur Verfügung, die das Messender Störspannung mit Netznachbildungoder der elektrischen Störfeldstärke inMesszellen ermöglichen. Sie ermittelnund bewerten kritische Punkte aus demFrequenzspek trum und fassen die Ergebnissein einem Testreport zusammen.2Vielseitig modifizierbarDas modulare Kalibrier- und Gerätetreiber-Konzeptermöglicht einfache Systemerweiterungenoder Modifikationen.Die Systemsignalpfade können jederzeitdurch Anklicken des entsprechendenPfades in der Systemkonfiguration neukalibriert werden. So ist es z.B. wegendes modularen Aufbaus der Kalibrierungnicht notwendig, das komplette Systemneu zu kalibrieren, wenn nur das Antennenkabelausgetauscht wird. ZusätzlicheGeräte lassen sich jederzeit über Gerätetreiberin die Konfiguration einbinden.Die Software EMC32 ist entweder alsGesamtpaket oder jeweils als Einzelpaketfür EMI- und EMS-Messungenerhältlich. Das einheitliche Bedienkonzeptgewährleistet, dass man sich nachZukauf des zweiten Pakets sofort in denneuen Mess-Applikationen zurechtfindet.Robert Gratzl, Rolf Peterknecht3BILD 2BILD 3BILD 4Hauptfenster der EMC32 währendeiner laufenden EMI-Messung.Testreporteditor mit einem EMI-Test.Konfigurationsassistent für ein EMS-Testsystem.429Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

RUNDFUNKTECHNIKMess-SenderTV-Testsender SFLFünf Spezialisten für die Produktion:Testsignale für alle digitalen StandardsDer Wandel der TV-Übertragung vonanalog auf digital ist in vollem Gang:in den Breitbandkommunikationsnetzen,der Satellitenübertragung undauch bei der terrestrischen Abstrahlung.Die entsprechenden Empfängerund Settop-Boxen für den Konsumermarktwerden in hohenFoto 43772/1BILD 1 Trotz kleiner Abmessungen ein kompletter DVB-T-Mess-Sender, hier im Bild das DVB-T-Modell SFL-T.Stückzahlen produziert. Für den Testdieser Empfänger hatRohde&Schwarz die Familie TV-TestsenderSFL entwickelt. Die SFL vereinigenalle Eigenschaften, die vonmodernen Testsendern für die Produktionerwartet werden: weiter Frequenzbereich,umfangreiche Modula tionsmöglichkeiten,hohe Zuverlässigkeit– und dies alles zu einemattraktiven Preis.Alle digitalenModulations verfahrenDer SFL kann je nach Modell (BILD 1und 2) alle im Broadcast-Bereich anzutreffendendigitalen Modulationen imFrequenzbereich 5 MHz bis 1,1 GHz(Modell SFL-S bis 3,3 GHz) erzeugen.Bezüglich Frequenzgenauigkeit und spektralerReinheit steht der SFL den universellenTV-Mess-Sendern SFQ [1, 2, 3] vonRohde&Schwarz in nichts nach. Die Frequenzeinstellungerfolgt quarzgenau miteiner Auflösung von 0,1 Hz. Die sehrguten Werte für das Einseitenband-Phasenrauschenund den Nebenwellenabstandgarantiert die Direkte Digitale Frequenzsynthese(DDS), die sich nicht nurdurch ihr hervorragendes Rauschverhalten,sondern auch durch kurze Frequenzeinstellzeitenauszeichnet. Ein Umstand,den man besonders in der Fertigung zuschätzen weiß.Neue Wege wurden auch bei der I/Q-Modulation beschritten. Der SFL verwendetdie Technik der direkten Modulationdes Trägers bei dessen Endfrequenz.Dies ermöglicht ein integrierter Schaltkreis,der von Rohde&Schwarz entwickeltwurde.Im I/Q-Modulator werden die orthogonalenI- und Q-Komponenten des HF-Signalsmit den vom Coder kommendenAnalogsignalen I und Q in Amplitudeund Phase gesteuert. Aus der Additionbeider HF-Komponenten resultiert einin Amplitude und Phase entsprechendmoduliertes Ausgangssignal.30Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

Der I/Q-Modulator muss speziell fürhöherwertige Quadratur-AmplitudenundCOFDM-Modulationen hohen Anforderungengenügen. Im SFL sorgt deshalbeine interne Kalibrierung dafür,dass die I- und Q-Zweige stets gleichgroße Verstärkung haben, die Phasenlageimmer exakt 90° beträgt und dieTrägerunterdrückung maximale Werteerreicht.Flexible EingangsschnittstellenNormgerechte Verarbeitung derNutzdatenDer I/Q-Coder des TV-Mess-SendersSFL codiert den eingespeisten Transportstromnormgerecht für die Übertragungper Antenne, Satellit oder Kabelund bereitet ihn zu I- und Q-Signalenauf. Damit die zu übertragenden Datenströmeim Übertragungskanal optimalgeschützt sind, unterzieht sie der Codereiner Forward Error Correction (FER), diesich je nach Standard teilweise erheblichunterscheidet.Normalerweise findet zuerst die Sync-Erkennung statt, danach addiert einRandomizer dem Signal eine Zufalls-Bitfolge.Weitere Stufen innerhalb der FECsind der Reed-Solomon-Coder und derInterleaver. Für DVB-C werden die I- undQ-Signale per Mapping erzeugt. Bei denDer Eingang des SFL kann MPEG-Transportströme mit Paketlängen von188 Byte oder 204 Byte verarbeiten(Schaltungsprinzip BILD 3). Damit beinahezu beliebigen Eingangsdatenratenin jedem Fall eine normgerechteAusgangssymbolrate des Generatorsgewährleistet ist, bietet die Stuffing-Funktionalität im SPI (Synchronous ParallelInterface) und im ASI (AsynchronousSerial Interface) die Möglichkeit, die Ausgangs-unabhängig von der Eingangs-Symbolrate einzustellen. Ein Synthesizererzeugt die exakte Symbolrate, auchwenn kein Transportstromsignal am Eingangvorhanden ist. Dadurch könnenbeliebige Symbolraten erzeugt werden,ohne dass man sich um die Datenrateam Eingang kümmern muss. FolgendeEingangsschnittstellen stehen zur Verfügung:◆ Synchrone parallele Schnittstelle(TS-Parallel oder SPI)◆ Asynchrone serielle Schnittstelle (ASI)mit bis zu 270 Mbit/s◆ Extern getaktete asynchrone serielleSchnittstelle (ASI ext. Clock)◆ Extern getaktete parallele Schnittstelle(SPI ext. Clock)◆ SMPTE-310-Schnittstelle für ATSC(wahlweise mit ext. Clock)Modell Testsignale für Standard ModulationsverfahrenSFL-TSFL-VTerrestrischeÜbertragungTerrestrischeÜbertragungDVB-TATSC/8VSBSFL-J Kabelübertragung ITU-T J.83/BSFL-C Kabelübertragung DVB-C, J.83/A/CSFL-S Satellitenübertragung DVB-S (DSNG)COFDM (Coded Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)8VSB (8 Level Trellis CodedVestigal Sideband)64/256QAM16/32/64/128/256 QAMQPSK, 8PSK, 16QAMBILD 2 Optimiert für den jeweiligen Anwendungsfall stehen fünf Modelle zur Verfügung. Natürlichkann der I/Q-Modulator des SFL mit Hilfe eines extern eingespeisten I/Q-Signals auch beliebigeandere digitale Standards generieren.Foto 43777Anstelle von außen eingespeisten Transportströmenkönnen auch interne Datenquellenaktiviert werden, z.B. PRBS-Sequenzen für Bitfehlerratenmessungenan Empfängern.31Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

RUNDFUNKTECHNIKMess-Sender10 MHzTS parallelSPIExternesI/Q-SignalSynthesizer,ProzessorRS-232-CIEC 625/IEEE 488ASISMPTEEinstellungderTS-DatenrateI/Q-Coder(nur einer)I/Q-ModulatorElektronischeEichleitung5 MHz…1,1 GHz(3,3 GHz)DVB-T ATSC/8VSB ITU-T J.83/BDVB-CJ.83/A/CDVB-SDSNGBILD 3Prinzipieller Aufbau der TV-Testsender SFL.anderen Verfahren folgt ein ConvolutionalEncoder mit anschließender Punktierungbzw. der Trellis-Encoder.Für DVB-S und 8VSB/J.83/B folgtdanach das Mapping. Zusätzlich werdenbeim amerikanischen Kabelstandard [1]vor dem Trellis-Encoder noch Trailer-Symbole eingefügt bzw. beim amerikanischenterrestrischen Standard [2]nach dem Trellis-Encoder ein sogenannterFieldsync eingefügt. Beide sorgen füreine verbesserte Synchronisation beimEmpfang.Beim terrestrischen System DVB-T [3]folgt ein zusätzlicher Interleaver, danachdas Mapping, die Frame-Bildung und dieOFDM-Modulation. Dabei werden übereine inverse Fouriertransformation 1705bzw. 6817 Träger erzeugt.Allen Codern gemeinsam ist die anschließendeFIR-Filterung (Finit ImpulseResponse) der I- und Q-Signale, bevor sieim Modulator weiterverarbeitet werden.Pegeleinstellung elektronischDer harte Alltag in der Produktion stelltbesondere Anforderungen an die Eichleitungim Ausgang eines Mess-Senders.Hier sind Präzision und Schnelligkeit, vorallem aber auch höchste Zuverlässigkeitgefordert.Deshalb sind die TV-Testsender mit einerelektronischen Eichleitung ausgestattet.Diese verkraftet beliebig viele Pegeleinstellvorgängeohne jeden Verschleißund erlaubt sehr kurze Einstellzeiten. Diepräzise Frequenzgangkorrektur garantierthöchste Pegelgenauigkeit, diedenen traditioneller Mess-Sender mitmechanischen Eichleitungen in keinsterWeise nachsteht.Da eine elektronische Eichleitung ebensowenigwie eine mechanische unterbrechungsfreischaltet, verfügt auch derSFL, wie Mess-Sender mit mechanischerEichleitung, über die Betriebsart „UnterbrechungsfreiePegeleinstellung“. Mitderen Hilfe kann der Pegel über einenBereich von 20 dB, ausgehend voneinem frei wählbaren Startwert zwischen0 dBm und –140 dBm, abgesenktwerden. Damit ist der SFL hervorragendfür Empfindlichkeitsmessungen geeignet.Realitätsnahe TestmöglichkeitenNormgerechte Signale sind hilfreich fürGO/NOGO-Tests, sie bilden jedoch realeÜbertragungsverhältnisse meist nichthinreichend genau nach. Der SFL kanndie in der Praxis auftretenden Fehlersimulieren und schafft damit die Voraussetzungfür das Ermitteln der Grenzender Testobjekte bzw. deren Verhalten beiihrer Leistungsgrenze. Für solche Testsbietet der SFL beste Voraussetzungen:◆ Das Erzeugen des Ausgangssignalsdurch I/Q-Modulation erlaubt einen Seitenbandwechsel(Kehrlage ZF zu HF)◆ Restträger, I/Q-Phase und I/Q-Imbalancesind auch abweichend vom Optimalwerteinstellbar32Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

Digital signals for use in production◆ Various optimized models:◆ Standard-conformant DVB and DTV ◆ For use in production environments:– SFL-T for DVB-T standardsignals– Wear-free electronic attenuator– SFL-V for ATSC/8VSB standard ◆ Wide output frequency range from – Fast setting times– SFL-J for ITU-T J.83/B standard5 MHz to 1100 MHz◆ Flexible input interfaces◆ Antenna DVB-T◆ Large output level range for broadcast – SPI– 2k and 8k COFDMand receiver measurements– ASI◆ Operating parameters variable in a– 6 MHz, 7 MHz and 8 MHz– SMPTE310wide range– QPSK, 16QAM, 64QAM◆ I/Q input for external signals◆ Internal test signals◆ Antenna ATSC◆ Sweep mode for frequency and level◆ Special signals and error signals for– 8VSB◆ User-defined correction tableslimit testing and troubleshooting◆ Cable ITU-T J.83/B– 64QAM, 256QAM– Data interleaver level 1 and level 2die hohe HF-Dichtigkeit seines Gehäuses,was besonders für Messungen an hochempfindlichenEmpfängern wichtig ist.FazitBILD 4 Übersichtlich wie bei allen Messgeräten von Rohde&Schwarz: Die Menüs für die Bedienungdes TV-Testsenders.◆ Mit Hilfe der hochpräzisen, digitalenRauschquelle SFL-N (Option) könnenBit-Error-Ratio(BER)-Kennkurven vonEmpfängern aufgenommen und damitQualitätsklassifizierungen durchgeführtwerden◆ Alle wichtigen Abschnitte der FECsind abschaltbar. Dies ist notwendigfür die Entwicklung von Empfängernund Decoder-Chips. Im Service erleichtertes die Fehlersuche◆ Das eingespeiste Datensignal kannan verschiedenen Stellen des Encodersdurch intern erzeugte Testsignaleersetzt werden. Zur Verfügungstehen• NULL-TS-Packets• NULL-PRBS-Packets (2 15 –1 oder2 23 –1)• PRBS vor/nach dem Convolutional-/Trellis-Encoder• PRBS vor Mapper zur einfachenBER-Messung in EmpfängernDer Ausgangsfrequenzbereich der SFL-Modelle ermöglicht Tests, die weit überdie in den Normen festgelegten Frequenzbereichehinausgehen. Der großeAusgangspegelbereich erlaubt Messungenan empfindlichen Empfängerbaugruppen,stellt aber auch hohe Pegel fürÜbertragungsmessungen zur Verfügung.Kurzdaten SFLFrequenzbereichPegelbereichDateneingängeOptionenFernsteuerungUm eine verlässliche Aussage überdie Qualität von Bauteilen oder Baugruppenmachen zu können, ist eine hoheGenauig keit des Ausgangspegels nötig.Durch die eng tolerierte Abweichungsowie eine hohe Reproduzierbarkeit desPegels erfüllt der SFL diese Anforderungenbestens. Die konkurrenzlos kurzenEinstellzeiten für Frequenz und Pegelerlauben kurze Testzeiten und machenden SFL zum optimalen Testsender fürdie Produktion.Für den Fall, dass doch einmal ein Fehlerauftritt, hilft das eingebaute Diagnosesystem,die Reparaturzeiten drastisch zuverkürzen. So sind es nicht nur die günstigenAnschaffungskosten, sondern auchdie niedrigen Folgekosten, die den SFLzu einer lohnenden Investition machen.Das sehr gut strukturierte Menüsystem(BILD 4) gewährleistet die komfortableBedienung des Geräts. KomplexereAbläufe arbeitet der SFL auf Knopfdruckautomatisch über die integrierte Listenfunktionab.In der Produktion herrschen oft beengtePlatzverhältnisse, hier besticht der SFLdurch geringe Abmessungen. Die sorgfältigemechanische Konstruktion sorgt für5 MHz…1,1 GHz (SFL-S: 3,3 GHz)–140 dBm…0 dBmTS-Parallel (LVDS), SPI, ASI, SMPTE310Digitaler Rauschgenerator SFL-NIEC 625 (IEEE 488) und RS-232-CWie schon die bereits erfolgreich in denMarkt eingeführten Modelle SFQ verfügtauch der SFL über deren bewährteEigenschaften: benutzerfreundlicheBedienung, automatische Hinweise aufnicht normgerechte Einstellungen oderBetriebszustände, Statusmenü, Online-Hilfe, IEC-Bus- und RS-232-C-Schnittstellesowie Firmware-Update über PC.Als Alternative zur universellen GerätefamilieSFQ bietet der SFL Single-Standard-Funktionalität,die speziell für dieProduktion optimiert wurde. Er ist damiteine preisgünstige und zukunftssichereInvestition.Albert DietlWeitere Informationen und Datenblatt unterwww.rohde-schwarz.com(Suchbegriff SFL)TV Test Transmitter SFLDatenblatt SFLLITERATUR[1] SFQ – Normgerechte Signale nach demdigitalen Kabelstandard ITU-T J.83/B.Neues von Rohde&Schwarz (2001)Nr. 170, S. 34–36.[2] „SFQ goes North America“ – mit digitalemTV-Standard ATSC. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr. 166, S. 13–15.[3] SFQ, Modell 20 – Fernsehen überAntenne: Vitalisierung durch Digitalisierung.Neues von Rohde&Schwarz (1999)Nr. 161, S. 4–6.33Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

RUNDFUNKTECHNIKMess-EmpfängerTV-Mess-Empfänger EFADigitale Multistandard-Plattform fürdie Analyse QAM-modulierter SignaleNeben den terrestrischen digitalenFernsehnetzen und dem bereits etabliertenStandard DVB-S ist das digitaleKabelfernsehen für viele Konsumenteneine Alternative für die Auswahlder TV-Programme. Diese Technologieermöglicht einen Rückkanal 1) innerhalbder gleichen physikalischenEbene (Koaxial kabel), wodurch dieTeilnehmer Informa tionen zur Kabelkopfstationzurücksenden können, z.B.für Internetzugriff, Video on Demand,usw. Die Barriere zwischen Einrichtungenfür die Datenkommunikationund Fernsehnetzen war noch nie soniedrig wie heute. Dementsprechendsteigt der Bedarf an Messgeräten, dieinnerhalb kürzester Zeit eine VielzahlBILD 1 Die neuen Mess-Empfänger sind derzeit weltweit die Einzigen, die Signale in Echtzeitund auch parallel demodulieren, analysieren und überwachen können: optimale Lösungen z.B. fürKabelkopfstationen.von Messungen durchführen können.Die neuen Mess-Empfänger EFA sindbestens dafür gerüstet.Digitale Multistandard-Plattformhöchster FlexibilitätDie neuen digitalen TV-Mess-EmpfängerEFA decken sowohl den DVB-C-Standard2) (Modell 60 und 63) als auch dendigitalen US-Kabelfernsehstandard ITU-TJ.83/B ab (Modell 70 und 73). Dabeilösen die Modelle 60 und 63 die bewährtenVarianten 20 und 23 ab. BILD 2 zeigteinen Vergleich der beiden Gerätegenerationen,BILD 3 eine Gegenüberstellungder Kabelstandards.Die neue Generation zeichnet sichdurch hohe Flexibilität aus: Vorhandene34Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

analoge TV-Demodulatoren können mitModulen aus dieser neuen digitalenMultistandard-Plattform zu analogendigitalenKombigeräten aufgerüstetwerden. Darüber hinaus können alledigitalen Demodulationsstandards innerhalbder gleichen Hardware implementiertwerden 3) . Schließlich lässt sichmit der Option MPEG2-Analysator /-Decoder (EFA-B4) ein komplettes Messwerkzeugrealisieren, das alle Funktionenvon der Frequenzbereichsanalysebis hin zur MPEG2-Basisband-Protokollüberwachungabdeckt.GleichzeitigeDemodulation/AnalyseBerechnung der BERKonstellationsdiagrammSpektrum-MessungenBerechnung desÜbertragungskanalsImpuls-AntwortCrest-FaktorEye MonitoringHistoryEFA 20/23 EFA 60/63✕BER vor Reed Solomon,keine Berechnung im Hintergrund✓✕Amplitude und PhaseFrequenzgangKanalimpulsantwort✕✕✕✓✓BER vor/nach Reed Solomon✓einschl. Histogramme für I und Q✓einschl. SchulterabstandsmessungAmplitude, Phase und PolardiagrammFrequenzgangKanalimpulsantwortNumerische Werte / Zoom / in µs bis km✓Amplitudenverteilung, CCDF✓✓Signale in Echtzeit parallelbearbeitenQAM-ParameterRauschgenerator✓✓✓✓Die neuen Mess-Empfänger EFA sindweltweit die ersten Messgeräte, dieSignale in Echtzeit und auch paralleldemodulieren, analysieren und überwachen.Ihre Fähigkeit, mit Mehrkanalbelegungumgehen zu können – imModus High Adjacent Channel selbstmit Nachbarkanälen hohen Pegels –sowie die Spektrummessung und dieHistory-Funktion machen sie zu einzigartigenMess lösungen für Kabelkopfstationen(BILD 1). Die hohe Genauigkeit,die Reproduzierbarkeit der Messungenund die Messgeschwindigkeit eröffnendiesen EFA-Modellen darüber hinausden Anwendungsbereich in der Produktionvon QAM-Modulatoren. Dank desqualitativ hochwertigen Empfangsteilsund dem großen Dynamikbereich beiMessung der Modulation Error Ratio(MER) – die garantiert bis über 42 dBgemessen werden kann – sind dieneuen EFA-Modelle die Referenzdemodulatorenin Forschung und Entwicklung.BILD 2 Die wichtigsten Merkmale der EFA-Modelle 20/23 und der neuen Modelle 60/63 imVergleich (grün: vorhanden, gelb: eingeschränkt; orange: nicht möglich).BILD 3Die verschiedenen Kabelstandards im Vergleich.ModusQAM-Konstellation,SymbollängeKanalabstandRoll-off-FilterSymbolrateTransportstrom-BitrateKanal-Codierung FEC64QAM6 bit pro Symbol,je 3 für I und Q6 MHzWurzel-Cosinus0,185,056941 Msymb/s26,970352 Mbit/sConcatenated codingRS (128, 122)J.83/B256QAM8 bit pro Symbol,je 4 für I und Q6 MHzWurzel-Cosinus0,125,360537 Msymb/s38,810701 Mbit/sConcatenated codingRS (128, 122)DVB-CJ.83/A/C16, 32, 64, 128,256 QAM4 bis 8 bit/Symbolje 2 bis 4 bit für I und Q8 MHz (J.83/A)6 MHz (J.83/C)0,15 (J.83/A)0,13 (J.83/C)einstellbar(bis zu 7 Msymb/s)einstellbar(bis zu 56 Msymb/s)RS (204, 188)1) Siehe auch Euro DOCSIS / DVB RCC ES200800Standards.2) Digital Video Broadcast over Cable –EN300429.3) Außer DVB-T-Demodulation.Berechnung der TS-Bitrate (J.83/B):TS-Bitrate (64QAM) = 5,056941 Msymb/s ·TS-Bitrate (256QAM) = 5,360537 Msymb/s ·6 bit·Symb8 bit·Symb14·1519·2060 · 128 · 7 bit60 · 128 · 7 bit + 42 bit88 · 128 · 7 bit88 · 128 · 7 bit + 40 bit··122128122128= 26,970352 Mbit/s= 38,810701 Mbit/s35Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

RUNDFUNKTECHNIKMess-EmpfängerBILD 4Konstellationsdiagrammbei256QAM: Das Gerätweist auch in dieserschwierigenBetriebsart hoheLeistungsreservenauf; dargestellt sind10000 I/Q-Messwerte.BILD 5History-Darstellungbeim Ausfall einesKabelkanalverstärkers.Deutlich istder Pegelverlust zusehen, der eineVerschlechterungdes Modulationsfehlers(MER) unddamit auch des Übertragungsfehlers(imBild am unterenRand durch D.ERRdargestellt) zur Folgehat.BILD 6Mit der integriertenFunktion Spektrumanalysekann derSchulterabstand desQAM-Signals vollautomatischentsprechendden Vorschriftenin der ETR 290gemessen werden.Empfangsteile für jede AufgabeDas modulare Plattformkonzept der FamilieEFA enthält für jede Aufgabe dasgeeignete Empfangsteil. Drei Versionensind verfügbar:◆ Das Standard-Empfangsteil ist optimalfür Vor-Ort-Messungen, also dort,wo Selektivität erforderlich ist◆ Das nichtselektive High-End-Empfangsteilbesteht aus einem breitbandigenHF-Downconverter, der obligatorischist für die Durchführung qualitativhochwertiger Messungen direktam Sender- oder am Modulatorausgangund dort, wo keine anderen Signaledie Demodulation stören können◆ Das selektive High-End-Empfangsteilbesteht aus dem nichtselektiven High-End-Empfangsteil und einem HF-Preselektorund erlaubt die Durchführungsehr genauer Messungen, selbst dann,wenn hohe Empfindlichkeit gefordert istHohe Leistungsreserven für256QAMIn modernen Kabelanlagen werden zahlreicheKanäle zur Informationsübermittlunggenutzt, in manchen sind über100 Kanäle realisiert (Analog-TV, 64QAM,256QAM sowie Hörfunk). Um unter allenUmständen einwandfreie Messungen indiesen Kanälen sicherzustellen, ist imMessempfänger eine hohe Leistungsreservedes Empfangszweiges hinsichtlichIntermodulation und Eigenrauschennotwendig. Darüber hinaus müssen imDigitalteil des Empfängers die Signalenach genau spezifizierten Filterfunktionengeformt werden (Roll-off-Filter).Die neuen QAM-Mess-Empfänger EFAerfüllen diese Forderungen bestens, insbesonderebei digitaler Modulation höhererOrdnungen (z.B. 256QAM) präsentierensie sich mit Eigenschaften, welchedie Grenze des derzeit technisch machbarenbei Echtzeitanalysatoren darstellen(BILD 4).Neues von Rohde&Schwarz36Heft 172 (2001/III)

Comprehensive analysis/demodulation/monitoring of digital and analog TV signals◆ Standard test receiver◆ High-end test receiver◆ High-end demodulator◆ Multistandard digital and analogplatform for terrestrial and CATVapplications◆ Application areas: production,monitoring, coverage, service,research and development◆ Comprehensive measurement andmonitoring functions◆ Modular design — easy retrofitting ofoptions◆ MPEG2 analyzer/decoder option◆ IEC/IEEE-bus and RS232 interface◆ Simple, user-friendly operation◆ Standard test receiver◆ High-end test receiverComprehensive analysis/demodulation/monitoring of digital and analog TV signals◆ High-end demodulator◆ Multistandard digital and analogplatform for terrestrial and CATVapplications◆ Application areas: production,monitoring, coverage, service,research and development◆ Comprehensive measurementand monitoring functions◆ Modular design — easy retrofittingof options◆ SDTV MPEG2 analyzer/decoder option◆ IEC/IEEE-bus and RS-232-C interface◆ Simple, user-friendly operationGleichzeitiges Verarbeiten derwichtigsten SchlüsselparameterDie wichtigsten Parameter eines digitalmodulierten Signals wie Pegel, ModulationsfehlerMER, Vektorfehler EVM,Bitfehlerverhältnis BER, Synchronisationund Übertragungsfehler erfasst undspeichert der Mess-Empfänger gleichzeitig.Sie werden unabhängig von eineraktuell laufenden Einzelmessung ständigim Hintergrund überwacht und könnenmit der History-Funktion auf Wunsch grafischüber der Zeit oder numerisch ausgegebenwerden (BILD 5).Parallel zur History-Funktion werden allegenannten Parameter auch noch mit programmierbarenGrenzwerten verglichen.Bei Grenzwertüberschreitungen erfolgtein Eintrag in das Alarm-Register mitDatum und Uhrzeit. Eine Zusammenfassungder Alarmwerte lässt wertvolleRückschlüsse zu auf die Verfügbarkeitdes übertragenen Signals.tern (Pegel, Modulationsfehler MER,Vektorfehler EVM, BitfehlerverhältnisBER, Synchronisation und Übertragungsfehler)in der History-Funktionmit Langzeit-Monitoring (Trendanalyse,bis zu 1000 Tage)◆ QAM Parameters Numerische Darstellungder Resultate aus der mathematisch-statistischenAuswertung derI/Q-Konstellationsdaten: ModulationsfehlerMER, Vektorfehler EVM,Signal/Rausch-Abstand SNR, Phasen-Jitter, I/Q-Amplituden-Imbalance, I/Q-Quadraturfehler und Trägerunterdrückung.In allen Messmenüs ist der integrierteRauschgenerator zuschaltbar. So lassensich auf einfache Weise wichtige Rückschlüsseauf das Verhalten des Übertragungssystemstreffen, wenn zusätzlichweißes Rauschen eingespeist wird.Yann Auffret, Christoph BalzWeitere Informationen und Datenblätterunter www.rohde-schwarz.com(Suchbegriff EFA)DVB-C Test Receiver EFA, Models 60/63B/G Analog TV Test Receiver EFA, Models 12/33D/K or I Analog TV Test Receiver EFA, Models 78/89ATSC/8VSB Test Receiver EFA, Models 50/53ITU-T J.83/B Test Receiver EFA, Models 70/73M/N Analog TV Test Receiver EFA, Models 90/93Verschiedene Datenblätter zur Familie EFAstehen zum Download bereit.LITERATUR◆ TV-Mess-Empfänger EFA: Das Präzisionsmessgerätauch für die Analyse beliebigerQAM-Signale. Neues von Rohde&Schwarz(1999) Nr. 164, S. 22–23.◆ ATSC-Mess-Empfänger EFA: Alle Messfunktionenfür den nordamerikanischendigitalen TV-Standard. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr. 167, S. 11–13.◆ Ermittlung der CCDF – Zwei Messmethodenim Vergleich (in diesem Heft Seite52–53)Bedienung gewohnt komfortabelDie Bedienstruktur der neuen QAM-Mess-Empfänger ist einfach und logisch.Neben den grundlegenden MessungenPegel, Bitfehlerverhältnis, Offsets, Synchronisation,etc., ist das Messmenü invier Gruppen gegliedert:◆ Constellation Diagram Darstellungdes Konstellationsdiagramms sowieder Häufigkeits-Verteilungsfunktionen(Histogramme I und Q)◆ Frequency Domain Alle Messungenim Frequenzbereich wie z.B. dieSpektrumdarstellung (BILD 6), Amplitude,Phase und Gruppenlaufzeitinnerhalb des Übertragungskanals◆ Time Domain Alle Messungen imZeitbereich wie z.B. die Echo Pattern(Kanalimpulsantwort), Amplitudenverteilungund CCDF, das Eye Monitoringin Abhängigkeit von der Zeit sowiedie grafische und numerischeÜberwachung von Schlüsselparame-Kurzdaten Mess-Empfänger EFA Modelle 60/63/70/73Übertragungsstandards DVB-C, ITU-T J.83/A/C entsprechend EN300429 (Modelle 60/63);ITU-T J.83/B (Modelle 70/73)Frequenzbereich 48 MHz…862 MHz (Modelle 60/70);45 MHz…1000 MHz (Modelle 63/73);5 MHz…1000 MHz (Modelle 63/73 mit Option EFA-B3)Eingangspegelbereich (64QAM) –74 dBm…+20 dBm (Modelle 60/70);–50 dBm…+20 dBm (Modelle 63/73);–74 dBm…+20 dBm (Modelle 63/73 mit Option EFA-B3)Bandbreiten (SAW-Filter)2/6/7/8 MHzModulation4-, 16-, 32-, 64-, 128- und 256QAMBER-Auswertungenvor und nach dem Reed-Solomon-DecoderMessfunktionenPegel, Frequenzoffset, Symbolratenoffset, MPEG2-TS-Bitrate, BER(Bit Error Ratio) vor und nach Reed-Solomon-Decoder, Trägerunterdrückung,Quadraturfehler, Amplituden-Imbalance, Phasenjitter,EVM (Error Vector Magnitude), MER (Modulation Error Ratio), SNR(Signal/Noise Ratio), Schulterabstand (nach ETR 290), Crest-FaktorGrafikenKonstellationsdiagramm, Histogramm I oder Q, Spektrum, Amplitudenfrequenzgang,Phasenfrequenzgang, Gruppenlaufzeitfrequenzgang,Polardiagramm, Echo Pattern (Kanalimpulsantwort), Amplitudenverteilung(RF), CCDF (RF), Eye Monitoring, HistoryAusgangssignaleMPEG-TS: ASI (BNC), SPI (LVDS)OptionenMPEG2-Messdecoder (EFA-B4), HF-Vorselektion (EFA-B3)37Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

RUNDFUNKTECHNIKSendernetzüberwachung(n+1)-Reservesysteme für TV-SenderMit Ablöseautomatik immer „On Air“Für Netzbetreiber ist die nahezu100-prozentige Verfügbarkeit derProgramme „On Air“ von zentralerBedeutung. Das gilt für öffentlicheRundfunkanstalten, die einen gesetzlichenAuftrag zu erfüllen haben,ebenso wie für kommerzielle Dienstleisteroder Programmanbieter miteigenem Netz, die andernfalls mitempfindlichen Verzugsstrafen bzw.Foto 43703BILD 1„Schaltzentrale“ in den (n+1)-Reservesystemen ist das Bediengerät GB700 (Einschub rechts).massiven Einbußen bei den Werbeeinnahmenzu rechnen haben.Besonders kritisch ist dies beim digitalenFernsehen, bei dem eine Sendeanlagemehrere Programme überträgt.Moderne (n+1)-Reservesysteme vonRohde&Schwarz sind günstig realisierbarund sichern eine hohe Verfügbarkeitder Programme.Wie die Verfügbarkeit von DAB-Sendernetzen erhöht werden kann,zeigt der Beitrag auf Seite 42.Das Ziel: immer „On Air“Um eine möglichst große Programmverfügbarkeitzu gewährleisten, wurdenim Lauf der Zeit verschiedene Reservesystemeentwickelt, bei denen kritischeKomponenten oder ganze Anlagenredundant aufgebaut sind. Die in deranalogen Übertragungstechnik bewährtenReservesysteme wie passive Vorstufen-oder aktive Endstufenreservekönnen in vielen Fällen die Wünscheund Anforderungen der heutigen Netzbetreiberin Bezug auf Sicherheit undKosten nur noch bedingt erfüllen.Besonders wenn mehrere Programmevon einem Standort ausgestrahlt werden,sind (n+1)-Reservesysteme eine nahezuideale Lösung. Eine solche vollständigeReserveanlage mit dem Vorteil der entsprechendbesseren Programmverfügbarkeitlässt sich mit den neuen Sendergenerationenvon Rohde&Schwarz vergleichsweisegünstig realisieren.Dies ist gegenüber der passiven Senderreserveauch dann eine interessanteOption, wenn erst in Zukunft weitereKanäle hinzukommen sollen.Das (n+1)-Reservesystem schaltet dasProgramm vom defekten Sender um aufden Reservesender. Dabei wird nichtnur der HF-Schalter, sondern auch dasSendereingangssignal umgeschaltet undder Reservesender auf die kanalspezifischenParameter wie Frequenz und Entzerrungeingestellt. BILD 2 zeigt dasPrinzip einer (n+1)-Reserveschaltung mitDVB-Sendern.Die Möglichkeit zur Priorisierung inder Ablöseschaltung gewährleistet, dassdem Programm mit der höchsten Prioritätimmer ein Reservesender zur Verfügungsteht.38Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

Liquid-cooled transmitters for analog and digital TV (DVB-T or ATSC)◆ Frequency range◆ Liquid-cooled◆ All standby concepts possible (single170 MHz to 250 MHz◆ High redundancytransmitter, active or passive outputstagestandby, exciter standby)◆ MOSFET technology for◆ Highly compact for minimumpower amplifiersspace requirements◆ Digital precorrection◆ Cost-effective installationAir-cooled transmitters for analog and digital TV (DVB-T or ATSC)◆ 250 W to 2 kW output power for ◆ Ambient-air or forced-air cooling ◆ Optional second exciter for passiveanalog TV◆ High redundancystandby con guration◆ 100 W to 800 W output power for ◆ Highly service-friendly due to modular ◆ Exciter, amplifier technology andDVB-Tdesign and plug-instransmitter control unit identical to◆ 125 W to 1000 W output power for ◆ Digital exciterliquid-cooled TransmittersATSC◆ Integrated OFDM coder or 8VSBNH/NV7000◆ Compact standardizedcoder (with NV7001)19“ rack with integrated fans ◆ Advanced LDMOS technology forpower ampli ers◆ Frequency range470 MHz to 860 MHz◆ Advanced LDMOS technology forpower amplifiers◆ Digital precorrectionLiquid-cooled transmitters for analog and digital TV (DVB-T or ATSC)◆ Liquid-cooled◆ High redundancy◆ Highly compact for minimumspace requirements◆ Cost-effective installation◆ All standby concepts possible (singletransmitter, active or passive outputstagestandby, exciter standby)LDMOS = Lateral Diffused Metal Oxide SiliconÜber das Bediengerät GB700alles im Griff„Schaltzentrale“ in diesen (n+1)-Reservesystemenist das Bediengerät GB700(BILD 1), das speziell für die neuestenanalogen und digitalen SendergenerationenNx700x [1, 2] sowie für dieDAB-Senderfamilie NA/NL6000 entwickeltwurde. Die Konzeption des Gerätsorientiert sich am Monitoring- und Steuerungskonzeptdieser Sender und fügtsich funktionell und konstruktiv perfektin diese Senderreihe ein.Die gesamte Datenkommunikation zwischenden einzelnen Systemkomponenten,dem Bediengerät, den Sendernund den Antennenschaltern, läuft überzwei Datenbusse. Am seriellen Datenbus(RS-485), der sich durch extreme Robustheitgegen HF-Störungen auszeichnet,fungiert das Bediengerät als Master. DieSender antworten als Slaves auf diezyklischen Abfragen (Polling) des Bediengeräts.In den abgefragten Statusdatensind nicht nur die Kriterien für die Ablösungenthalten (Senderfehler), sondernauch Warnungen, Ort, Fernzustand, Meldungenwie „HF vorhanden“ usw. Derzweite Bus ist ein paralleler Bus, überBILD 2 Beispiel für die (n+1)-Reserveschaltungmit DVB-Sendern.den die Schaltbefehle zu und die Schaltpositionenvon den Antennenschalterngemeldet werden. Das Auswerten allerSchalterpositionen erledigt eine programmierteLogik in der Anlagensteuerung.Über das Bediengerät werden die Programmsender(Sender auf Antenne) undder Reservesender (Sender auf Kunstantenne)bedient. Welcher Sender mit derKunstantenne verbunden ist, ist beliebigeinstellbar, es kann jedoch nur jeweilseiner sein.Das Bediengerät GB700 basiert aufder bereits in der Sendersteuerung derSender NX7000 verwendeten Prozessorplatine.Netzteil, Motherboard undBedien platte sind konstruktiv auf dieSender-Hardware abgestimmt. Eine Integrationist ohne zusätzlichen Aufwand inden bereits vorhandenen Vorstufenrahmenmöglich – ein Beweis für die Flexibilitätdieser neuen Lösung.Vorteile der (n+1)-Reservesystemevon Rohde&SchwarzFlexibler AusbauBis zu sechs DVB- oder DAB-Senderbzw. vier analoge TV-Sender können ineinem (n+1)-Reservesystem zusammengefasstwerden. Wegen der offenen Busstrukturlassen sich auch nachträglicheErweiterungen sehr einfach vornehmen.über die zeitgemäßen Netzwerkmöglichkeiteneines Web-Servers bzw. SNMP-Agenten.Das Bediengerät GB700 bietet alsoviel mehr als nur eine einfache (n+1)-Umschaltautomatik und ist eine hervorragendeErgänzung für das neue Senderprogrammvon Rohde&Schwarz.Johannes LeitenstorferWeitere Informationen und Datenblätter zuden Sendern unterwww.rohde-schwarz.com(Suchbegriffe NH7000/7001 bzw.NV7000/7001)yUHF Transmitter Family NH/NV 7001Datenblätter NA/NL6000 und NH/NV7001y1 2 n RASI-KreuzschienenschalterProgramm 1 Programm 2 Programm nZentrale FernschnittstelleWie bei den oben aufgeführten TVundDVB-Sendern sind beim BediengerätGB700 die folgenden Fernschnittstellennutzbar:◆ Serielle Schnittstellen RS-232-C undRS-485◆ Parallele Fernschnittstelle◆ NetLink-Interface [3]Von besonderer Bedeutung ist dabei,dass die gesamte (n+1)-Reserveanlageüber eine einzelne Schnittstelle fernüberwachtwerden kann, mit NetLink sogarDatenblätter NM/NW7000 und NH/NV7000LITERATUR[1] UHF-Senderfamilie NV/NH7000 – FlüssigkeitsgekühlteTV-Sender für das digitaleterrestrische Fernsehen. Neues vonRohde&Schwarz (1999) Nr. 165, S. 11–13.[2] UHF-Sender NV/NH7001 – Mittelleistungssender für digitales undanaloges terrestrisches Fernsehen. Neuesvon Rohde&Schwarz (2001) Nr. 171,S. 39–41.[3] NetLink: Fernbedienung und Überwachungvon Sendern über das Internet.Neues von Rohde&Schwarz (2001)Nr. 170, S. 27–29.39Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

RUNDFUNKTECHNIKFernsehsenderSteuersender SV700Digitaler TV-Standard ATSCfür die Senderfamilie Nx700xMit Einführung der TV-SenderfamilieNx700x [1, 2] wurde auch einneuer Steuersender erfolgreich imMarkt etabliert, der neben denanalogen Fernsehnormen auch deneuropäischen Standard DVB-T fürdie terrestrische Übertragung digitalerProgramme beherrscht. Komplettiertwird die Palette der angebotenen Übertragungsverfahrenfür diesen Steuersendernun durch einen Encoder fürden digitalen terrestrischen StandardATSC, der im amerikanischen und teilweiseim asiatischen Raum verwendetwird und dort mittelfristig das analogeÜbertragungsverfahren NTSC ablöst.BILD 1Prinzipieller Aufbau des Steuersenders SV700.Durch modularen Aufbau offenfür alle StandardsAufgrund sinnvoll gewählter Schnittstellenund modularer Bauweise unterscheidensich die Steuersender für den jeweiligenStandard nur durch den verwendetenEncoder. Neben dem neuen ATSC-Encoder kommen deshalb die bereitsbewährten Komponenten zum Einsatz:◆ Digitaler Vorentzerrer◆ I/Q-Modulator◆ Synthesizer◆ Central Control Unit und Bedieneinheit◆ Motherboard und NetzteilAuch die Benutzerschnittstelle der komplettenSendeanlage, welche über dieBedieneinheit (BILD 2) oder einen lokalenPC sowie optional über Modemoder Internet zugänglich ist, ist einheitlichgestaltet und jederzeit per Software-Update aktualisierbar.Codierung und Modulation durchden ATSC-EncoderIn BILD 1 ist der prinzipielle Aufbaudes Steuersenders dargestellt. Der ATSC-Encoder ist in allen Funktionen kompatibelzur Spezifikation ATSC DOC. A/53.Wesentliche Schaltungsteile des ATSC-Encoders wurden aus dem bereits erfolgreichin den Markt eingeführten Mess-Sender SFQ [3] übernommen, mit demdie ATSC-Empfänger bei zahlreichen Herstellernaus der Konsumgüterindustrieendgeprüft werden.Das Input-Interface stellt zwei Eingängefür MPEG2-Transportströme mit einerPaketlänge von 188 Byte zur Verfügung,welche unabhängig voneinander konfiguriertwerden können:◆ Asynchronous Serial Interface (ASI)gemäß EN 50083-9 (1999) mit einervariablen Datenrate bis max.19,392658 Mbit/s◆ Synchron seriell gemäß SMPTE 310Mmit der konstanten Datenrate von19,392658 Mbit/sEine Automatik schaltet bei Signalausfallam bevorrechtigten Eingang automatischauf den Reserve-Eingang. Bei Ausfalldes Transportstroms an beiden Eingängenwird als Ersatzsignal eine Zufallsdatenfolge(Pseudo-Random-Bit sequenzPRBS) samt Rahmen generiert, diegewährleistet, dass sich die Empfängerstets synchronisieren können.Der vom Input-Interface abgegebeneparallele Datenstrom wird im ATSC-SMPTE/ASI 1SMPTE/ASI 2Input-InterfaceDATSC-Coder/-Modulator8TRestseitenbandfilter/Frequenzgang-VorentzerrerIQGruppenlaufzeit-VorentzerrerATSC-EncoderIQDigitalerVorentzerrerIQI/Q-ModulatorHFRS-232-CRS-232-CRS-485Central Control UnitBedieneinheit=LOSynthesizer40Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

Eine Investition in die ZukunftDa sich der Umstieg zwischen den verschiedenenÜbertragungs-Standards mitgeringem Aufwand einfach und problemlosrealisieren lässt, ist die TV-SenderfamilieNx700x geradezu prädestiniertfür Rundfunknetze, die in Zukunft vonNTSC nach ATSC oder auch DVB-T umgerüstetwerden sollen.BILD 2 Die Sender werden entweder über das Display im Bediengerät des Steuersenders SV700oder über einen externen PC komfortabel gesteuert.Foto 43795Durch seine Modularität und richtungsweisendeSignalverarbeitung genügt derSteuersender darüber hinaus auch inZukunft höchsten Anforderungen und istauf neue Modulationsverfahren aufrüstbar.Heiner DostCoder/-Modulator weiter verarbeitet.Mehrere Funktionseinheiten sorgen hierfür eine konstante Leistungsdichte imSpektrum, versehen das Signal miteinem inneren und einem äußeren Fehlerschutzund modulieren es gemäßdem Modulationsverfahren 8VSB. WeitereDetails zum ATSC-Coder/-Modulatorsiehe [3].Ein darauf folgendes digitales Filter führteine Restseitenbandfilterung (VestigialSideband, VSB) sowie eine Hilbert-Transformationdurch. Das modulierte Signalwird hierdurch mit der vorgeschriebenenRoll-off-Charakteristik auf eine Bandbreitevon 6 MHz begrenzt und liegt amAusgang des Filters als Inphase- undQuadratursignal vor.Optimale Entzerrung auch unterschwierigen BedingungenAufgrund des engen Kanalrasters undbenachbarter analoger und digitalerKanäle müssen an den SenderausgängenChannel Combiner mit sehr hoherFlankensteilheit verwendet werden.Diese Combiner verursachen eine Welligkeitdes Frequenzgangs und große Gruppenlaufzeitdifferenzenim Kanal.Um auch unter solch schwierigen Bedingungeneine Sendeanlage optimal entzerrenzu können, bietet der ATSC-Encoderzusätzlich zu den Möglichkeiten desdigitalen Vorentzerrers weitere Ressourcenan. So wird das zur Restseitenbandfilterungverwendete digitale Filterauch zur Linearisierung des Frequenzgangsverwendet. Weiterhin stehen mitdem digitalen Gruppenlaufzeit-Vorentzerrerzusätzliche Filter für die Vorentzerrungder Gruppenlaufzeit zur Verfügung.Kurzdaten ATSC-Steuersender SV700FrequenzbereichDateneingängeEingangssignalModulationsverfahrenKanalbandbreiteSignal-/Rausch-AbstandSchulterabstandWelligkeit des FrequenzgangsWelligkeit der GruppenlaufzeitAusgangspegelWeitere Informationen und Datenblätter zuden Sendern unterwww.rohde-schwarz.com(Suchbegriffe NH7000/7001 bzw.NV7000/7001)LITERATUR[1] UHF-Senderfamilie NV/NH7000 – FlüssigkeitsgekühlteTV-Sender für das digitaleterrestrische Fernsehen. Neues vonRohde&Schwarz (1999) Nr. 165, S. 11–13.[2] UHF-Sender NV/NH7001 – Mittelleistungssender für digitales undanaloges terrestrisches Fernsehen. Neuesvon Rohde&Schwarz (2001) Nr. 171,S. 39–41.[3] TV-Mess-Sender SFQ: „SFQ goes NorthAmerica“ – mit digitalem TV-StandardATSC. Neues von Rohde&Schwarz (2000)Nr. 166, S. 13–15.174 MHz…240 MHz, 470 MHz…860 MHz2, separat konfigurierbar wahlweise als ASI oderals SMPTE 310MMPEG2-Transportstrom mit max. 19,392658 Mbit/sund 188 Byte Paketlänge8VSB6 MHz>35 dB>50 dB

RUNDFUNKTECHNIKDatacastingDAB-Redundanz DM001-RDAB-Verfügbarkeit erhöhen,Ausfallkosten senkenDer Ausfall des Multiplexers inDAB-Sendernetzen kann fatale Folgenhaben, denn je nach Netzarchitekturfällt dann lokal, regional oder sogarlandesweit das Programm aus. DerDAB- Multiplexer DM001 vonRohde&Schwarz (BILD 1) ist daszentrale Element in einer digitalenHörfunk-Sende kette. Dessen hoheVerfügbarkeit ist für einen sicherenBetrieb unabdingbar. Der Einsatz desService Transport Interface (STI) imneuen DM001/STI und ein Redundanzkonzeptbringen Netzbetreibernviele Vorteile.Foto 43442/3DAB-Redundanz DM001-R –eine flexible KomplettlösungDM001-R ist ein umfassendesLösungspaket von Rohde&Schwarz, dasmit zwei DAB-Multiplexern DM001/STIeine 1+1-Hot-Standby-Redundanz dieserbeiden – für das Funktionieren ganzerSendernetze so wichtigen – Geräte realisiert(BILD 2). Nach dem Umrüsten präsentiertsich das redundante System imDAB-Netz wie ein einzelner Multiplexer,weshalb sich für das STI-Zuführungsnetzund das DAB-Sendernetz keinerlei Veränderungenergeben. Unabhängig davonist die redundante Auslegung weitererElemente in der Rundfunk-Sendekette(z.B. zusätzliche Service-Provider oderSender) problemlos möglich.Mit dem im Paket enthaltenen umfangreichenSystemhandbuch ist der Anwenderin der Lage:◆ alle erforderlichen Systemkomponentenzu ermitteln und (optional) zubestellen sowie◆ das System zu installieren oder◆ vorhandene Systeme zu erweitern,z.B. wenn bereits ein Multiplexer imEinsatz ist.BILD 1Der DAB-Multiplexerist ein zentralesElement im Hörfunknetz.Er bildet ausden einkommendenAudio- und DatenkanälendasEnsemble TransportInterface (ETI), dasdie folgendenCOFDM-Modulatorenund damit daskomplette Sendernetzansteuert.Wenn er ausfällt, istdas Netz „tot“.Die Lösung enthält den DAB-MultiplexerDM001/STI von Rohde&Schwarz undalle erforderlichen Umschalteinrichtungen.Selbstverständlich kann sie anKundenerfordernisse angepasst werden,außerdem sind zusätzliche oder alternativeKomponenten integrierbar. DasEvaluieren und Beschaffen von Dritt-Hersteller-Produkten kann ebenso beauftragtwerden, wie die Installation undKonfiguration. Abnahme und Inbetriebnahmedes Systems sind enthalten.Umrüstung und Inbetriebnahme erforderneine Unterbrechung des Sendebetriebs,die max. nur vier Stunden dauert.Kern des Lösungspakets ist die CentralControl Unit (CCU), ein Industrie-PC mitder Software für die Systemsteuerung.Sie übernimmt:◆ Koordination der Bedien-Software mitbeiden Multiplexern◆ Steuern der Umschalteinrichtungen◆ Auswerten der Signalüberwachung◆ Durchführen der Ablösung◆ Statussignalisierung an einQualitätsmanagement-System◆ Führen eines BetriebsprotokollsDie wichtigsten Eigenschaftendes Redundanz-SystemsIm Fehlerfall schaltet die Software dieSignalwege für das ETI-Ausgangssignalund den STI-Rückkanal von der gestörtenBetriebs- auf die Reservekomponente.Um bei kurzfristigen, vorübergehendenStörungen eine Ablösung zuunterbinden, wird eine vom Benutzerdefinierte Zeitdauer zugrunde gelegt. Esist sichergestellt, dass nach maximaleiner Minute die Umschaltung vollzogenist, wobei die Zeitdauer von der Art desFehlers abhängt.42Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

Fully compatible with STI• Modular design• Output signal ETI(NI) or• Support of all types of• Processed input signals,ETI(NA)reconfigurationphysical:• Internal buffer for asynchronous • Versatile clock synchronizationV.11/X.21, G.703, WG1/2 signalscapabilitieslogical:• STI (service transport interface) • Alarm signalling contactsETI(NI), STI(PI, G.704/2),in line with EN300797STI(PI, G.703), STI(PI, V.11), • Processing of all defined fastDAB Audio, G.704information groupsService-ProviderBILD 2Ohne STIMit STISTI-CSTI-D/CMasterDM001/STIRS-422-SchalterG.703-SchalterDM001/STISlaveKonfigurationPrinzip der 1+1-Hot-Standby-Redundanz.Muss einer der beiden DAB-Multiplexerfür Wartungszwecke ausgebaut werden,so ist ein unterbrechungsfreies Umschaltenauf die Reservekomponente möglich.ETISteuerungETISteuer-PCRedundantes SystemFehler-ErkennungG.703-SchalterQualitäts-Manage-ment-SystemDie Qualitätsmanagement-Schnittstellenbleiben unverändert. Zusätzlich stehenFernwirk- und Fernmeldekontakte bereit,über die der Betriebszustand der Ablöseautomatikgesteuert sowie der Betriebder Komponenten und des Systems überwachtwerden kann.Das System und die Steuer-Softwareerlauben auch, zunächst nur mit einemMultiplexer zu arbeiten und später aufredundanten Betrieb mit einem zweitenGerät umzurüsten.Für wen ist diese Lösunginteressant?Mit dem Abschluss der Standardisierungdes Service Transport Interface STIbesteht eine erhöhte Nachfrage nachdieser flexiblen Technik. Der DM001/STIvon Rohde&Schwarz ist der ersteDAB-Ensemble-Multiplexer mit standardkonformerSTI-Funktionalität. Die DAB-Redun danz DM001-R erhöht die Verfügbarkeitdes Gesamtsystems, hilft BetreibernAusfälle zu vermeiden und verschafftihnen damit höhere Einnahmensowie letztendlich ein gutes Image.Interessant ist das System deshalb füralle Anwender, die bereits über denDM001 verfügen, für diejenigen, diedas neue STI-Interface nutzen möchtensowie für Netzbetreiber, die besonderenWert auf Ausfallsicherheit und hohe Verfügbarkeitihrer DAB-Netze legen.Torsten JäkelWie die Verfügbarkeit von TV-Sendernetzen erhöht werden kann,zeigt der Beitrag auf Seite 38.DAB-Multiplexer DM001 durch Redundanz und STI noch attraktiverBesonders hohe technische Anforderungenan ein Redundanzkonzept ergebensich durch den Einsatz des ServiceTransport Interface (STI) im DM001. DasSTI versetzt angeschlossene Service Providerin die Lage, den Inhalt des DAB-Ensembles dynamisch und interaktiv zubeeinflussen.Zum Einleiten einer Rekonfigurationübermittelt der Service Provider Zeitpunktund Art der Parameteränderungan den Ensemble-Multiplexer, indemer in einem Message-Format Anzahl,Art, Datenrate und Fehlerschutz derAudio-Kanäle sowie die Organisationder Dienste, für welche die Kanäle verwendetwerden, beschreibt.Eine Anforderung wird vom Ensemble-Multiplexer überprüft. Lässt das Gerätdie Rekonfiguration zu, so legt es dengenauen Zeitpunkt für die Parameteränderungfest. Die Daten im redundantenMultiplexer werden entsprechendder Kommunikation des aktiven DM001mit den Service Providern angepasst,damit dieser nach dem Umschaltenüber die gleiche Ausgangskonfigurationverfügt.Datenblatt unter www.rohde-schwarz.com(Suchbegriff DM001)DAB Multiplexer DM001Datenblatt DM001LITERATUR◆ STI bringt mehr Komfort bei DAB. Neuesvon Rohde&Schwarz (1998) Nr. 159, S. 21.◆ DAB-Multiplexer komplettiert Produktpalettefür Digital Audio Broadcasting.Neues von Rohde&Schwarz (1997)Nr. 153, S. 35.43Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

RUNDFUNKTECHNIKRepetitoriumFortsetzung aus Heft 170Messungen an MPEG2- undDVB-T-Signalen (4)PegelLetzter DVB-T-Trägerentspricht f BezugTeil 3 befasste sich mit Maskenfür die Außerbandanteile und derMessung des Schulterabstands. Indieser Fortsetzung geht es nun um dieBestimmung des Crest-Faktors undum Leistungsmessungen an DVB-T-f BezugSendern mittlerer Leistung.Maximalpegel im DVB-T-Spektrum+300 +500Schulterabstand+700 kHzFrequenzZur Erinnerung: In Teil 3 ging es um dieMessung des Schulterabstands nach ETR290.Siehe auch Mess-Tipp auf Seite52: „Ermittlung der CCDF – ZweiMessmethoden im Vergleich“.Der Crest-Faktor desDVB-T SignalsDefinitionDer Crest-Faktor K CREST ist der Quotientaus effektivem Spannungswert U eff undSpitzenspannungswert U s , ausgedrücktals logarithmisches Verhältnis:K CREST = 20 · log(U s /U eff ) dBAm Crest-Faktor lässt sich direkt ablesen,bis zu welcher Aussteuerung ein Verstärker,wie er in DVB-T-Sendern eingesetztist, linear arbeitet bzw. wann die Signalbegrenzungeinsetzt.Bei Messungen mit Spektrumanalysatoren,die über CCDF-Messmöglichkeiten(Complementary Comulative DistributionFunction) verfügen, ist zu beachten,dass diese Messgeräte die Spitzenleistungder Signalhüllkurve bestimmen,und nicht die absoluten Spannungsspitzen,die im Verstärker auftreten. Deshalbmuss in diesem Fall der ermittelte Wertum dem Faktor Wurzel 2 oder um3,01 dB korrigiert werden. Die Unterschiedein der Signalbewertung erläutertausführlich der Mess-Tipp auf Seite 52.Nachfolgend wird nur der von absolutenSpannungsspitzen abgeleitete Crest-Faktorbehandelt.Crest-Faktor und Pegelbegrenzung inDVB-T-SendernIm theoretischen Fall, dass alle Trägerdes COFDM-Signals – das weißem Rauschensehr ähnlich ist –zum gleichenZeitpunkt den Maximalwert und die gleichePhase aufweisen, addieren sichalle Trägeramplituden zur größtmöglichenSpitzenamplitude U s max . DieseSpitzenamplitude bedingt im 8k-Moduseinen Crest-Faktor von:K CREST max. = 20 · log√6817 = 38,3 dBund im 2k-Modus:K CREST max. = 20 · log√1705 = 32,3 dB.Diese Maximalwerte treten jedoch in derPraxis nie auf. Deshalb rechnet manfür beide Modi mit einem realen Maximalwertvon K CREST ≥15,7 dB bei einerWahrscheinlichkeit der Amplitudenverteilungvon 1·10 –7 . Dies entspricht demVerhältnis U s /U eff ≈6,1 (BILD 25). Hinsichtlichder Senderleistung bedeutetdas, dass als Reserve bezogen auf diemittlere Leistung eine 37,2fache Spitzenleistungvorgehalten werden müsste.Dabei könnten noch nahezu alle Signalanteile,die auch das resultierende BitfehlerverhältnisBER beeinflussen, übertragenwerden. Mit Blick auf den Wirkungsgradist dies jedoch nicht vertretbar.Weitere Untersuchungen ergaben,dass bei einem Crest-Faktor von ≈13 dBnoch keine relevante Beeinflussung desBER entsteht.Aber auch das Vorhalten einer 20fachenReserveleistung ist unrentabel, deshalbsind alle DVB-T-Sender auf einen Crest-Faktor von ca. 10 dB bis 11 dB begrenzt.Ein Spektrumanalysator mit CCDF-Funktionzeigt in diesem Fall einen Crest-Faktorvon etwa 7 dB an, ein typischer undinternational gültiger Wert. Dieser Crest-Faktor hat allerdings eine messbare Verschlechterungdes BER zur Folge. Es liegthier – einschließlich des Einflusses derKanalfilterung zur Anhebung des Schulterabstandes– im Bereich um 1·10 –5bis 1·10 –6 (vor dem Viterbi-Decoder) ander Sendeantenne.44Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

200 mV/DIVU ss /2 = Us = 6,1 (Zirkawertt, normiertauf Ueff)Ueff=1Pegelbegrenzunng im SendeerBILD 25Das DVB-T-Zeitsignal.Anders dagegen bei DVB: Durch denFunktionsblock „Sync 1 Inverter undVerwischung“ im DVB-Modulator (sieheEN300421, EN300429 oder EN300744)wird eine konstante mittlere Senderausgangsleistungerzeugt. Daher ist nichtdie Spitzenleistung zu messen, dieüber den Crest-Faktor bestimmt werdenkönnte, sondern die mittlere Ausgangsleistung.Hierfür stehen drei Methodenzur Wahl:In den neuen Solid-State-Verstärkergenerationenvon Rohde&Schwarz arbeitenhochlineare LDMOS-Transistoren. Damitsind die Ansprüche an den digitalen Vorentzerrernicht mehr so hoch wie siean die Vorgänger gestellt wurden, dienoch mit bipolarer oder MOS-Technikausgestattet waren. Die Begrenzungdes Crest-Faktors auf etwa 10 dB bis11 dB garantiert den Schutz der Transistoren,weil Spannungsspitzen sicherverhindert werden. Die für die Lebensdauerder Leistungstransistoren sehrwichtige Crest-Faktor-Messung am Senderausgangist deshalb unverzichtbar.100 µ s/DIVLeistungsmessungen anDVB-T-SendernMessung der mittleren LeistungBei analogen Sendern ermittelt die Leistungsmessungdie Spitzenleistung imBereich des Synchronimpulsbodens desmodulierten FBAS-Signals. Beim analogenFernsehen ist der Synchronimpulsbodenimmer der Bezug, weil dieser Signalanteilohne Stauchung und sonstige Verzerrungenübertragen werden muss.1. Messung der mittleren Leistung mitdem thermischen LeistungsmesserNRVS (BILD 27)Ein thermischer Leistungsmesser liefertdie genauesten Ergebnisse, wenn dasGesamtspektrum nur das Spektrumeines Fernsehkanals enthält, was amDVB-T-Sender fast immer der Fall ist.Zudem lässt sich dieser Leistungsmessersehr einfach mit einer hochgenaugemessenen Gleichspannung kalibrieren,sofern der Messkopf DC-Messungenzulässt.2. Messung der mittleren Leistung miteinem Spektrumanalysator FSExoder FSPBei dieser Variante wird je ein Frequenz-Cursor an die Anfangs- und Endfrequenzdes DVB-Kanals gesetzt und der Spek-Die Messung des Crest-FaktorsAls Messgerät dient wieder der TV-Mess-Empfänger EFA in den Varianten 40bzw. 43. Er berechnet anhand der Wahrscheinlichkeitder Amplitudenverteilung(CCDF) den Crest-Faktor. An seinem Displaylassen sich der Crest-Faktor im Zeitintervallder Messung (10,24·10 6 Messwerte),der maximale Crest-Faktor seitBeginn der Messung und zusätzlich dieaktuelle Messgrenze für die gewählteMess-Einstellung ablesen (BILD 26).BILD 26Crest-Faktor-Messung mit demTV-Mess-EmpfängerEFA.45Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

RUNDFUNKTECHNIKRepetitoriumBILD 27LeistungsmesserNRVS (DatenblattPD 0756.3182).trumanalysator errechnet die Leistungin dem dazwischen liegenden Frequenzband(BILD 28). Die Messgenauigkeitreicht aus, weil an der DVB-T-Sendeantenneim Normalfall die Nachbarkanälenicht belegt sind.0–10–20–30–40–50–60–70–80–90–100Ref Lvl0 dBmMarker 1 (T1)–39.99 dBm210.33100000 MHz1RBWVBWSWT500 Hz50 Hz10 sFoto 43225/3RF AttUnit1 (T1) –39.999dBm210.33100000 1000000MHzCH PWR–0.020dBREF PWR0.000dBmCH BW 8.00000000 0MHz10 dBC0C0Center 210.31 MHz 1 MHz/ Span 10 MHzdBA1 MABILD 28Messung der mittlerenSenderleistungmit einemSpektrumanalysator.BILD 29Display des TV-Mess-Empfängers EFA. Rotmarkiert: Anzeigeder mittleren Senderleistung.3. Messung der mittleren Leistung mitdem Mess-Empfänger EFADie Statuszeile im Display des Mess-Empfängers zeigt ständig alle wichtigenSignalparameter an, so z.B. im rechtenoberen Statusfeld die mittlere Leistungin verschiedenen umschaltbaren Einheiten(BILD 29). Untersuchungen an Kanalspektrenmit groben Abweichungen vomebenen Frequenzgang belegen die hoheMessgenauigkeit des Empfängers. EinVergleich mit Mess-Ergebnissen, diemit dem thermischen LeistungsmesserNRVS ermittelt wurden, ergab nacheiner Messreihe mit verschieden EFA-Modellen bei unterschiedlichen Kanalfrequenzenund diversen nicht ebenen Spektreneine maximale Abweichung vonweniger als 1 dB. Die SAW-Filter mit 6, 7und 8 MHz ZF-Bandbreite im Mess-Empfängersorgen für eine präzise Messungauch bei belegten Nachbarkanälen.Ein Beispiel aus der MessreiheMit der Fading-Option im TV-Mess-SenderSFQ wird von einem Signal einum 250 ns verzögertes und um 2 dBim Pegel verringertes Echo erzeugt.Beide Signale ergeben das Fading-Spektrumin BILD 30, in dem tiefe Frequenzgangeinbrüchezu sehen sind. DieMess -Ergebnisse bei der größten Abweichungzwischen dem NRVS und demEFA betrugen –33,79 dBm (NRVS) und–33,0 dBm (EFA). Die ausführlichenErgebnisse dieser Pegelmessungen sindin [11] dargelegt.46Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

Ausgangsleistung beim Ausfallvon VerstärkernIn modernen Sendern von Rohde&Schwarz [12] speist der SteuersenderSV700 das DVB-T-Signal in den PowerSplitter, der die nachfolgenden Leistungsverstärkeransteuert. Die Leistungsverstärkersind als Zwillingsverstärkerausgelegt und die Leistungsstufen innerhalbder Verstärker mit Zwillingsleistungstransistorenin LDMOS-Technik aufgebaut(BILD 31). Je nach Sender-Nennleistungarbeiten eine Anzahl von Verstärkernparallel, jeweils zwei davonwerden über Koppler zusammengeführt.Zur Erhöhung des Schulterabstandes filtertein Bandpass das Ausgangssignalder Koppler, bevor es zur Sendeantennegelangt. Je nach Weitabselektion desBandpasses ist eventuell ein Filter zurUnterdrückung der LO-Oberwellen notwendig.Fällt ein Zwillingsverstärker aus, so wirddie Hälfte der Leistung des zweitenSenders in einen gekühlten Absorberwiderstandgeleitet, so dass keine Überhitzungauftritt. Die abgegebene Restleistungdes Senders mit defektenVerstärkern berechnet sich wie folgt:( )m nPaus= P nenn·–mP aus ist die reale Ausgangsleistung,P nenn die Nennausgangsleistung, m dieAnzahl montierter Verstärker und n dieAnzahl defekter Verstärker.2BILD 30Fading-Spektrum.0–2.0–4.0–6.0–8.0–10.0–12.0–14.0–16.0–18.0–20.0Res.BwTG.LvlRef.Lvl Marker –48.24 dBm CF.Stp–48.20 dBm 318.08 MHzStart308 MHzzu niedrigerer Leistung. Alle anderenQualitätsparameter bleiben unverändert.Dies gilt auch, wenn nur einzelne Leistungstransistorenin den Verstärkern ausfallen.Von Vorteil ist, das weder Verstärkernoch Leistungstransistoren überlastetwerden, sich also die MTBF (MeanTime Between Failures) der funktionsfähigenElemente nicht ändert.MPEG2-Transportstrommoduliert in COFDMvom SteuersenderF2Span20 MHzCenter318 MHz200.3 kHz [3dB]–20.00 dBm2.000 MHzF1Sweep3.0 sAustausch von VerstärkernVid.BwRF.AttUnitLangzeit-MessungenDen schematischen Aufbau von Langzeit-Messungenmit dem TV-Mess-EmpfängerEFA zeigt BILD 32. Anhand desHistogramms für die Senderleistung amDisplay des Mess-Empfängers ist derAusfall eines Verstärkers bei Fernüber-100 Hz50 dB[dB]Stop328 MHzBeispiel: In einem 2,5-kW-DVB-T- Sendermit insgesamt sechs Verstärkern ist einerausgefallen. Der Sender bleibt in Funktion,doch die Leistung verringert sichauf:P aus = P nenn · 0,694(mit m = 6 und n = 1).Die Kennlinie bleibt jedoch erhalten,sie verschiebt sich lediglich parallel hinBILD 31=====Filter zur VergrößerungdesSchulterabstandsOberwellenfilterPrinzipieller Aufbau moderner Leistungssender mit Transistoren von Rohde&Schwarz.zur Antenne47Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

RUNDFUNKTECHNIKRepetitoriumwachung leicht identifizierbar (BILD 33).Ist die Leistung, z.B. beim DVB-T-SenderNV7250, um den konstanten Wert von1,59 dB gesunken, so ist einer der sechsVerstärker ausgefallen. Bei höheren Senderleistungenverringert sich der Wertder Änderung, ist aber über das Histogrammimmer noch eindeutig zu erkennen.Der jeweilige Leistungsabfall lässtsich mit der zuvor beschriebenen Gleichungberechnen.Programmzuführung überRichtfunk, Satelliten,Glasfaser usw.DVB-T-Sender(HF-Ausgang)TV-Mess-Empfänger EFAWas tun, wenn ein Verstärkerausgefallen ist?Als erstes muss der defekte Verstärkereinschubaus dem Sendergestell herausgezogenund der Ersatzeinschub eingesetztwerden. Dies ist bei Sendern vonRohde&Schwarz auch während des Sendebetriebsmöglich. Danach sind Pegelund Phase des Ersatzverstärkers an diedes Zwillingseinschubs anzupassen. AlsMessmittel dienen hier wiederum einSpektrumanalysator FSEx oder FSP oderein zur Überwachung des DVB-T-Sendersevtl. vorhandener Mess-Empfänger EFA.Der Abgleich gestaltet sich sehr einfach:Wenn die Phase korrekt abgeglichenist, gibt der Sender die maximale Leistungab. Die Phase wird also solange verstellt,bis die maximale Senderausgangsleistungerreicht ist.Sigmar Grunwald(wird fortgesetzt)BILD 32Langzeit-Messung der Senderleistung.BILD 33 Leistungs-Histogramm am Mess-Empfänger EFA. Rot markiert: Deutlich ist der Leistungsabfallnach dem Aussetzen eines der sechs Verstärker erkennbar.LITERATUR[11] Application Note 7BM12 (kostenlos aufder Web-Seite von Rohde&Schwarz).[12] UHF-Senderfamilie NV/NH7000 – FlüssigkeitsgekühlteTV-Sender für das digitaleterrestrische Fernsehen. Neues vonRohde&Schwarz Nr. 165 (1999), S. 11–13.48Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

IT-SICHERHEITKryptoprodukteKrypto-Handy TopSec GSMAbhörsicher kommunizieren –Informationsdiebstahl ausschließenFlexibilität und Mobilität sind wesentlicheErfolgsfaktoren, aktuelle Informationenund schnelle Entscheidungenin Industrie und Politik wichtiger dennje. Um Informationen rasch weiterzugeben,werden oft Mobiltelefonebenutzt. Dass dabei eklatante Sicherheitsproblemeentstehen können,dringt immer stärker ins Bewusstseinder Nutzer. Die üblichen Kommunikationswege– Telefon, Mobiltelefon,Fax, Mail – sind dabei die ergiebigstenQuellen für den Informationsdiebstahl.Foto 43756/1BILD 1 Äußerlich ist das TopSec GSM ein ganz normales GSM-Handy. In seinem Inneren aber sorgtein komplexer Krypto-Prozessor für eine extrem sichere Verschlüsselung.Schätzungen zufolge verursachtIndustriespionage in DeutschlandSchäden von jährlich mindestens20 Milliarden Mark.Ein Risiko, das nichtunterschätzt werden sollteEin Sicherheitsproblem der GSM-Mobilfunktechnikbesteht darin, dass Telefonatenur zwischen dem Handy undder Basisstation verschlüsselt sind. Vonder Basisstation aus werden die Gesprächeungeschützt über das normaleFestnetz – oft per Richtfunk – weitergeleitet.Für den Einsatz im kommerziellenund behördlichen Umfeld sollte daherzum Schutz vertraulicher Kommunikationeine starke Verschlüsselung eingesetztwerden.Einsatz hochwertiger Verschlüsselungsgeräte, wie sie die Rohde&Schwarz SIT GmbH mit der Produktfamilie„TopSec“ für die extrem sichereSprach- und Datenkommunikation inISDN- und GSM-Verbindungen anbietet.Das „TopSec GSM“, ein Mobiltelefonfür die abhörsichere mobile Kommunikation,wird in diesem Artikel vorgestellt(BILD 1).Die beste Möglichkeit, sich vor unerwünschtenZuhörern bzw. Informationsdiebstahlzu schützen, bietet der49Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

IT-SICHERHEITKryptoprodukteFoto 43756/3BILD 2 Das Display zeigt den aktiviertenKrypto-Modus an.TopSec GSM:Mobil und vertraulich zugleichUrsprünglich wurde das Krypto-HandyTopSec GSM bei Siemens entwickelt.Anfang Mai 2001 übernahm die Rohde&Schwarz SIT GmbH das GeschäftssegmentHardware-Verschlüsselung mit derzugehörigen Produktpalette vonSiemens. Seither wird das Krypto-Handyvon der SIT weiterentwickelt und vertrieben.Äußerlich unterscheidet sich dasTopSec GSM nicht von dem handelsüblichenDualband-Handy S35i von Siemens,dessen Leistungsmerkmale – geringesGewicht, hohe Sprachqualität, langeGesprächs- und Stand-by-Zeiten, Internet-Zugangüber WAP, IR-Schnittstelle,etc. – es teilt. Zusätzlich enthält esjedoch ein Briefmarken großes Krypto-Modul.Vertraulich kommunizieren inMobilfunk- und ISDN-FestnetzenDas Mobiltelefon TopSec GSM eignetsich für die verschlüsselte Ende-zu-Ende-Sprachkommunikation in den GSM-Frequenzbereichen900 MHz und 1800 MHzund zum ISDN-Festnetz. Als einzige Voraussetzungfür das verschlüsselte Telefonierenist eine TopSec-Gegenstelle erforderlich,eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselungkann also nicht nur zwischen zweiTopSec-Handys aufgebaut werden, sondernauch von einem TopSec GSMzu einem ISDN-Festnetz-Anschluss, dermit einer TopSec-Kryptobox geschütztist. Ein solches ISDN-Verschlüsselungs-Gerät aus der TopSec-Produktfamilie istzum Beispiel das TopSec 703. DiesesKrypto-Gerät wird zwischen den Netzabschlussund die ISDN-Endgeräte geschaltet.Damit kann der mobile Teilnehmermit seinem TopSec GSM von unterwegszu seiner Geschäftsstelle im Festnetzabhörsicher telefonieren.Komplexe, extrem sichereKrypto-TechnologieHerzstück im TopSec GSM ist ein komplexerKrypto-Prozessor. Für verschlüsselteGespräche wird nicht der Sprachkanal,sondern der GSM-Datenkanal verwendet,dessen Bandbreite auf 9600 bit/sbegrenzt ist. Um über diesen Kanalübertragen zu können, wird das Sprachsignalzunächst mit einem GSM-Half-Rate-Vocoder komprimiert, mit Informationenzur Fehlererkennung und -korrekturergänzt und anschließend verschlüsselt.Die so gesicherten Daten werdenmit weiteren Informationen zur Synchronisationder Gegenstelle versehen undüber den Datenkanal gesendet. Die Qualitätder Sprachübertragung ist dabeigenauso hoch wie im unverschlüsseltenModus.Die hohe Sicherheit gewährleisten einasymmetrischer Algorithmus mit einerSchlüssellänge von 1024 bit für dieSchlüssel einigung, kombiniert mit einemsymmetrischen Algorithmus mit 128 bitSchlüssellänge für die Sprachverschlüsselung.Für jedes Gespräch wird eineraus 10 38 möglichen Schlüsseln zufälligausgewählt. Die Sicherheit ist dabeiextrem hoch: Ausgehend von der riesigenSchlüsselmenge können 1000 Pentium-Rechnerauch in 10 MillionenJahren nur einen sehr kleinen Teil davondurchprobieren.Optional bietet das TopSec GSM zusätzlichzur Verschlüsselung eine weitereSicherheitsfunktion: die Authentifizierung.Mit einer speziellen Softwarekönnen mehrere TopSec GSM zugeschlossenen Benutzergruppen zusammengefasstwerden, die dann nur mitGeräten aus der eigenen Benutzergruppeverschlüsselt kommunizierenkönnen.Die wichtigsten Eigenschaftendes TopSec GSM◆ Hohes Sicherheitsniveau◆ Hochwertige Sprachverschlüsselungfür die Ende-zu-Ende-Sprachkommunikation◆ Identisch hohe Sprachqualität imverschlüsselten und im unverschlüsseltenModus◆ Einfache Handhabung◆ Empfehlung vom Bundesamt fürSicherheit in der InformationstechnikTopSec GSM bietet alle Vorteileeines modernen Mobiltelefons◆ Einfache Bedienung◆ Sprachanwahl◆ Kleine Abmessungen◆ Geringes Gewicht◆ Internet-Zugang über WAP-Browser◆ Soft-Modem◆ IR-Schnittstelle für mobilen Datentransfer50Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

The mobile phone for your confidential calls◆ High security level◆ Invariably reliable speech quality ◆ Recommended by the German◆ Top-quality speech encoding for ◆ Simple handlingInformation Security Agencyend-to-end voice communicationNotebook mitTopSec 701(PCMCIA-Karte)UnverschlüsseltesMobiltelefonTopSec GSMGSM NetworkBlau: verschlüsselteDatenkommunikationMobiltelefon ↔ ISDN-AnschlussISDN-Anschluss ↔ ISDN-AnschlussServer/Office ClientTopSec 703TopSec 703ISDN-TelefonGrün: verschlüsselteSprachkommunikationMobiltelefon ↔ ISDN-TelefonISDNBILD 3Die Kryptoprodukte aus der Familie TopSec ermöglichen gesicherte Sprach- und Datenkommunikation unter allen technischen Gegebenheiten.Ein Tastendruck genügt fürabsolute VertraulichkeitSelbstverständlich kann über dasTopSec GSM mit jedem beliebigenGesprächspartner auch unverschlüsselttelefoniert werden. Die Bedienung desHandys unterscheidet sich nicht von derdes Siemens-Mobiltelefons S35i. Eineverschlüsselte Verbindung lässt sich aufKnopfdruck herstellen. Dazu muss derAnrufer lediglich nach dem Drücken derVerbindungstaste die Funktion „Crypto“über die entsprechende Soft-Key aktivieren(BILD 2). Alles andere passiertautomatisch: Ein Datenruf wird eingeleitetund innerhalb von 15 Sekunden derSchlüsselaustausch durchgeführt.Verschlüsselte Gespräche lassen sichgenauso wie normale Gespräche jederzeitdurch Drücken der Ende-Tastebeenden. Nach dem Gespräch wirdder anfangs erzeugte Schlüssel wiedergelöscht, was neben der großen Schlüs-sellänge ein bedeutender Sicherheitsfaktorist.Die Produkt-Familie TopSecZur TopSec-Familie gehören außer demTopSec GSM das TopSec 703 für denISDN-Basisanschluss S0, das TopSec 730für den ISDN-PrimärmultiplexanschlussS2M, und das TopSec 701 für die Datenübertragung.Das TopSec 703 und dasTopSec 730 können zur Verschlüsselungaller über ISDN übertragenen Dienste –Sprache, Fax, Video und Daten – eingesetztwerden.TopSec 701 ist eine PCMCIA-Einschubkartefür Laptops. Damit können Datenübertragungenverschlüsselt werden,einerseits von einem Laptop über einHandy ins Festnetz zu einem TopSec 703oder TopSec 730 oder zwischen zweiTopSec 701 über eine analoge Streckeunter Verwendung von Modems. BILD 3zeigt die verschiedenen Möglichkeitenfür die verschlüsselte Sprach- und Datenkommunikationmit der ProduktfamilieTopSec. In einem der nächsten Heftefolgt ein Beitrag, in dem die gesamteKrypto-Familie ausführlich beschriebenwird.Christine HagnWeitere Informationen und Datenblatt unterwww.rohde-schwarz.com(Suchbegriff TopSec)TopSec GSMDatenblatt TopSec GSM51Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

MESS-TIPPRundfunktechnikErmittlung der CCDF –Zwei Messmethoden im VergleichZur Beurteilung der Nichtlinearitäten z.B. von Verstärkernoder Sender-Endstufen wird häufig die Messung derCCDF (Complementary Cumulative Distribution Function)eingesetzt (siehe auch Repetitorium auf Seite 44). DieseMessung ergibt die zeitliche Häufigkeit, mit der einbestimmter Pegel eines Signals erreicht oder überschrittenwird. Physikalisch betrachtet handelt es sich dabei umdas Integral der Häufigkeits-Verteilung über den Pegel (Integrationvom betrachteten Pegel bis unendlich). Durch denVergleich der Messwerte mit theoretischen Referenzwerten(die sich z.B. für OFDM oder mQAM/VSB bestimmenlassen), gewinnt man schnell eine Aussage über das nichtlineareVerhalten aktiver Elemente aller Art. Der herausragendeVorteil der CCDF-Messung aber ist, dass sie dasNutzsignal selbst analysiert, also keine aufwändigen Testsequenzengesendet werden müssen. Dieser Mess-Tippvergleicht zwei unterschiedliche Messmethoden.Die Ermittlung der CCDF – eine wichtige Messungin HF-ÜbertragungssystemenFür die Übertragung von HF-Signalen wird einerseits eine Verstärkungangestrebt, welche die Signale möglichst wenig verfälscht,um die Gesamt-Degradation bis zum Empfänger geringzu halten. Andererseits ist eine Leistungsbegrenzung des gesendetenSignals notwendig (Clipping), um die Lebensdauer vonTransistor-Sendeendstufen nicht unnötig zu verringern. Ausdiesem Grund legt man bei der Entwicklung und beim Betriebvon Leistungssendern ein besonderes Augenmerk auf die Messungder CCDF sowie auf den damit verbundenen Crest-Faktorû/u eff . In der Praxis werden zwei unterschiedliche Messmethodenverwendet, die verschiedene Ergebnisse liefern.Methode 1: Abtastung des HF-/ZF-Signals –zum Beispiel mit dem TV-Mess-Empfänger EFADer TV-Mess-Empfänger EFA [1] setzt das modulierte Signalin eine geeignete Zwischenfrequenz um und digitalisiert es(BILD 1 links). Die digitalen Samples werden ausgewertet unddie CCDF dargestellt. Bei einem idealen CW-Signal (ContinousWave) ergibt sich mit dieser Methode ein Crest-Faktor von3 dB. Die ZF-Filterung geschieht mittels eines an die Signalbandbreiteangepassten SAW-Filters, eine Video-Filterung desSignals wird nicht durchgeführt, das Signal selbst also nichtverändert (BILD 2).Methode 2: Abtastung der Einhüllenden (Envelope)– zum Beispiel mit dem Spektrumanalysator FSPDas zentrale Element in einem Spektrumanalysator ist derEnvelope-Detektor. Er ordnet einem modulierten Signal mittelsOsz.Osz.BILD 1LOVereinfachte Darstellung desLOSignalpfads zur BestimmungHF ZF ZF-A/D- CCDF-HFZF Auflöse-Filterder CCDF mit dem TV-Mess-Wandler Messungband-(SAW)Empfänger EFA (links) undbreitedem Spektrumanalysator FSPMixerMixer(rechts).52Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)Envelope-Detektor,Video-BWCCDF-Messung

einer geeigneten zeitlichen Filterung einen Pegelwert zu(BILD 1 rechts). Dazu wird das Signal von seinem hochfrequentenModulationsanteil befreit und nur noch mit dem „einhüllenden“Signal gearbeitet (BILD 2). Die Messwerte eines reinenCW-Signals weisen dabei immer die gleiche Amplitude auf, eshat somit einen Crest-Faktor von 0 dB. Bei der ZF- und Video-Filterungist darauf zu achten, dass die Auflöse-Bandbreite (RBW)und die Video-Bandbreite (VBW) das Signal nicht verfälschen:BW Resolution > BW Signal , BW Video ≥ 3 · BW Resolution .Unterschiede in den Ergebnissen beider VerfahrenBILD 2 Zeitverlauf eines modulierten Signals; gelb: originale Signalform,gelbe Punkte: Messwerte, die der TV-Mess-Empfänger EFA für die Berechnungder CCDF heranzieht (Messmethode 1); rot: Messwerte, die einSpektrumanalysator verwendet (Messmethode 2).ZeitDer TV-Mess-Empfänger EFA analysiert das Signal exakt so, wiees am HF-Eingang anliegt. Ein reines CW-Signal weist dabeientsprechend seiner Definition einen Crest-Faktor von 3 dB auf.Ein Spektrumanalysator hingegen analysiert das Signal so, wiees im Basisband vorliegt (also vor der Modulation mit dem HF-Träger), was im Fall des CW-Signals zu einer Gleichspannungund somit zu einem Crest-Faktor von (idealerweise) 0 dB führt.Untersuchungen haben ergeben, dass sich die Crest-Faktorenauch mit beliebigen anderen Signalen in beiden Messmethodenum 3 dB unterscheiden. Allerdings lassen sich die Ergebnisseder CCDF-Messungen nach den Methoden 1 und 2 nichtdurch Berücksichtigung des Unterschieds von 3 dB einfachineinander umrechnen. BILD 3 und 4 zeigen Beispiele für dieCCDF-Messung mit dem Spektrumanalysator FSP und dem TV-Mess-Empfänger EFA.FazitDie Messung der CCDF ist eine einfache und leistungsfähigeMethode zur Bestimmung nichtlinearer Eigenschaften aktiverElemente. Wenn die Messung der CCDF auf das tatsächlichübertragene Signal bezogen werden soll (statt auf die Einhüllende),wird die Verwendung des TV-Mess-Empfängers EFAempfohlen.Christoph BalzBILD 3 Messung der CCDF mit dem TV-Mess-Empfänger EFA(Methode 1). Signal: OFDM mit 64QAM; gezeigt werden die Messwerte(durchgezogene Linie) sowie die theoretischen Werte eines idealenSignals; deutlich erkennbar ist die Begrenzung des Signals bei hohenCrest-Faktoren.LITERATUR[1] TV-Mess-Empfänger EFA: siehe Beitrag auf Seite 34 in diesem Heft.[2] Spektrumanalysator FSP: siehe Beitrag auf Seite 20 in diesem Heft.◆ Das Repetitorium „Messungen an MPEG2- und DVB-T-Signalen“abSeite 44 beschäftigt sich ausführlich mit dem Crest-Faktor.53Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)BILD 4 Messung der CCDF mit dem Spektrumanalysator FSP(Methode 2). Gleiches Signal wie in BILD 3; der Crest-Faktor (11,73 dB)ist gegenüber der Messung nach Methode 1 (14,7 dB, BILD 3) um 3 dBgeringer.

PUBLIKATIONENNeuerscheinungen◆ High security level◆ Top-quality speech encoding forend-to-end voice communicationTopSec GSMThe mobile phone for your confidential calls◆ Invariably reliable speech quality◆ Simple handlingSiehe Bei-Krypto-Mobiltelefon TopSec GSMtrag auf Seite 49.Datenblatt PD 0757.6904.11Digital Reprogrammable Software RadiosM3SR M3SR (Multiband, Multimode and MultiroleSurface Radio) repräsentiert eine neuartige flexibleSoftware-Funkgerätegeneration für den Einsatzin der Navy, der Air Traffic Control, der militärischenFlugsicherung, der Luftverteidigung undin stationären Anwendungen. Die Geräteserie istneben M3TR und M3AR das dritte Element einerneuen Generation von Funkgeräten. Alle drei sindmit einer durch Software veränderbaren Funktionalitätgekennzeichnet.Datenblatt PD 0757.6691.21Phasenrauschmess-Software FS-K4 Ersatz fürdie Software FSE-K4. Die neue Software ist einsetzbarfür die Spektrumanalysatoren FSE/FSIQ/FSP/FSU und die EMV-Testempfänger ESI/ESPI.Datenblatt PD 0757.6727.11Digital Standards GPS, TETRA, WCDMA 3GPP(TDD), TD-SCDMA Ergänzende Daten zum SignalgeneratorSMIQ.Datenblatt PD 0757.6885.21 (nur englisch)EMV-Mess-Software EMC32 EMC32 ist eineSoftware für EMV-Messungen auf den 32-bit-Betriebssystemen von Microsoft. Sie bietet einegemeinsame Benutzeroberfläche für die Messungvon Störaussendungen (EMI) und Störfestigkeit(EMS), siehe Beitrag Seite 27.Datenblatt PD 0757.6779.12◆ Recommended by the GermanInformation Security AgencyMess-Software ROMES3 Die neu entwickelteMess-Software ROMES3 ist die Plattform für vieleMess-Systeme von Rohde&Schwarz, mit denensich die meisten Probleme in Kommunikationsnetzenerfassen und analysieren lassen. ROMES3kann schnell und komfortabel Daten währendeiner Messfahrt sammeln und sie den Wünschender Anwender entsprechend vielseitig visualisieren(siehe auch Neues von Rohde&Schwarz (2000)Nr. 166, S. 29–32).Datenblatt PD 0757.6679.11CMU 200 WCDMA – The 3G Tester Variantedes CMU200, deren Schwerpunkt bei WCDMAliegt.Datenblatt PD 0757.6456.21 (nur englisch)VHF-FM-Transistorsender SR500E1 Als Erweiterungzu der erfolgreichen vierten transistoriertenSendergeneration SR600E1 (Leistungsbereich2,5 kW bis 10 kW) bietet Rohde&Schwarz aucheine neue Senderfamilie für den mittleren Leistungsbereich(500 W bis 1 kW) an. Die neueSendergeneration SR500E1 zeichnet sich – wieauch die Sender hoher Leistung – durch ein sehrkompaktes, übersichtliches Design aus. Die FM-Sender SR505E1 und SR510E1 sind die optimaleAusrüstung für lokale Rundfunkstationen. Wie alleSender von Rohde&Schwarz sind sie für einen störungsfreienBetrieb mit hoher Leistung bei geringenKosten über die gesamte Einsatzdauer konzipiert.Sie sind damit optimal für unbemannte Stationen,da die Sender auch fernüberwacht betriebenwerden können.Datenblatt PD 0757.6733.11TV Test Transmitter SFL Der neue Testsender –ein Spezialist für die Produktion – erzeugt Signalezum Prüfen digitaler TV-Empfänger und zum Testendigitaler TV-Strecken (terrestrisch Antenne, KabelNordamerika), siehe Beitrag auf Seite 30.Datenblatt PD 0757.6962.11TV Test Transmitter SFLDigital signals for use in production◆ Various optimized models:◆ Standard-conformant DVB and DTV– SFL-T for DVB-T standardsignals– SFL-V for ATSC/8VSB standard ◆ Wide output frequency range from– SFL-J for ITU-T J.83/B standard5 MHz to 1100 MHz◆ Antenna DVB-T◆ Large output level range for broadcast– 2k and 8k COFDMand receiver measurements◆ Operating parameters variable in a– 6 MHz, 7 MHz and 8 MHzwide range– QPSK, 16QAM, 64QAM◆ Internal test signals◆ Antenna ATSC◆ Special signals and error signals for– 8VSBlimit testing and troubleshooting◆ Cable ITU-T J.83/B– 64QAM, 256QAM– Data interleaver level 1 and level 2◆ For use in production environments:– Wear-free electronic attenuator– Fast setting times◆ Flexible input interfaces– SPI– ASI– SMPTE310◆ I/Q input for external signals◆ Sweep mode for frequency and level◆ User-defined correction tablesAcquisition, analysis and visualization of data in coverage measurements◆ Recording/viewing data from 1 to 4 ◆ Following position on map during ◆ Supports test mobiles (GSM, CDMA,(15) test mobiles simultaneously for measurement tour or replayUMTS, radio/TV/DAB/DVB), Rohde &quick and easy network comparisons ◆ Import user-own scanned maps or Schwarz test receivers (ESVD/B, ES-◆ Checking progress and quality ofvector mapsPC, ESPI, FSP, EB200, ESMB, EFA-T,measurements◆ Data converter for ROSEVAL evaluation DVQ, DVM), navigation systems (GPS◆ Selecting and sizing windows at any software and prediction tools available Placer, TP, NMEA)time, even during measurement or replationsystem) tool◆ Masterslave function◆ Integrated GIS (geographical informa-◆ Integrated database◆ Replaying recorded data (or selected◆ Search functionparts) with choice of views◆ Interference measurementMehrkanal-Bildqualitätsanalysator DVQMDer DVQM ist die Mehrkanalversion des erfolgreichenBildqualitätsanalysators DVQ. Im DVQMkann die Leistung von bis zu 12 DVQ vereintwerden. Daraus ergeben sich vielfältige Möglichkeitenzur Konfiguration, so dass der DVQMan unterschiedlichste Anforderungsprofile optimalangepasst werden kann.Datenblatt PD 0757.6510.11/21DV-HDTV-Transport- und ElementarstromsammlungBeschreibt eine Sammlung von hoch auflösendenElementar- und Transportströmen zur Verwendungmit den Geräten DVG und DVRG.Datenblatt PD 0757.6979.11/21Universal Radio Communication TesterCMU300 Der CMU300 ist das Gegenstückzum CMU200. Er testet Basisstationen für die2. Generation (GSM mit GPRS und EDGE) und3. Generation WCDMA (s.a. Beitrag in Neues vonRohde&Schwarz (2001) Nr. 170, S. 4–6.)Datenblatt PD 0757.6091.21 (nur englisch)Neue ApplikationsschriftenNoise Power Ratio (NPR: Rauschleistungsverhältnis)ist eine Ergänzungs-Software fürdas I/Q-Simulations-Programm WinIQSIM, mit derein NPR-Signal erzeugt und das resultierendeRauschleistungsverhältnis eines Messobjektes mitRohde&Schwarz-Messgeräten über den IEC-Busgemessen werden kann. Mit diesem Messverfahrenlässt sich die Linearität von Breitbandverstärkernüber einen definierten Frequenzbereichbestimmen. Weil NPR die Messzeit im Vergleichzum klassischen Wobbeln stark verkürzt, ist esbesonders für den Produktionseinsatz interessant.Appl. 1MA29Coverage Measurement Software ROMES354Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

KURZNACHRICHTENInternationalSnell&Wilcox und Rohde&Schwarz schließen Kooperationbei Rundfunk-MesstechnikDie beiden führenden Anbietervon Lösungen für das digitaleFernsehen haben auf derRundfunk-Messe IBC2001 inAmsterdam eine weltweiteKooperation vereinbart.Als erstes Resultat der Zusammenarbeitintegriert Rohde&Schwarz eine Spezialversion derbekannten TestCard M (TCM)von Snell&Wilcox optional inseine MPEG-Generatoren DVGund DVRG. Weitere gemeinsameProjekte sind geplant. DieKombination der TCM-Signalemit den Rohde&Schwarz-Produkteneignet sich aufgrund derSignalvielfalt im Entwicklungsbereichbestens zur Integrationvon Decoder-Chips in digitalenTV-Empfängern und zur Verifikationvon Set-Top-Boxen. „DiePartnerschaft, die wir eingehen,gibt uns die Möglichkeit, unseregemeinsamen Stärken zu vereinen,um für den Markt bessereLösungen als jeder andereKonkurrent anbieten zu können“,erklärt Michael Vondermaßen,Leiter des Bereichs Rundfunktechnikbei Rohde&Schwarz.Rohde&Schwarz auf derSYSTEMS 2001Auf der diesjährigenSYSTEMS war Rohde&Schwarz in der IT-Security-Area mit Lösungen zurKommuni kations sicherheitvertreten.Das Tochter unternehmenRohde&Schwarz SIT zeigteunter anderem die neuenVerschlüs selungs lösungen ausder Produkt familie TopSec, wiedas weltweit erste abhörsichereMobiltelefon TopSec GSM(Seite 49). Das erstmalsvorgestellte VerschlüsselungsgerätTopSec 703 ermöglichtneben dem Aufbau abhörsichererTelefonverbindungen zwischenISDN-Festnetz telefonenauch vertrauliche Telefonate mitdem Krypto-Handy TopSec GSM.Außerdem wurden weitere Produktezur sicheren Kommunikationüber Standleitung, Modemund ISDN sowie zur Datenverschlüsselungvorgestellt.Rohde&Schwarz undGigaWaveTech entwickelnBluetooth TestlösungenDas Rohde&Schwarz SCA Singapurund GigaWaveTech (Pte)Ltd. haben die gemeinsameEntwicklung von BluetoothTestlösungen beschlossen.Seit April 2001 arbeiten beideUnternehmen bereitsgemeinsam an einem Testsetfür die Bluetooth Designs vonGigaWaveTech. Auf der FachmesseTaitronic im Oktober inTaipeh stellten die Partner ersteErfolge vor: einen BluetoothTester auf Basis des MobilfunktestersCMU200 von Rohde&Schwarz.Stefan BöttingerTV-Hochleistungssender fürS üdafrikaDie angesehene südafrikanischeBetreiberfirma Sentech undRohde&Schwarz haben einenzweijährigen Rahmenvertragüber die Lieferung von analogenTV-Hochleistungssenderngeschlossen. Seit der Deregulierungdes südafrikanischen Rundfunkmarktesmodernisiert underweitert Sentech die vorhandeneInfrastruktur mit neuemEquipment. Das technisch hoheNiveau, auf dem Sentech arbeitet,stellt auch an seine Lieferantenhöchste Ansprüche. Dieersten 14 analogen VHF- undUHF-Hochleistungssender liefertRohde&Schwarz hierfür nochbis Ende des Jahres. Ausschlaggebendfür die Entscheidungvon Sentech war die großeÜbereinstimmung der beidenSenderreihen hinsichtlich Funktionalität,Wartung und Bedienung.Zudem überzeugte dasgute Preis/Leistungs-Verhältnis.Rohde&Schwarz wird damit derHauptlieferant für Hochleistungs-Sendetechnik von Sentech.Monika RothEMMY-Award für denTV-Mess-Sender SFQDie National Academy of TelevisionArts and Science hatRohde&Schwarz denbegehrten EMMY-Award verliehen.Ausgezeichnet wurdeder TV-Mess-Sender SFQ fürseine einzigartige Leistungsfähigkeitund seinen Beitrag zurWeiterentwicklung des digitalenFernsehens.Der EMMY-Award wird jährlichfür herausragende künstlerischeund technische Leistungenrund um das Fernsehenverliehen. Neben Schauspielernund TV-Stars werden auchGeräte ausgezeichnet, die sichmit technischen Innovationenum die Weiterentwicklung desFernsehens verdient gemachthaben. Hierfür erhielt auchder TV-Mess-Sender SFQ vonRohde&Schwarz die Auszeichnung:Mit der Fähigkeit, Signaleder wichtigen Modulationsartenaller Rundfunkstandardszu erzeugen, ermöglichtdas Messgerät die zukunftsgerechteEntwicklung und Fertigungdigitaler TV-Empfängerchipsund Set-Top-Boxen. Dieseweltweit einzigartige Funktionalitätwar der National Academyof Television Arts and Scienceden EMMY wert. Bei derfeier lichen Verleih ungs-Zeremonie am 16. Oktober inNew York erhielt Michael Vondermaßen,Leiter des BereichesRundfunktechnik bei Rohde&Schwarz, die bekannte goldeneStatuette überreicht.Bereits im vergangenen Jahrwurde ein Messgerät vonRohde&Schwarz mit dem EMMYausgezeichnet: Der BildqualitätsanalysatorDVQ erhielt damalsdie Auszeichnung für einzukunftsweisendes Prinzip derBildqualitätsbestimmung nachsubjektiven Bewertungskriterien.Die erneute Würdigung vonRohde&Schwarz-Messtechnikzeigt den hohen technologischenAnspruch der Geräte, dersich auch in der Position alsWeltmarktführer für digitale TV-Sender und -Messgeräte widerspiegelt.Foto 4380455Neues von Rohde&Schwarz Heft 172 (2001/III)

Besuchen Sie uns im Internet: www.rohde-schwarz.comNeues von Rohde & Schwarz 172 (2001/III) · PD 757.6410.11 · B42622ROHDE&SCHWARZ GmbH&Co. KG · Mühldorfstraße 15 · 81671 München · Postfach 80 14 69 · 81614 MünchenSupport Center: Tel. 018 05 12 42 42 · E-Mail: customersupport@rohde-schwarz.com · Fax (089) 41 29-137 77