Neues von Rohde&Schwarz · nach den einzelnen Zeitschlitzen der TDMA-Rahmen. Neben zwei senkrechten Streifen sind noch Neben zwei senkrechten Streifen sind noch weitere Signale …

2000/III

168

Neues von Rohde & Schwarz

Testsystem für GSM-Interferenzen

Radio Communication Testerfür TDMA und AMPS

Digitaler, VXI-basierter HF-Empfängerfür Funkaufklärungssysteme

Interferenzen stören die Kommunikation in GSM-Netzen. Die Ursachen sind vielfältig:

Außer stark ausgelasteten Netzen sind es häufig schlecht oder falsch montierte Antennen, ungenügende Einstellung der

HF-Leistung u.v.m. ROGER, der neue GSM Interference Analyzer von Rohde&Schwarz,

spürt Interferenzen auf und hilft Netz-betreibern bei der Optimierung ihrer Netze

(Seite 4).

Dr. Jürgen Schlienz; Otmar Warnierke

Dr. Matthias Wuschek

Ralf Plaumann

Rudolf Schindlmeier

Christian Zühlcke

Thomas Bichlmaier

Andreas Henkel

Theodor Fokken

Thomas Braunstorfinger; Andreas Pauly

GSM Interference Analyzer ROGER (TS9958): GSM-Interferenzen mit flächendeckenden Messfahrten automatisch erfassen............................ 4

Messzellen für Emissions- und StörfestigkeitsuntersuchungenPreisgünstige Alternativen zum Absorberraum ...........................................7

Universal Radio Communication Tester CMU200: Gefragter Mobilfunk-tester nun auch mit den amerikanischen Standards TDMA und AMPS........ 10

Universal Radio Communication Tester CMU200Beschleunigter Test von GSM-Handys ohne Signalisierung........................ 16

Bildqualitätsanalysator DVQDVQ ferngesteuert: Digitale Bildqualität zentral überwachen.................... 18

Bildqualitätsanalysator DVQDer Schlüssel zu hoher Bildqualität ........................................................ 20

Spektrumanalysatoren R3267 und R3273 von AdvantestVielseitige Komplettlösung für den Test von WCDMA/3GPP-Systemen ....... 22

HF-Empfänger EM010Digitaler, VXI-basierter HF-Empfänger mit ZF-Breitbandausgang ................ 25

I/Q-Simulations-Software WinIQSIM™ CDMA2000-Testsignale in konkurrenzloser Vielfalt...................................27

2 Neues von Rohde & Schwarz Heft 168 (2000/III)

Heft 168 2000/III 40. Jahrgang

Fachbeiträge

Software

Messungen an MPEG2- und DVB-T-Signalen (1) ...................................... 30

MIP-Überwachung in Gleichwellennetzen............................................... 35

Spektrumanalysator FSP: Fernüberwachung per Ethernet.......................... 36

Spektrum-Monitoring- und -Management-System für Sri LankaElektromagnetische Wellen enden nicht an Staatsgrenzen ........................ 40

Messtipp: Kleine HF-Pegel schnell und präzise gemessen .................... 38

Mikrowellen-Signalgenerator SMR als Mitlaufgenerator für den EMI-Messempfänger ESI ........... 39

Druckschriften..................................................................................... 43

Presse-Echo ........................................................................................ 44

Kurznachrichten.................................................................................. 45

Sigmar Grunwald

Michael Fischbacher

Ottmar Steffke

Jörg Pfitzner; Georg Schuberth

Roland Minihold

Ottmar Gerlach

Der Universal Radio Communication Tester CMU200 bewährt sich weltweit in vielen Handy-Produktionslinien als Tester für alle GSM-Varianten. Sein Funktionsumfang ist

nun um zwei „Nicht-GSM“-Netze erweitert, um die amerikanischen Standards TDMA

(IS-136) und AMPS (Seite 10). Dem Trend fol-gend, den Durchsatz in der Handy-Fertigung

immer weiter zu steigern, bietet er nun für GSM- Messungen ohne Signalisierung umfang-

reiche Möglichkeiten (Seite 16).

Neues von Rohde & Schwarz Heft 168 (2000/III) 3

Panorama

Rubriken

Impressum

Herausgeber: ROHDE&SCHWARZ GmbH&Co. KG · Mühldorfstraße 15 · 81671 MünchenSupport-Center: Tel. 018 0512 42 42 · E-Mail: [email protected] · Telefax (089)4129-137 77 · Redaktion und Layout: Ludwig Drexl, Redaktion – Technik (München) · Fotos: Stefan Huber · Aufl age 90000 · Erscheinungsweise: fünfmal pro Jahr · ISSN 0548-3093 · Bezug kostenlos über Ihre Rohde&Schwarz-Vertretung · Printed in Germany by peschke druck, München Nachdruck mit Quellenangabe und gegen Beleg gern gestattet.

Repetitorium

Applikationen

Vergleicht man die Kanalauslastung heutiger GSM-Netze mit dem Straßenverkehr, dann ist für GSM schon fast Rushhour. Neue Übertragungsverfahren wie GPRS oder EDGE verlassen in Kürze weltweit die Pilotphase und sättigen die noch zur Verfügung stehenden Kanal-Ressourcen mit paketierten Daten. Spätestens dann tritt im Wettbewerb die Frage nach hoher Netzqualität in den Vordergrund, zu der keine oder nur geringe Interferenzen zählen. Hinzu kommt, dass – je intensiver die Kanäle ausgelastet sind – das heute erfolgreich verwendete Frequency Hopping auch weniger vor Interferenzen schützt.

Störungen müssen lokal identifiziert werden

Hauptgründe für das Auftreten von Interferenzen sind – außer stark aus-gelasteten Netzen – häufig schlechte oder falsche Montage von Antennen, ungenügende Einstellung der HF-Leis-tung u.v.m. Egal, was die Ursache ist, Störungen müssen in jedem Fall lokal identifiziert werden. Und weil Handys weder ihren Ort noch die störenden Stationen preisgeben, ist dafür eine geeignete Messtechnik erfor-derlich. Mit ROGER (TS9958) hat Rohde&Schwarz ein speziell für das Aufspüren von Interferenzen optimier-tes Mess-System entwickelt (BILD 1).

So arbeitet ROGER

Bereits nach kurzer Konfiguration von ROGER kann die Messfahrt beginnen, wobei der Messablauf automatisch von bis zu vier Mobiltelefonen gesteuert wird, das Bedienen des Systems wäh-rend der Fahrt also entfällt. Hohe Fahr-geschwindigkeiten verkraftet ROGER ausgezeichnet. Die Interferenzmessun-gen laufen in drei Stufen ab [1]: • Feststellen von Interferenz en• Messen gestörter/störender Signale• Zuordnen dieser Signale zu den

aussendenden Basisstationen

Die gefundenen Signale lassen sich schon während der Messfahrt oder danach auf einem herkömmlichen PC den Basisstationen zuordnen.

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BILD 1 Das Interferenz-Mess-System ROGER ist klein und leicht für den mobilen Einsatz.

GSM Interference Analyzer ROGER (TS9958)

GSM-Interferenzen mitflächendeckenden Messfahrten automatisch erfassen

Signaldarstellung

Signaldarstellungen für zwei Messmodi stehen zur Verfügung: für C0-(BCCH)- oder für Cx-(TCH)-Messungen. Aus dem gestörten Signalgemisch filtert ROGER Frequency-Correction-Bursts (FCCHs) zum Identifizieren von C0-Trägern und stellt sie dar. Die Zeitachse dieser Messung ist ähnlich wie bei einem Fernsehbildschirm in Zeilen auf-geteilt, wobei der Zeilenumbruch so erfolgt, dass benachbarte FCCHs eines M51-Rahmens (51 TDMA-Frames) senk-recht untereinander stehen. Aufgrund des Idle-Bursts am Ende der M51-Rah-menstruktur ergibt sich für jeden gefun-denen C0-Träger eine treppenförmige Struktur. So erscheint in der Grafik des C0-Kanals der Serving Cell (SC)


Fachbeitrag

eine Treppenstruktur mit den FCCHs der SC selbst und weitere Strukturen bei C0-Interferenzen. Im Analysefenster für Nachbarkanäle oder TCH-Kanäle der SC bedeutet jede Treppenstruktur, dass C0-Störungen aufgetreten sind (BILD 2).

Die Cx-Messung analysiert das Signal-gemisch umfassender. Dabei werden Synchronisations-, Dummy-Burst- und Trainingssequenzen gefiltert und nach Zeitschlitzen gruppiert visualisiert. Die Zeitraster, in denen die gemessenen Sequenzen verschiedener Basisstatio-nen (BS) liegen, entsprechen zwei senk-rechten Streifen in der Cx-Darstellung, die für verschiedene Sender horizon-tal verschoben sind. Eine Interferenz ist sofort zu erkennen: wenn neben den beiden SC-Streifen weitere Streifen dargestellt sind (BILD 3).

Die ausgewählten Signale schwanken bei einer mobilen Messung wegen Fading, Reflexionen und weiteren exter-nen Einflüssen, so dass verschiedenste Signalmuster entstehen. Aus diesem Grund bereitet ROGER die Interferenz-analyse grafisch auf, weil das mensch-liche Auge komplexe Muster mit hoher Zuverlässigkeit analysieren kann.

Basisstationen schnell identifiziert

Für das Zuordnen von Störungen zu den in Frage kommenden Basisstatio-nen wird eine für jede BS charakteris-tische Eigenschaft herangezogen: die erwarteten Ankunftszeiten spezieller Signale am Messgerät. Sie werden aus der Messposition, der erwarteten Sendezeit und dem Standort der BTS ermittelt. Bei Anwahl einer BTS wird die erwartete Ankunftszeit ihrer Signale als Schablone auf die Sequenzgrafik gelegt. Stimmt die Lage dieser Scha-blone mit einem gemessenen Signal überein, kann dieses der gewählten Sta-tion zugeordnet werden. Bei Cx-Mes-sungen reduzieren sich die in Frage kommenden Basisstationen um den Faktor acht auf diejenigen, bei denen

BILD 2 Darstellung der FCCH-Bursts aus einem Signalgemisch auf dem C0-Kanal der SC. Deutlich erkennt man zwei FCCH-Strukturen, so dass hier eine starke C0-Störung vorliegt. Diese Signale können mit Hilfe einer Zeitschablone, deren Lage die erwartete Ankunftszeit des Signals einer Basisstation repräsentiert, zugeordnet werden. Die BTS kann als Sender des Signals identifiziert werden, wenn das gemessene Signal innerhalb der Schablone liegt.

BILD 3 Darstellung des gefilterten Signalgemischs zum Untersuchen auf Cx-Störungen, gruppiert nach den einzelnen Zeitschlitzen der TDMA-Rahmen. Neben zwei senkrechten Streifen sind noch weitere Signale zu sehen, welche eine Cx-Störung identifizieren. Diese Signale können analog zu den C0-Störungen den sendenden BTS zugeordnet werden.


Fachbeitrag

BILD 4 Leistungsbestimmung eines Störsenders an der Interferenzstelle (Power domain). Dargestellt sind die Häufigkeitsverteilungen der Leistungs-werte der Serving Cell (violett) und eines Störsenders (rot). Im oberen Häufigkeitsdiagramm lässt sich die Leistung der SC abstimmen, im unteren die des Störers. Beide Diagramme sind mit geeigneten Voreinstellungen belegt und werden benötigt, wenn eine sehr detaillierte Betrachtungsweise der Leistungsstatistik gewünscht ist. Bis zu vier Störsender lassen sich so für eine Interferenzmessung klassifizieren. Im Teildiagramm Time domain werden die Mobile-Daten im Interferenzgebiet dargestellt. Hier lässt sich die gestörte Mess-Strecke eingrenzen.

LITERATUR[1] Wanierke, Otmar: Mobile Interferenzmes-

sung in GSM-Netzen. Neues von Rohde& Schwarz (1998), Nr. 160, S. 24–25.

[2] Maier, Johann; Spachtholz, Andreas: Mess-Software ROMES3 – Daten aus Versor-gungsmessungen erfassen, analysieren und visualisieren. Neues von Rohde&Schwarz (2000), Nr. 166, S. 29–32.

Base-Station-Color- und Trainingsse-quenz-Code identisch sind (BILD 3 und 4). Die selektierte BS wird zusätzlich auf einer Karte dargestellt, wodurch sich die Ausbreitungsbedingungen von Server und Interferer vergleichend ein-schätzen lassen [1].

Leistungsbestimmung

In den oben genannten Interferenzdia-grammen sind die Leistungswerte durch entsprechende Farbwerte gekennzeich-net, wodurch die Störung prinzipiell beurteilt werden kann. Für Optimie-rungsmaßnahmen stellt das Mess-Sys-tem den dynamischen C/I-Wert nach dem Markieren der SC- und Interferer-Signale basisstationsspezifisch bereit. Die gemessenen und gemittelten Leis-tungswerte können visualisiert und bei Bedarf modifiziert werden. Eine solche Modifikation erlaubt es, die bei mobiler Messung vorhandene Dynamik der Stö-rungen zu bewerten (BILD 4). Die Ergeb-nisse der Leistungsanalyse werden schließlich in einer Datei gespeichert und ein Messreport der analysierten

Interferenzen erzeugt (BILD 5). Letzterer kann die Basis für Änderungen in der Netzplanung sein.

Hardware

ROGER besteht aus: • dem Messempfänger TS55-RX• bis zu vier Test-Mobiltelefonen ver-

schiedener Hersteller• einem GPS-Empfänger• einem Steuerrechner, bestückt mit

A/D-Wandlerkarte und Signalverar-beitungskarte

Der Messempfänger TS55-RX befin-det sich im Steuerrechner, wodurch Gewicht und Größe von ROGER recht klein ausfallen. Das Mess-System ver-wendet die Mess-Software ROMES3 von Rohde& Schwarz [2], dadurch ist moderne Bedienung und Wiederver-wendung von Positionsdatenquellen und Mobiltelefon-Anbindungen selbst-verständlich. So ermöglicht diese Soft-ware durch den Einsatz eines Indoor-Moduls sogar das Erfassen von Inter-ferenzen in Gebäuden [2].

ROGER kann optional mit einer Wegtriggerung versehen werden, so dass es neben dem Einsatz als Interferenzmessgerät auch Aufgaben der klassischen Versorgungsmessung übernehmen kann. Insbesondere die Möglichkeit zur Erweiterung mit bis zu acht zusätzlichen Mobilte-lefonen unterschiedlicher Standards (GSM900/1800, CDMA, GPRS), erlaubt die platz- und kostensparende Lösung verschiedener Aufgaben mit einem Gerät.

Dr. Jürgen Schlienz; Otmar Warnierke

Näheres unter Kennziffer 168/01

BILD 5 Messreport für die gefundenen Interferenzen. Die Werte werden nach einer identifizierten Interferenz automatisch erstellt.


Fachbeitrag

Messzellen für Emissions- und Störfestigkeitsuntersuchungen

Preisgünstige Alternativen zum AbsorberraumDie Durchführung von Messungen zum Nachweis der Einhaltung einschlägiger Regelungen über Störaussendung und -festigkeit von elektronischen Geräten erfordert entweder ein eigenes Prüflabor oder das Einschalten eines externen Dienstleisters. Gerade für kleine und mittelständische Unternehmen, die häufig derartige Messungen durchzuführen haben, kann beides teuer werden. Eine Alternative hierzu bieten kompakte Mess-Systeme, die entwicklungsbegleitende Messungen und die Vorbereitung auf die Endabnahme im eigenen Entwicklungs-labor ermöglichen. Rohde&Schwarz hat mehrere Messzellen im Programm, die zusammen den Frequenzbereich von 150 kHz bis 40 GHz abdecken und sich teilweise auch mit Klimakammern ausrüsten lassen (BILD 1).

Messung im eigenen oder im externen Prüflabor?

Normgerechte Messplätze und -Sys-teme erfordern viel technisches Know-how, eine umfangreiche messtechni-sche Ausstattung und in der Regel auch geschirmte Absorberräume. Die hier-für notwendigen Investitionen (meh-rere Hunderttausend bis einige Mil-lionen DM) sind für kleine oder mit-telständische Unternehmen kaum ren-tabel. In vielen Fällen wird deshalb ein externes Prüflabor hinzugezogen. Allerdings schlagen die Kosten für das vollständige Durchführen der Messun-gen bei einem externen Dienstleister mit Stundensätzen zwischen 200 DM und 500 DM zu Buche. Es lohnt sich also zu überlegen, welche Leistungen durch das Beschaffen nur eines Teils der not-wendigen Messtechnik im eigenen Ent-wicklungslabor selbst erbracht werden können. Bereits mit relativ geringen Investitionen lassen sich entwicklungs-begleitende Messungen (Pre-Compli-ance-Tests) im eigenen Haus durchfüh-ren, wodurch das Einschalten eines entsprechend ausgestatteten externen Prüflabors nur noch für die Endab-nahme (Compliance-Test) notwendig ist. Dies ermöglicht nicht nur deutli-che Kosteneinsparungen, sondern auch Zeitvorteile durch einen geringeren Versand- und Reiseaufwand.

S-LINE: Messumgebung für Frequenzen bis 1 GHz

Kostenoptimierte Ausstattungspakete für das Durchführen entwicklungs-begleitender Emissions- und Störfes-tigkeitsmessungen im Frequenzbe-reich von 150 kHz bis 1 GHz hat Rohde&Schwarz bereits vor einigen Jahren entwickelt [1]: Das Anwen-dungspaket für Emissionsmessungen besteht aus einem EMI- Messempfänger

BILD 1 M-LINE mit Klimakammer: Damit können Messobjekte im Tempe-raturbereich von –25ºC bis +50 ºC auf ihre EMV-Eigenschaften getestet werden. Foto 43418/10


Fachbeitrag

ESPC, einer geschirmten Messzelle S-LINE (TEM-Leitung) und einem PC mit der EMV-Software ESPC-K1. Die kom-pakte EMV-Messzelle findet aufgrund der geringen Abmessungen von nur 1,5 m x 1 m x 1 m (S-LINE 1000) bzw. 1 m x 0,8 m x 0,8 m (S-LINE 700) in praktisch jedem Entwicklungslabor Platz (BILD 2). Die S-LINE bietet eine hohe Schirmdämpfung von mehr als 60 dB und gewährleistet bei Störfestig-keitsuntersuchungen eine gleichmäßige Feldstärke im Prüfvolumen (max. 50 cm x 50 cm x 50 cm). Das Prüfobjekt ist durch die große Türöffnung an der Frontseite der Kammer leicht zugäng-lich und kann durch das geschirmte Fenster und die Kammerbeleuchtung während der Messungen gut beobach-tet werden.

Für die Messung der Störfestigkeit besteht die Messanordnung – neben der S-LINE – aus einem Signalgenerator mit HF-Verstärker, einem Leistungsmes-ser und einem Feldsensor. Je nach Art der eingesetzten Geräte lassen sich dabei im Frequenzbereich 150 kHz bis 2 GHz Feldstärken von über 50 V/m erreichen. Ein PC mit der Software EMS-K1 übernimmt auch hier das Steu-ern und Überwachen der Messanord-nung sowie das Erfassen und Auswer-ten der Messergebnisse entsprechend der jeweiligen Normen.

Die S-LINE ist zudem in einer speziellen Produktionsversion verfügbar, die sich für die Integration in eine automatische Fertigungslinie eignet. Diese Version verfügt über ein selbständig schließen-des Schott an der Rückseite, über das die Prüfobjekte durch ein automatisches Zuführungssystem in die Messzelle ein-gebracht werden können.

M-LINE: Messungen im Frequenzbereich über 1 GHz

Aufgrund der stark zunehmenden Nut-zung des Frequenzspektrums über 1 GHz durch die drahtlose Sprach- und Datenkommunikation steigen auch die Anforderungen an die Messung er-

BILD 2 S-LINE ist eine sehr kompakte und kos-tengünstige EMV-Messzelle, die für das Durchfüh-ren von Emissions- und Störfestigkeitsmessungen an Prüfobjekten bis zu einer Größe von 500 mm x 500 mm x 500 mm eingesetzt werden kann.

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BILD 3 An der linken Innenwand der M-LINE ist ein Hornstrahler befestigt, über den ein Signal in die Zelle eingespeist bzw. Abstrahlungen des Messobjekts empfangen werden können.

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wünschter und unerwünschter Aussen-dungen der beteiligten Geräte. Derar-tige Messungen sind beispielsweise bei der Typprüfung von Endgeräten und in den einschlägigen EMV-Nor-men vorgeschrieben. Einige dieser Normen decken bereits seit längerem den Mikrowellenbereich ab (z.B. MIL-STD 461/462D, ISO11452), wäh-rend andere hinsichtlich einer Aus-weitung des Frequenzbereiches für Störfestigkeitsprüfungen von 1 GHz auf 2 GHz (z.B. IEC 61000-4-3) erst vor kurzem überarbeitet wurden. Im Bereich der Typprüfung von Geräten für die drahtlose Sprach- und Daten-kommunikation – z.B. Bluetooth – sind gestrahlte Spurious-Emmissions-Mes-sungen bis 13 GHz notwendig.

Rohde&Schwarz hat daher auf der Basis der EMV-Messzelle S-LINE eine neue Messzelle für die Anwendung im Mikrowellenbereich entwickelt [2]. Im Gegensatz zur S-LINE dient hier wegen der höheren Frequenzen anstatt einer symmetrischen TEM-Leitung eine eingebaute Antenne zur Feldeinkopp-lung.

Aufbau und EigenschaftenDie äußeren Abmessungen der M-LINE entsprechen denen der S-LINE 1000. Um Reflexionen zu vermeiden, ist die Zelle mit 21 cm hohen pyramiden-förmigen Absorbern ausgekleidet. Sie weisen bei einer Frequenz von 1 GHz eine Dämpfung von 30 dB auf, die bei höheren Frequenzen sogar bis auf einen Wert von 50 dB ansteigt. Die Messzelle erreicht somit im nutzba-ren Frequenzbereich von 0,8 GHz bis 40 GHz eine Reflexionsdämpfung von 25 dB bis zu 35 dB in einem ruhigen Volumen von 40 cm Durchmesser. Für Störfestigkeitsuntersuchungen kann in der M-LINE eine „homogene Fläche“ von 30 cm x 30 cm erzeugt werden, bei einer maximalen Entfernung zwi-schen Antenne und Messobjekt von 70 cm. Optional kann die M-LINE auch mit einem halbautomatischen Messobjekt-Positionierer ausgestattet werden. Je nach Anwendung und Fre-quenzbereich lassen sich unterschied-

lichste Antennen wie Hornstrahler, zir-kular polarisierte oder kleine logarith-misch-periodische Antennen einsetzen (BILD 3).

Messungen mit verschiedenen Anten-nen zeigen, dass im Inneren der M-LINE bei 200 W Verstärkerleistung im Frequenzbereich von 1 GHz bis 7,5 GHz Feldstärkewerte von typisch 100 V/m erzielbar sind. Zwischen 7,5 GHz und 18 GHz erzielt man mit gleicher Leistung sogar typisch 200 V/m.

Für Messungen unter extremen Umge-bungsbedingungen – besonders bei Typprüfungen –, lässt sich die Mess-zelle mit einer Temperaturkammer aus-statten (BILD 1). Damit kann das Prüf-objekt Temperaturen zwischen –25°C und +50°C ausgesetzt werden. Die Temperaturen in der Kammer lassen sich dabei über ein integriertes Bedien-feld manuell einstellen oder über eine serielle Schnittstelle fernsteuern.

Anwendungsschwerpunkte M-LINEDie M-LINE wurde speziell für Messun-gen im Mikrowellenbereich an kleinen Messobjekten entwickelt. Sie eignet sich dabei für entwicklungsbegleitende Emissions- und Störfestigkeitsmessun-gen in einem Frequenzbereich von 0,8 GHz bis 40 GHz. Darüber hinaus lässt sich die M-LINE auch zur Durch-

LITERATUR[1] Göpel, Dr. Klaus-Dieter: „EMV-Messzelle

S-LINE: Kompakte EMV-Messzelle mit hoher Feldhomogenität und weitem Frequenzbe-reich. Neues von Rohde&Schwarz (1996), Nr. 151, S. 7–9.

[2] Wuschek, Dr. Matthias: Ruhige Messum-gebung für Frequenzen im GHz-Bereich. EMV-ESD, Nr. 1/2000, S. 14–15.

führung von HF-Tests über die Luft-schnittstelle in der Produktion einset-zen. Diese Art von Messungen sind bei vielen Produkten, die mit Fre-quenzen über 800 MHz arbeiten – wie beispielsweise HF-Baugruppen, Mobil- oder Satellitentelefone – erfor-derlich. Bei der Entwicklung der Mess-zelle wurde dabei bewusst eine untere Grenzfrequenz von 800 MHz ange-strebt, damit auch Mobiltelefone, die im GSM900-Band arbeiten, geprüft werden können.

Fazit

Solche Kleinsysteme sind in Abhängig-keit von der Ausstattung bereits für deut-lich weniger als 100 TDM erhältlich. Durch den geringeren Zeitaufwand für die Durchführung von entwicklungsbe-gleitenden Messungen sowie durch die Kosteneinsparungen für externe Dienstleistungen ist eine Amortisation innerhalb kurzer Zeit möglich.

Dr. Matthias Wuschek

Kurzdaten S-LINEFrequenzbereich 150 kHz…2 GHzEingangsleistung 100 W CW max.Eingangsimpedanz 50 ΩUniform Area S-LINE 1000 ca. 50 cm x 50 cm S-LINE 700 ca. 35 cm x 35 cm

Kurzdaten M-LINEFrequenzbereich 800 MHz…40 GHzEingangsleistung 200 W CW max.Ruhiges Volumen 400 mm Durchmesser (mit einer Reflexions dämpfung typ. ≥35 dB)

Näheres Leserdienst Kennziffer 168/02


Fachbeitrag

Der digitale Standard TDMA

TDMA (Time Devision Multiple Access) ist ein Mobilfunknetz nach dem Stan-dard TIA/EIA-136, ein System, ähn-lich GSM. In den USA und Süd-amerika wird TDMA im US-Cellular- Band (800 MHz) und dem PCS-Band (1900 MHz) angewendet. Mit der Software CMU-K27 und -K28 deckt der CMU200 beide Varianten ab. Die geringe TDMA-Kanalband-breite von lediglich 30 kHz wurde aus Gründen der Kompatibilität zum analogen AMPS-Kanalraster gewählt. Tatsächlich ist TDMA eine digitale Erweiterung von AMPS und wird des-halb auch „DAMPS“ (Digital AMPS) genannt (Details zu AMPS Seite 14).

TDMA verdreifacht die Kapazität von AMPS bei besserer Sprachqualität. TDMA-Handy-Besitzer nutzen die Vor-teile des digitalen Systems hauptsäch-lich in den Ballungsgebieten, wäh-rend den Anwendern in den Weiten des amerikanischen Kontinents die ausgezeichnete Flächen deckung von AMPS zugute kommt.

TDMA bringt in der 30-kHz-Band-breite drei Gespräche unter, wozu die Zeit in 40-ms-Rahmen mit je sechs Zeitschlitzen zu 6,66 ms eingeteilt wird. Ein Gespräch belegt dabei zwei Zeitschlitze, jeweils den 1. und 4., 2. und 5. oder 3. und 6.; das Handy sendet also jeden dritten Zeitschlitz einen Burst.

Die Modulationsart ist π/4-DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying). Mit jedem Burst werden 162 Symbole übertragen. Das sind 324 bit, da jedes Symbol zwei Bit codiert.

Universal Radio Communication Tester CMU200

Gefragter Mobilfunktester nun auch mit den amerikanischen Standards TDMA und AMPS

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Fachbeitrag

Der Universal Radio Communication Tester CMU200 (BILD links) bewährt sich weltweit in vielen Handy-Produk-tions linien als Tester für alle GSM- Varianten. Sein Funktionsumfang ist nun um zwei „Nicht-GSM“-Netze erweitert, um die amerikanischen Standards TDMA (IS-136) und AMPS. Anders als in Europa konkurrieren in den USA die drei Mobilfunknetze GSM, CDMA (IS-95) und TDMA (IS-136). Außer in den USA gewinnt TDMA in Südamerika mehr und mehr an Bedeu-tung, wodurch sich der TDMA-Markt nochmals deutlich vergrößert. Dane-ben existiert als viertes System immer noch das analoge AMPS als zweiter Modus bei CDMA- und TDMA-Handys, so dass ein Funkmessplatz für Produk-tion und Service dieser Geräte auch den Standard der 1. Netzgeneration beherrschen muss.

Die TDMA-Messungen im Detail

Ähnlich wie bei GSM bietet der CMU200 [1] auch bei TDMA für alle Messungen übersichtliche Pop-up-Menüs, sein Bedienkonzept ist für alle Netze identisch. Einmal für ein Netz erstellte Fernsteuerprogramme lassen

sich größtenteils auch für andere Netze verwenden.

Für die meisten Messungen bietet der Messplatz Statistikauswertung und automatische Grenzwert-Überprüfung, wobei Signalprozessoren die Mittelun-gen im Hintergrund durchführen. Damit ist die Messzeit nicht durch die weniger schnelle Bildausgabe beeinträchtigt.

Neben Messungen bei aufgebauter Ver-bindung (Signalling-Betrieb) stehen die Messungen alternativ auch im Non-Sig-nalling-Betrieb zur Verfügung. Letztere eignen sich für Module, die keinen kompletten Verbindungsaufbau ermög-lichen. Für Messungen daran sind Sender und Empfänger des CMU200 im Frequenzbereich von 10 MHz bis 2,7 GHz unabhängig voneinander ein-stellbar und nicht an Frequenzbänder und Kanalraster gebunden.

Power Versus TimeDas zeitlich exakte Ein- und Ausschal-ten der Leistung ist essenziell für TDMA-Systeme. Die Messvorschrift schreibt bei der Power-Versus-Time-Messung ein 100-kHz-Messfilter vor. Da es sich um kein „ Matched Filter“ handelt, ist die Leistung selbst bei Symbolzeitpunkten

BILD 1 Ergebnisse einer Power-Versus-Time-Messung mit achtfachem Oversampling in Toleranzmaske. Ein defektes Handy würde das Gespräch im Nachbarzeitschlitz stören.

BILD 2 Gleichzeitige und übersichtliche Darstellung aller Ergebnisse der Modulations analyse mit dem CMU200.

nicht konstant. Die Darstellung der Power-Versus-Time-Messung bietet ein- oder achtfaches Oversampling. Die starken, modula tionsartbedingten Leis-tungseinbrüche sind erst bei einem Faktor 8 erkennbar (BILD 1).

Die „Leakage Power“ ist die Sende-leistung des Handys zwischen den Bursts. Hier ist ein maximaler Pegel von –60 dBm zugelassen. Große Sende-leistungen des Handys erfordern eine hohe Messdynamik; so bedingen bei-spielsweise 30 dBm Sendeleistung eine Messdynamik von 90 dB für das Über-prüfen des geforderten Ausschaltpe-gels. Mit einem Messfilter von 100 kHz Bandbreite ist dies in ein- und der-selben Messung nicht möglich. Der CMU200 geht hier automatisch in eine Zweischrittmessung mit Bereichsanpas-sung über und gewährleistet damit eine ausreichende Dynamik.

Bei der Power-Versus-Time-Messung im Signalisierungsmodus bietet der CMU200 als zweite Messapplikation das Überprüfen des sog. „Shortend Burst“. Diesen verkürzten Burst nützt das System für die Zeitschlitzsynchro-nisation während der Kanalwechsel und beim Verbindungsaufbau. Wird


Fachbeitrag

diese Applikation angewählt, dann „provoziert“ die Signalisierungseinheit des Messplatzes automatisch Shortend Bursts vom Handy und wertet sie bei der Power-Versus-Time-Messung aus.

ModulationsanalyseDie Modulationsqualität wird mit der „Error Vector Magnitude“ (EVM-Mes-sung) erfasst. Der Messplatz ermittelt dazu den Fehlervektor, den Vektor zwi-schen idealem und gemessenem Signal, jeweils zu Symbolzeitpunkten und gibt den Betrag als Kurve über der Zeit aus. Aus diesem Datensatz werden noch weitere Kenngrößen wie der Spitzen-wert (Peak EVM) und der Effektivwert (RMS EVM) berechnet.

Bevor sich der gemessene Datensatz für die EVM-Bestimmung verwenden lässt, müssen weitere Modulationsfehler wie Frequenzfehler, Timing-Fehler, Origin Offset und I/Q Imbalance bestimmt und im Datensatz korrigiert werden. Laut Definition tragen sie nicht zur EVM bei und sind als eigene Fehler-quellen zu betrachten. Der CMU200 berechnet alle diese Ergebnisse gleich-zeitig und stellt sie übersichtlich dar (BILD 2).

Bei der Modulationsanalyse bietet der CMU200 zwei weitere Applikatio-nen: Die Phasenfehler- und die Mag-nitude-Error-Messung. Diese wichtigen Kenngrößen werden wie die EVM als Kurven und als Zahlenwerte darge-stellt. Das Overview-Menü der Modula-tionsanalyse bietet eine Zusammenfas-sung aller Zahlenergebnisse auf einen Blick (BILD 3). Die schnelle Wiederhol-rate der Messungen erlaubt dabei den Abgleich von Handy-Parametern in Echtzeit.

Spektrum-MessungenDie Vorschrift sieht hier Messungen in den drei nächsten Nachbarkanälen vor, jeweils über und unter dem eigenen Kanal. Man unterscheidet dabei zwei Arten von Störspektren. Zum einen die Schalttransienten, hervorgerufen durch das Ein- und Ausschalten der Leistung. Sie befinden sich am Anfang und am Ende des Bursts (spectrum due to swit-ching). Diese Spektralanteile werden durch eine Spitzenwertmessung (ACP Peak) ermittelt.

Die zweite Art Störspektren werden durch die Modulation hervorgerufen (spectrum due to modulation). Die Spek-tralanteile lassen sich durch eine Mit-

telung der Nachbarkanalleistung über einen definierten Bereich in der Mitte des Bursts ermitteln (ACP RMS). Auch hier präsentiert sich der CMU200 mit höchster Messgeschwindigkeit. Er erfasst mit einer breitbandigen Mes-sung alle sieben zu untersuchenden Kanäle auf einmal (BILD 4) und wertet die Ergebnisse statistisch aus.

Für tiefergehende Untersuchungen bei-spielsweise eines „Ausreißers“ lässt sich einer der Kanäle im Zeitbereich darstellen und mit der Applikation ACP Time Domain auswerten. Damit können die Ursache für eine überhöhte Nach-barkanalleistung, z.B. zu große Swit-ching-Transienten an einer der beiden Flanken, analysiert werden (BILD 5).

EmpfängermessungenEmpfängermessungen sind meist Bit-fehlerratenmessungen (BER, Bit Error Rate); sie befinden sich beim CMU200 im Menü Receiver Quality. Der TDMA-Standard sieht für BER-Messungen einen Spezialmodus des Mobiltelefons vor, mit dessen Hilfe es unmittelbar – d.h. ohne Signalisierung – einen Sprachkanal aufbaut und die empfan-genen Daten zur Auswertung an den Tester zurückschickt (Loop Back). Des-

BILD 3 Zusammenfassung aller Zahlenergebnisse der Modulationsanalyse im Overview-Menü.

BILD 4 Spectrum due to modulation. Für alle Kanäle wird – neben den aktuellen Werten – der Langzeit-Spitzenwert (ACP Peak (Peak)), der max. Effektivwert (ACP Peak (RMS)) und der gemittelte Effektivwert (ACP Avg (RMS)) ausgegeben.


Fachbeitrag

halb ist die BER-Messung bei TDMA in der Funktionsgruppe Non Signal-ling untergebracht. Der HF-Generator erzeugt den Sprachkanal mit Zufalls-daten, auf den sich das Funkgerät per Service Mode synchronisiert. Das Aus-werten der Bitfehler geschieht dann im Receiver-Quality-Menü.

Während einer aufgebauten Verbin-dung sendet das Handy Informa tionen zur Basisstation. Sie dienen der Ent-scheidungsfindung darüber, ob der eigene Sendepegel angepasst oder das Gespräch an eine andere Basis-station übergeben werden muss. Der CMU200 stellt alle vom Handy gesen-deten Informationen im Receiver-Qua-lity-Menü zur Verfügung (BILD 6).

Die Werte BER und RSSI (Radio Signal Strength Indicator) beziehen sich auf den eigenen, gerade aktiven Sprachka-nal. BER ist die Bitfehlerrate in groben Stufen, die das Handy beim Empfan-gen erkennt. RSSI ist die Leistung der Basisstation, wie sie an der Handy-Antenne gemessen wird. Außer Infor-mationen über den eigenen Kanal über-mittelt das Handy Leistungsmesswerte über bis zu 24 weitere Nachbarkanäle. Per Signalisierung erfährt es, welche

Kanäle protokolliert werden sollen. Im Menü Connection Control/Network lässt sich diese Liste auswählen.

Hand OffsNatürlich beherrscht der CMU200 die grundlegenden Signalisierungen wie Registrierung, Verbindungsaufbau, Kanal- und Zeitschlitzwechsel. Da TDMA-Handys meist die drei Systeme TDM (800 MHz), TDMA (1900 MHz) und AMPS beherrschen, spielen außer-dem „Hand Offs“, d.h. Wechsel zwi-schen diesen Systemen, eine wesentli-che Rolle. Der CMU200 bietet Hand Offs von jedem der drei Netze in jedes beliebige andere.

Hand Offs dienen nicht nur zum Test von Handys. In der Fertigung werden sie auch dazu verwendet, möglichst schnell von einem Band oder Netz in das nächste zu gelangen und damit die Zeit für das erneute Registrieren und den Verbindungsaufbau zu sparen.

Eine interessante Eigenschaft des CMU200 ist die Möglichkeit zur Defi-nition des Verhaltens nach dem Verbin-dungsabbruch im neuen Netz. Zwei Varianten kommen in Frage: Es existiert der alte Control Channel im alten Netz

noch, oder es wird ein neuer Control Channel im neuen System aufgebaut. Hier interessieren das Verhalten des Handys und die Roaming-Zeit, d.h. die Zeit, die das Handy braucht, um den Control Channel zu finden und sich gegebenenfalls erneut zu registrie-ren. Das Hand-Off-Menü unterscheidet zwischen komplettem Hand Off und dem Hand Off mit „Fallback“. Letzte-rer bezeichnet die Rückkehr in das Ausgangsnetz nach Abbruch der Ver-bindung.

Other CallsEine Zwischenstufe auf dem Weg zu TDMA ist der Standard IS-54. Zwar nutzt er die analogen AMPS-Steuer-kanäle, der Sprachkanal ist aber bereits digital. Dieser Zwischenschritt verdreifachte die Sprachkanalkapazi-tät. Noch heute ist dieser Mechanismus im System enthalten. Mehr noch: Ist ein Handy in einem der drei Netze registriert, erlaubt das Protokoll den Ver-bindungsaufbau direkt in jedes andere Netz. Der CMU200 beherrscht auch diese Varianten.

BILD 5 Überhöhte Nachbarkanalleistung durch zu große Switching- Transienten.

BILD 6 „Mobile Assisted Hand Off“ (MAHO): Die vom Handy an die Basisstation gesendeten Informationen listet der CMU200 im Receiver-Quality-Menü der Signalling-Funktionsgruppe auf.


Fachbeitrag

AMPS-Messungen im Detail

Hier kommt die klassische Analogmess-technik zum Einsatz, in welcher der CMU200 wegen seines flexiblen, auf Signalprozessoren basierenden Mess-konzepts ebenfalls zu Hause ist. Die Messungen gliedern sich in FM- und Audiomessungen für Sender und Emp-fänger. Natürlich bietet der CMU200 auch für AMPS die Messungen im Signalling- und im Non-Signalling-Modus, d.h. während der normalen Sprachverbindung und im Service-Modus. Im Non-Signalling-Modus ist der gesamte CMU200-Frequenzbe-reich von 10 MHz bis 2,7 GHz mit einer Auflösung von 1 Hz nutzbar. Dadurch eignet sich dieser Betrieb auch für Messungen an Modulen oder für die Analyse der Zwischenfrequen-zen.

Für Audiomessungen steht die Option CMU-B41 zur Verfügung, die aus-schließlich auf digitaler Signalverar-beitung basiert. Die Filter im Audio-pfad lassen sich in weiten Grenzen einstellen. Damit die Bedienung trotz großer Flexibilität so einfach wie mög-lich bleibt, entsprechen beispielsweise die Voreinstellungen der Filter und Sig-

nalpfade jeweils denen in der Mess-vorschrift.

Die Menüs Analyzer/Generator bzw. Overview liefern im Signalling-Modus einen schnellen Überblick über die wesentlichen Messungen und Einstel-lungen (BILD 7).

SendertestsDas Menü TX Tests/Modulation führt alle statischen Sendermessungen gleich-zeitig durch (BILD 8). Mit „statisch“ sind hier Messungen gemeint, die mit kon-stanten Geräteeinstellungen kontinuier-lich ablaufen.

Die Messung von Sender-Hum&Noise erfordert eine Sequenz aus zwei Schrit-ten und ist deshalb von den statischen Messungen getrennt. In dieser Appli-kation werden jeweils zwei Audio-Hub-Messungen – einmal mit vorgegebe-nem Generatorpegel und einmal ohne – durchgeführt. Dabei wird der Emp-fänger mit einem modulierten HF-Trä-ger beaufschlagt. Die zweite Messung erfasst den „Brumm“ (Hum), der vom Übersprechen des Demodulators her-rührt. Das Hum&Noise-Ergebnis ist dann das Verhältnis der beiden Mess- Ergebnisse in dB.

BILD 7 Schneller Überblick über die wesentlichen Messungen: Links sind die Analysator-Ergebnisse und -Einstellungen zu sehen, rechts die Generatoreinstellungen.

BILD 8 Menü TX Tests/Modulation: Rechts sind alle aktuellen Geräteein-stellungen zu finden. Frequenz sowie NF-Generatorpegel und -Frequenz lassen sich mit den Softkeys auf der rechten Seite einstellen.

Der analoge Standard AMPS

AMPS (Advanced Mobile Phone System) ist ein analoger Standard der ersten Generation und beruht auf Fre-quenzmodulation im 800-MHz-Band [2]. Die Kanalbandbreite beträgt wie bei TDMA 30 kHz. Die Signalisie-rungsinformationen werden teilweise in Form einfacher Töne (SAT und ST), bei längeren Telegrammen – vor allem auf dem Control Channel – als PSK-moduliertes NF-Signal mit 10 kBit/s übertragen.

Das „alte“ analoge AMPS ist aus der Mobilfunkwelt Nord- und Süd-amerikas noch nicht wegzudenken, sein einzigartiger Vorteil liegt in der ausgezeichneten Flächendeckung. Der CMU200 beherrscht neben den modernen Netzen auch AMPS, den CDMA- und TDMA-Handys als zwei-ten Modus immer auch beinhalten. Diese Kombination nutzt die Vorteile beider Techniken, nämlich die gute Abdeckung von AMPS und die Vor-teile digitaler Netze. Die Option CMU-K29 erweitert den Radio Com-munication Tester CMU200 um AMPS und festigt damit seinen Ruf als umfassender Multimode-Tester.


Fachbeitrag

Ein besonderes Merkmal ist die Appli-kation AF Level Search. Sie sucht den-jenigen Pegel des CMU200-NF-Gene-rators, bei dem sich der gewünschte Zielhub des Handy-Modulators einstellt. Da für alle Modulationsmessungen ein genau definierter Hub des Handy-Sen-ders gefordert wird und die Hub-Steil-heit von Gerät zu Gerät schwankt, ist dies ein äußerst effi zientes Mittel zum Erfüllen der Messvoraussetzung. Bei dieser Suchroutine lassen sich der Start-pegel und die Genauigkeit, mit welcher der Zielhub getroffen werden muss, frei wählen. Da der notwendige NF-Pegel meist in etwa bekannt ist, kann die benötigte Messzeit auf einen Sekun-denbruchteil reduziert werden. Das ist weder per IEC-Bus-Suchroutine noch durch Handbetrieb erreichbar.

Eine aufwendige Sendermessung ist das Überprüfen des NF-Frequenz-gangs. Laut Vorschrift ist hierzu ein zeitintensiver Sweep über den Audio-frequenzbereich durchzuführen. Der CMU200 bietet alternativ mit dem Menü TX Audio Frequency Response eine viel schnellere Methode: Er erzeugt gleichzeitig bis zu 20 Töne, die in Frequenz und Pegel frei einstell-bar sind. Mit diesem Signalgemisch

wird der Handy-Sender moduliert. Der Analyseteil misst die Pegel der emp-fangenen und demodulierten Töne. In einem einzigen Durchgang wird so der Audiofrequenzgang überprüft (BILD 9).

EmpfängertestsIm Menü RX Tests (BILD 10) finden sich tiefergehende Empfängermessungen. Ausgewertet wird hier das vom Handy demodulierte NF-Signal. Der NF-Ana-lysator misst gleichzeitig Effektivwert, SINAD und Klirrfaktor. Für eine maxi-male Messgeschwindigkeit in der Ferti-gung verfügt der CMU200 über einen speziellen SINAD-Fernsteuerbefehl mit wählbarer Länge des Messintervalls.

Die Empfänger-Hum&Noise-Applika-tion ist eine Zweischrittmessung. Hier wird der „Brumm“ auf dem demodulier-ten NF-Signal gemessen, welcher etwa durch Übersprechen des Handy-Sen-ders auf den Demodulator entsteht.

Die Applikation Sensitivity misst die Empfängerempfindlichkeit. Diese ist definiert als der Eingangssignalpegel, bei dem der SINAD-Wert des demo-dulierten Signals noch 12 dB beträgt. Diese aufwendige Suchaufgabe erle-

BILD 9 Überprüfung des Audiofrequenzgangs. Die voreingestellten Tole-ranzgrenzen (rot) markieren den erwarteten Pre-Emphasis-Frequenzgang des Senders. Sie sind frei konfigurierbar.

LITERATUR[1] Mittermaier, Werner; Schmitz, Walter:

Universal Radio Communication Tester CMU200 – Auf der Überholspur in die Zukunft des Mobilfunks. Neues von Rohde&Schwarz (1999) Nr.165, S. 4–7.

[2] Rösner, Thomas: Digital Radiocommunica-tion Tester CMD80 – CDMA-, AMPS- und IS-136-Messtechnik in einem Gerät. Neues von Rohde&Schwarz (1999) Nr.161, S. 10–12.

digt der CMU200 automatisch mit maximaler Geschwindigkeit.

Ähnlich wie beim Sender ist zum Über-prüfen des Empfänger-NF-Frequenz-gangs ein aufwendiger Sweep defi-niert. Alternativ bietet der CMU200 mit der Messung „RX Audio Frequency Response“ eine Multiton-Analyse an.

Modernste Messtechnik

Mit der modernen Technik des CMU200 stellt Rohde&Schwarz „alte“ Mobilfunkmesstechnik auf neue Füße und hilft so den Anwendern, den hohen Anforderungen in der Handy-Fertigung auch im AMPS-Sektor zu genügen.

Ralf Plaumann


BILD 10 Das Menü AMPS RX Tests für alle tiefergehende Empfänger-messungen. Rechts im Menü übersichtlich aufgelistet die aktuellen Generatoreinstellungen.


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Universal Radio Communication Tester CMU200

Beschleunigter Test von GSM-Handys ohne SignalisierungDie Suche nach Möglichkeiten, den Durchsatz in der Handy-Fertigung zu steigern, führt immer mehr dazu, die Signalisierung im Produktionstest zu umgehen. Diesem Trend folgend bietet der Universal Radio Communication Tester CMU200 (Bild links) für GSM-Messungen ohne Signalisierung umfangreiche Möglichkeiten in zwei Betriebsmodi an: unsynchronisierte Messungen in der Funktionsgruppe „GSM Non Signalling“ und synchronisierte Messungen mit abgeschalteter Signalisierung in der Funktionsgruppe „GSM Signalling“.

Unsynchronisierte Messungen

Diese Betriebsart ist vor allem für Mes-sungen und Abgleicharbeiten an GSM-Modulen und -Handys nützlich. Dabei führt der CMU200 alle Sender-Mes-sungen durch, die auch im Signalisie-rungsbetrieb möglich sind:• Power• Power Versus Time• Modulation• Spectrum due to Switching• Spectrum due to Modulation

In der Betriebsart Non Signalling (BILD 1) erledigt der CMU200 – ebenso wie im Signalling-Modus – Toleranz- und Template-Überprüfungen. Dazu wird die fehlende Signalisie-rungsinformation über den vom Handy gewählten Sendepegel entweder vom Anwender vorgegeben oder aus der gemessenen Leistung ermittelt.

Das Triggern der Messung kann über die HF-Leistung des vom Handy gesen-deten Bursts, von einem externen Hard-ware-Triggersignal oder im „Free run“ erfolgen. Außerdem besteht die Mög-lichkeit zur Synchronisation auf die Trainingssequenz im Burst.

In der Power-Versus-Slot- und in der Power-Versus-Frame-Leistungsmessung lässt sich mit dem CMU200 auf einfa-che Weise der zeitliche Verlauf der Leis-tung über mehrere Slots bzw. Frames beobachten. Bei diesen Messungen ermittelt der Messplatz in Echtzeit die mittlere Leistung in bis zu 512 auf-einander folgenden Zeitschlitzen bzw.

in bis zu 128 aufeinander folgenden Frames (BILD 2). Das Ergebnis steht als Tabelle zur Verfügung. Da in Echtzeit weder GSM-konforme Leistungsmes-sungen noch Template-Überprüfungen durchgeführt werden können, wertet der Messplatz hier nur einen Teil der Leistungsrampe aus und errechnet daraus die mittlere Leistung. Auf das Ermitteln der Trainingssequenz und das Überprüfen der Power-Versus-Time-Tem-plate wird dabei verzichtet. Diese Mes-sungen zeigen, ob das Mobiltelefon den Idle Burst zeitlich richtig setzt.

Bei Empfängermessungen wird der CMU200-interne GSM-Generator ein-gesetzt. Für Trainingssequenzen kann man neben den üblichen GSM-Sequen-zen (0 bis 7 und Dummy-Burst) auch alle Bits in der Trainingssequenz auf Null setzen. Zur Bitmodulation hält der GSM-Generator ein großes Angebot bereit: von „unmoduliert“ über „alle Bits auf 0“ und „pseudo random“ bis hin zu einem kompletten GSM-Dummy-Burst. Zudem besteht die Möglichkeit, nur einen oder alle Bursts innerhalb eines GSM-Frames zu senden.

Auch beim Thema Edge bietet der CMU200 in Kürze eine Lösung: Edge-Messungen werden sich im Non-Signal-ling-Betrieb mit dem Messplatz durch-führen lassen. Beim Überprüfen des Leistungsverlaufs innerhalb eines Edge-Bursts berücksichtigt er selbstverständ-lich die für Edge-Signale geänderte Power-Time-Template.

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Fachbeitrag

Synchronisierte Messungen

Der große Nachteil unsynchronisierter Messungen ist, dass damit keine Bitfeh-lerraten-Messungen an GSM- Handys durchgeführt werden können. Der CMU200 umgeht dieses Problem ele-gant: Im Signalling-Modus lassen sich alle Signalisierungsteile, die für einen Verbindungsauf- und -abbau bzw. für einen Kanalwechsel benötigt werden, überspringen. Dabei synchronisiert sich das Handy auf den Control Channel und man wechselt dann am CMU200 und am Handy auch den gewünschten HF-Kanal, ohne dass ein Signalisie-rungsaustausch zwischen Messplatz und Mobiltelefon erfolgt. Weil der Messplatz hier dem Handy nicht mit-teilen kann, auf welchen Kanal und Zeitschlitz es wechseln bzw. mit welcher Sendeleistung es senden soll, muss es diese Informationen vom Anwender bekommen – z.B. über ein Interface am Mobiltelefon. Der zusätzliche Aufwand im Messaufbau lohnt sich: wegen der fehlenden Signalisierung reduziert sich die Testzeit beträchtlich.

Weitere Artikel zum CMU200Schindlmeier, Rudolf: Universal Radio Communi-cation Tester CMU200: GSM-Leistungsmessun-gen – vielseitig, schnell und präzise. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr. 167, S. 24–25.

BILD 1 Die Universalität von GSM-Analysator und GSM-Generator im CMU200 sind im Non-Signalling-Betrieb die Basis für eine Vielzahl von Messungen an GSM-Modulen und -Handys.

BILD 2 Bei der Power-Versus-Frame-Messung misst der CMU200 die Leistung in bis zu 128 aufeinander folgenden Frames, womit sich der Leistungsverlauf des Handys über mehrere Frames überprüfen lässt. Im Beispiel führt das Mobiltelefon einen Leistungswechsel durch. Deutlich ist die Position des Idle Burst in jedem 26. Frame zu sehen.

Das Handy bleibt in dieser Betriebs-art synchronisiert, weil anders als beim Non-Signalling-Betrieb ständig ein GSM-konformer Control- und Traffic-Kanal vorhanden ist. Somit lässt sich auch eine Bitfehlerraten-Messung durch-führen. Der Anwender muss hierzu nur noch den entsprechenden Test-Loop über das Ansteuer-Interface im Handy aktivieren.

Bei Sendermessungen entspricht die Messfunktionalität des CMU200 der bei eingeschalteter Signalisierung. Lediglich die Power-Versus-PCL-Mes-sung ist nicht verfügbar, weil hier alle Leistungsstufen eines Handys auf mehre-ren Kanälen gemessen werden. Dazu muss der Messplatz mit dem Mobilte-lefon kommunizieren, was nicht mög-lich ist, weil ja in diesem Betriebsfall die Signalisierung übersprungen wird. Mit Hilfe der Power-Versus-Frame-Mes-sung lässt sich mit einem Fernsteuer-programm bei entsprechender Ansteue-rung des Handy-Interfaces und einer passenden Auswerte-Routine eine ähn-liche Funktion leicht nachbilden. Näheres unter Kennziffer 168/04

Flexibel angepasst

Das Beispiel GSM-Messungen ohne Signalisierung zeigt, dass der Universal Radio Communication Tester CMU200 den sich ändernden Bedingungen in der Produktion permanent angepasst wird. So ist er auch der erste Messplatz, der die Signalisierung im GSM-400-Band unterstützt.

Rudolf Schindlmeier


Fachbeitrag

Bildqualitätsanalysator DVQ

DVQ ferngesteuert: Digitale Bildqualität zentral überwachenDie Option Quality Explorer™ (DVQ-B1) erweitert die herausragenden Echtzeit-Analysefähigkeiten des DVQ (BILD 1) und verbindet diese mit dem Bedienungs-komfort und der Flexibilität eines Windows™-PCs. Sie sorgt für seine einfache Konfigurierbarkeit über Ethernet- oder RS-232-C-Schnittstellen. Das Paket Quality Explorer™ beinhaltet neben einer Programmierschnittstelle für kundenspezifische Windows™-Applikationen die Analyse-Software Elementary Stream Analyzer™ und die Überwachungs-Software Quality Monitor™. Beide Programme verwandeln jeden einfachen PC samt einem oder mehreren DVQs in eine kompakte, leicht zu bedienende Überwachungszentrale für digitale Bildqualität.

Der Quality Monitor™ – ein kritischer Zuschauer

Der Quality Monitor™ zeichnet konti-nuierlich den Qualitätsmesswert, die Datenrate der MPEG2-codierten Video-sequenz sowie Angaben über die Bild-aktivität auf und stellt sie übersicht-lich in einem Diagramm dar (BILD 2). Zusätzlich protokolliert er jeden Fehler, den der DVQ im digitalen Video- und Audio strom erkennt. Eine Exportfunk-tion ermöglicht das spätere Archivie-ren der Messwerte bzw. deren tiefere Analyse mit anderen Programmen, bei-spielsweise mit Microsoft Excel®. Die Kommunikation zwischen Quality Moni-

tor und DVQ geschieht wahlweise über die serielle RS-232-C- oder die leis-tungsfähigere Ethernet-Schnittstelle.

Der DVQ lässt sich vollständig über den Quality Monitor™ konfigurieren. Mit Hilfe der Ethernet-Schnittstelle können nahezu beliebig viele DVQs – bzw. digitale Fernsehprogramme – von einem einzigen Windows™-PC aus überwacht und ferngesteuert werden. Der Quality Monitor™ unter-stützt Programm anbieter und Netzbe-treiber dabei, den DVQ ohne eige-nen Programmieraufwand zur Siche-rung der geforderten QoS (Quality of Service*) einzusetzen.

Die Suche nach dem Bit im Elementarstrom

Der Elementary Stream Analyzer™ dient der schnellen Analyse MPEG2-codierter Videoströme. Im Zusammen-spiel mit dem DVQ kann er Video-Ele-mentarströme über die Ethernet- oder die RS-232-Schnittstelle aufzeichnen, analysieren und als Datei speichern (BILD 3). Liegt der zu analysierende Elementarstrom schon auf einem Daten-träger als Datei vor? Kein Problem – der Elementary Stream Analyzer™ importiert Elementar- und Transport-stromdaten in fast beliebiger Länge über seine flexible Dateischnittstelle.

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BILD 1 Der DVQ ermittelt in Echtzeit und ohne dass ein Referenzsignal erforderlich ist, subjek-tive Bildqualitätswerte.


Fachbeitrag

Weitere Neuerungen zum DVQ siehe nächste Seite.

LITERATUR* Wörner, Alexander: Digitale TV-Netze opti-

mieren – Servicequalität automatisch sichern. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr. 166, S. 38–39.

Weitere Artikel– Wörner, Alexander; Ibl, Harald: Bildquali-

tätsmesstechnik für das digitale Fernsehen. Neues von Rohde&Schwarz (1999) Nr. 161, S. 41– 43.

– Wörner, Alexander: Bildqualitätsanalysator DVQ – Über Bildqualität laufend im Bilde. Neues von Rohde&Schwarz (1999) Nr. 163, S. 4– 6.

Die Analyse umfasst alle Bereiche des MPEG2-Videokompressionsstan-dards. Von der Aufteilung des Elemen-tarstroms in seine „Sequences“ und „Groups of Pictures“ über Bewegungs-vektoren und Makro-Blöcke bis hin zur unscheinbarsten „Flag“ durchleuchtet der Elementary Stream Analyzer™ die Arbeitsweise des verwendeten MPEG2-Codecs und stellt sie übersichtlich und anschaulich zusammen. Im Elemen-tarstrom enthaltene Syntaxfehler und Abweichungen vom MPEG2-Standard werden erkannt und angezeigt. Zudem stellt er die Bildinhalte über einen ein-gebauten MPEG2-Decoder dar.

Unentbehrliches Werkzeug

Dank ausgezeichneter Analysefähigkei-ten bei dennoch einfacher Bedienung ist der Elementary Stream Analyzer™

ein hervorragendes Werkzeug für das Überprüfen und Bewerten von MPEG2-Codecs aller Art. Der Quality Explorer™ ist unentbehrlich, wenn ein DVQ oder auch mehrere in einem Netzwerk betrieben, oder wenn die erweiterten Analysefähigkeiten des „Gespanns“ DVQ – Quality Explorer™ genutzt werden sollen. Der Quality Monitor steht kostenlos zum Down-load bereit (www.rohde-schwarz.com – Products&More – DVQ – Down-load).

Christian Zühlcke

BILD 2 Der Quality Monitor™ zeichnet Messwerte des DVQ auf und stellt sie grafisch dar. Sie können gespeichert und von anderen Applikationen importiert werden.

BILD 3 Eine besondere Stärke des Elementary Stream Analyzers™ ist die anschauliche Darstellung MPEG2-codierter Daten.Näheres unter Kennziffer 168/05


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Bildqualitätsanalysator DVQ

Der Schlüssel zu hoher BildqualitätSeit seiner Einführung vor rund zwei Jahren gilt der Bildqualitätsanalysator DVQ als Pionier in der objektiven Bildqualitätsanalyse. Die neuen Conditional-Access-Optionen für PayTV, das SNMP-Remote-Interface und die zusätzliche Messfunktion Referenzmessung prädestinieren ihn als zukunftsichere Plattform für die Sicherung der Quality of Service in vielen Bereichen des digitalen Fernsehens.

Conditional Access – Optionen für verschlüsselte Signale

Seit Einführung des europäischen DVB-Standards sind viele neue PayTV-Pro-grammangebote entstanden. Verschlüs-selung von Bild- und Tondaten sowie ein sprunghafter Anstieg verfügbarer TV-Programme sind die Markenzei-chen dieses digitalen „Bezahlfernse-hens“. Die Conditional-Access-Systeme (CA) beinhalten außer der Verschlüsse-lung auch die Steuerung der Abonnen-ten-Zugriffsberechtigung. Abonnenten erhalten bei Vertragsabschluss eine Settop-Box samt zugehöriger persön-licher SmartCard und können damit die verschlüsselten Programme ihrer PayTV-Anbieter empfangen.

Zur Anpassung an neue und zukünftige Messaufgaben verfügt der DVQ über genügend Flexibilität und Leistungsre-serven, die beispielsweise für CA-Module und SmartCard-Leser genutzt werden können. Zunächst sind Module für die fünf häufigsten CA-Systeme (KASTEN) erhältlich; die Unterstützung weiterer Systeme ist in Vorbereitung.

Die neuen CA-Optionen erweitern den Anwendungsbereich des DVQ – dessen besondere Stärke in der auto-matischen Bildqualitätsüberwachung in TV-Übertragungsnetzen liegt – hin zu Übertragungskanälen mit verschlüssel-tem Inhalt. Der DVQ ist damit eine ein-zigartige Kombination von professionel-ler Settop-Box mit integrierten Messfunk-tionen für Bildqualität, Detektion von Bild- und Tonstörungen sowie umfang-reichem Error-Logging-System.

Nicht zuletzt dank dieser neuen CA-Optionen zum DVQ konnte Rohde&

BILD 1 SNMP: DVQ-Gerätedaten in MIB-Baum-struktur.

Schwarz einen Großauftrag von Europas führendem Satellitenbetreiber SES-ASTRA für das Monitoring von Bild- und Tonqualität in einem digitalen TV-Übertragungsnetz gewinnen.

zen wie LANs verwendete man bisher das – wie der Name schon sagt – „einfache“ SNMP-Protokoll zur Fernab-frage von Gerätedaten und Alarmmel-dungen. Mit der Verbreitung digitaler TV-Netze über verschiedenste Trans-portwege (Satellit, Kabel oder terrest-

Monitoring mit SNMP-Unterstützung

SNMP (Simple Network Manage-ment Protocol) ist ein standardisier-tes Protokoll für den Austausch von Geräte informationen und Alarmmeldun-gen zwischen beliebigen Mess- oder Betriebsgeräten eines Übertragungs-netzes und einer Management-Zentrale. Hauptsächlich in Kommunikationsnet-

risch) und der Notwendigkeit für ein zentrales Netz-Management ist SNMP auch im Bereich von Mess- und Betriebs-geräten der Fernsehtechnik auf dem Vormarsch.

Der DVQ verfügt in der neuesten Ver-sion über einen SNMP-Agenten. Er ist Bestandteil des Remote-Systems inner-halb der DVQ-Firmware* und kontrol-liert darin den Austausch von Mess- und


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Konfigurationsdaten des DVQ von und zu „seinem“ externen SNMP-Manager. Der SNMP-Manager seinerseits benö-tigt zur Kommunikation mit dem DVQ lediglich eine MIB-Datei (Management Information Base), in der sämtliche für den Manager zugänglichen Geräteda-ten in Form einer hierarchischen Baum-struktur beschrieben sind (BILD 1).

Der integrierte SNMP-Agent macht den DVQ zur „State of the Art“-Systemkom-ponente für die Qualitätsüberwachung in modernen TV-Übertragungsnetzwer-ken.

Neue Funktion Referenzmessung

In der Basisversion überwacht der DVQ Bild- und Tonstörungen inner-halb eines Signaleingangs und berech-net den Absolutwert der Bildqualität des eingespeisten Videosignals. Die neu integrierte Messfunktion Referenz-messung* bietet demgegenüber zwei wesentliche Funktionserweiterungen:• Gleichzeitiges Überwachen

zweier Signaleingänge (Transport-strom und ITU-R BT601)

• Messverfahren für vergleichende Bildqualitätsmessung zweier Video-signale

Das „Herzstück“ der Referenzmessung bildet ein Korrelations-Algorithmus zur automatischen und bildgenauen Berech-nung der Laufzeitdifferenz beider Mess-Signale in einem Bereich von ±5 s. Der Anwender muss keinerlei zusätzliche Einstellungen vornehmen, die automa-tisch berechnete Laufzeitdifferenz wird nach erfolgter Detektion für Kontroll-zwecke angezeigt.

Bei der vergleichenden Bildqualitäts-messung werden Einflüsse des Bild-inhalts auf den für blockartige Bildar-tefakte sensitiven Qualitätsalgorithmus eliminiert. Für Applikationen, in denen nicht der Absolutwert eines Signals, sondern vielmehr der relative Vergleich zweier Mess-Signale im Fokus des Inte-resses liegt, erweist sich der DVQ mit Referenzmessung als untrüglicher Indi-kator für Signaldegradationen. Das Ver-fahren wird beispielsweise in der Bild-qualitätsmessung am Ausgang eines MPEG2-Encoders relativ zur angeliefer-ten Signalqualität eingesetzt (BILD 2).

Kurzdaten ErweiterungenCA-OptionenEingang TS-ASI (DVB A010), 75 W, max. 50 Mbit/s Ausgang TS-ASI (DVB A010), 75 W, max. 50 Mbit/s SNMPSchnittstelle 10Base-TUnterstützte Standards SNMPv1 und SNMPv2cReferenzmessungEingangskombinationen TS-ASI/-Parallel (Input) ↔ ITU-R BT601 (Ref) ITU-R BT601 (Input) ↔ TS-ASI/-Parallel (Ref)Max. Laufzeit (Input-Ref) ±5 s


Übersicht der verfügbaren CA-Standards im DVQ

Conax (DVQ-B10)Irdeto (DVQ-B11)Mediaguard (DVQ-B12)Nagravision (DVQ-B10)Viaccess (DVQ-B10)Andere In Vorbereitung

Leistungsfähiger Partner

Mit den neuen CA-Optionen, der neuen Referenzmessung und der SNMP-Fernsteuerung etabliert sich der DVQ als vielseitiger und leistungs-fähiger Partner bei der Überwachung und Sicherung der Service-Qualität in digitalen TV-Übertragungsnetzen.

Thomas Bichlmaier

Neue Fernsteuerschnittstellen und Software-Optionen zum DVQ sind auf Seite 18 beschrieben.

* Alle Geräte – auch die bereits ausgelieferten – stellen bei Verwendung der Firmware-Version 2.0 oder höher das SNMP-Protokoll und die Funktion Referenzmessung zur Verfügung.

BILD 2 Referenzmessung am Beispiel eines MPEG2-Encoders.

MPEG2-Encoder

MPEG2-Transportstrom(Mess-Signal mit Artefakten)

DVQ mit Messfunktion Referenzmessung

ITU-R BT 601(Referenzsignal)


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Spektrumanalysatoren R3267 und R3273 von Advantest

Vielseitige Komplettlösung für den Test von WCDMA/3GPP-SystemenIn verschiedenen Ländern Europas werden derzeit UMTS-Lizenzen versteigert oder vergeben, begleitet von Schlagworten wie „mobil ins Internet, Surfen per Handy, WCDMA, 3GPP“ u.v.m. Es geht dabei um die nächste, die dritte Generation des Mobilfunks. Die Rolle des Vorreiters übernahm hier der japanische Konzern NTT, der als erster ein WCDMA-Netz entsprechend dem NTT-DoCoMo-Standard in Betrieb nahm. Advantest bietet für den, künftig auch in WCDMA-Europa geltenden Standard eine messtechnische Lösung an.

Standard verabschiedet und doch noch im Fluss

Bereits 1997 hatte Advantest, lang-jähriger Kooperationspartner von Rohde&Schwarz, Messgeräte für diesen Standard entwickelt und an

NTT geliefert. Zwischenzeitlich wurde der WCDMA-Standard nach 3GPP (3rd Generation Partnership Project) verabschiedet, wobei dieser Prozess nicht ganz abgeschlossen ist, da noch Änderungen und Ergänzungen folgen. Advantest bietet für diesen, künftig auch in Europa geltenden Standard eine messtechnische Lösung an, beste-hend aus einem Spektrumanalysator und einer Signalquelle. Wegen der lau-fenden Modifikation des Standards ist

es wichtig, die Messgeräte den Ände-rungen schnell anpassen zu können. Dies ist über Firmware-Updates pro-blemlos möglich, was den Anwendern die Sicherheit gibt, dass einmal erwor-bene Messgeräte auch künftigen Anfor-derungen gerecht werden.

Spektrumanalysator und Signal-quelle – ein vielseitiges Duo

Das von Advantest angebotene Mess-System beinhaltet den Spek-trum analysator R3273 (100 Hz bis 26,5 GHz) mit Modulationsanalyse (BILD 1 oben) oder den R3267 (100 Hz bis 8 GHz; BILD 2) sowie die WCDMA/3GPP-Signalquelle R3562 (BILD 1 unten). Mit diesem Set lassen sich sowohl Basisstationen als auch Handys und weitere künftige Benutzerterminals testen.

Neue Mobilfunksysteme und deren Komponenten werden in verschiede-nen Phasen getestet. Zu Beginn steht die Produktentwicklung, die von den eingesetzten Messgeräten ausgezeich-nete HF-Eigenschaften verlangt. Hier qualifizieren sich die beiden Spektrum-analysatoren mit einem Rauschpegel von nur –154 dBm/Hz, einem Phasen-rauschen von lediglich –145 dBc/Hz und Auflösebandbreiten von 1 Hz bis 10 MHz, um nur einige Parameter zu nennen. Zudem verfügen sie über I/Q-Eingänge, die – speziell interessant für die Entwicklung von Modulen oder Komponenten – verschiedene Messun-gen auch im Basisband auf I/Q-Ebene ermöglichen.

In der Produktion dagegen sind eine hohe Messgeschwindigkeit und die Steuerbarkeit aller Messungen über den IEC-Bus gefragt; Anforderungen, die für das Duo von Advantest spre-chen. Ein weiteres Anwendungsgebiet

BILD 1 Spektrumanalysator und Signalquelle: Eine benutzerfreundliche Komplettlösung für Mes-sungen an WCDMA/3GPP-Systemen.

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Fachbeitrag

ist das Verifizieren von gefertigten Komponenten, z.B. das Prüfen einer Basisstation entsprechend den im Stan-dard festgelegten Messungen. Hier überzeugt das Konzept von Advan-test: Die Analysatoren messen einfach per Knopfdruck alle im Standard vor-geschriebenen Parameter, denn die erforderlichen Einstellungen sind alle intern gespeichert. Andererseits sind die Geräte flexibel genug, um Abwei-chungen von den Standardwerten zu erlauben. Beides ist beim Einsatz in Reparaturstationen in der Produktion von Vorteil. Und wie gesagt: alle Mes-sungen lassen sich automatisieren.

Die hohe Messgeschwindigkeit und der Bedienkomfort der Analysatoren R3267 und R3273 beruhen auf einer Reihe automatischer Funktionen. Von besonderer Bedeutung ist etwa die opti-male Anpassung der internen Dämp-fungsglieder an den Signalpegel: Auf Pegeländerungen des Eingangssignals reagieren sie mit einer automatischen Pegelanpassung, entweder auf Knopf-druck vor jeder Messung oder kontinu-ierlich.

Zur Demodulation der Signale wird der Scrambling-Code benötigt, der mögli-cherweise unbekannt ist. In diesem Fall detektieren die Analysatoren das Signal mit Hilfe eines speziellen Modus

– sie suchen entweder nach dem SCH-Kanal oder nach dem Primary-CPICH-Kanal – und führen die Demodulation durch. Da 3GPP-Signale unterschied-liche Datenraten aufweisen können, schafft bei unbekannten Signalen eine automatische Datenratendetektion die Voraussetzungen für die Durchführung der Code-Domain-Power-Messung, die Datenraten müssen also nicht im ein-zelnen bekannt sein. Ein Beispiel für die Zusammenfassung der ermittelten Parameter des Gesamtsignals zeigt BILD 3.

Umfassende Kanalanalyse

Die Analyse der einzelnen Code-Kanäle erfolgt in der Code-Domain-Power-Darstellung, in der die Kanäle

als unterschiedliche Balken erscheinen (BILD 4). Für jeden einzelnen Kanal lassen sich Leistung, Datenrate, Code-Nummer, EVM-Wert und weitere Para-meter ablesen. Ergänzend zur grafi-schen Darstellung stehen die Ergeb-nisse in tabellarischer Form zur Verfü-gung.

Manchmal ist es notwendig, den Leis-tungsverlauf eines einzelnen Codes über der Zeit zu ermitteln. Dies ist für alle 3GPP-Codes gleichzeitig über eine Länge von einem Slot möglich. Darüber hinaus kann ein bestimmter Code über einen Zeitraum von bis zu zwei Frames analysiert werden. In Verbindung mit der Signalquelle R3562 von Advan-test lässt sich so durch Senden von Transmitter Power Control Bits (TPC) die Leistungsregelung von Benutzerter-minals oder Basisstationen testen. Da eine Erhöhung oder Reduzierung der Leistung in jedem Slot erfolgen kann, werden bei maximaler Messdauer drei-ßig Slots bzw. zwei Frames analysiert. Mit Konstellations- und Augendiagram-men lassen sich Modulationspunkte und -übergänge analysieren (BILD 5).

Sendermessungen

Mit den Analysatoren R3267 und R3273 sind praktisch alle TX-Messun-gen an Basisstationen und Benutzer-terminals durchführbar, mit Ausnahme der TX-Power-Control-Messung. Für diese Messung ist immer eine Signal-quelle nötig, beispielsweise die R3562 von Advantest. Diese erzeugt die TPC-

BILD 3 Ergebnisübersicht der Messparameter eines 3GPP-Signals.

BILD 2 Spektrumanalysator

R3267 mit dem Frequenzberich

100 Hz bis 8 GHz.

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Fachbeitrag

Information und ermöglicht so das Über-prüfen der Leistungsregelung.

Empfängermessungen

Auch RX-Messungen erfordern eine Signalquelle. Die Empfindlichkeit von Messobjekten wird über eine Bitfehler-ratenmessung (BER) ermittelt, die ein in der Signalquelle implementierter BER-Zähler durchführt. Sie liefert 3GPP-Sig-nale in Echtzeit (Real Time Coder) und generiert Radio Frames einschließlich Convolution, Interleaving und Coding. Dabei können PN9- und PN15-Sequen-zen verwendet werden.

In allen Standards zuhause

Die Advantest-Spektrumanalysatoren R3267 und R3273 sind nicht auf WCDMA/3GPP beschränkt und arbei-ten optional auch mit allen anderen bedeutenden Mobilfunkstandards wie GSM, EDGE, DECT, Bluetooth, CDMA2000, IS-95, PDC, PHS, IS-136, AMPS, JTACS, NTACS. Bei der Imple-mentierung mehrerer Standards genügt dann ein einfacher Knopfdruck für den Wechsel.

Andreas Henkel

Kurzdaten R3267 und R3273Frequenzbereich R3267 100 Hz…8 GHz, R3273 100 Hz…26,5 GHz (R3273)Auflösebandbreiten 1 Hz…10 MHzRauschpegel –154 dBm/HzPhasenrauschen –145 dBc/Hz bei 5 MHz Offset, 2 GHzACPR Performance bei 5 MHz Offset –72 dBc, bei 10 MHz Offset –80 dBc Messunsicherheit der TX-Leistungsmessung 0,8 dB


Die Messungen nach dem 3GPP-Standard im Detail

Automatisierte Messungen im Frequenz- und Zeitbereich• Kanalleistung• Nachbarkanalmessungen (ACPR)• Occupied Bandwidth (OBW)• Nebenaussendungen / Spurious (Inband, Outband)• Peak-/Crest-Faktor, CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function)

Modulationsmessungen• Code-Domain-Power-Messung mit automatischer Code- und Datenraten-

detektion• Code-Domain-Messung über der Zeit, maximale Länge zwei Frames• Trägerfrequenzfehler• ρ (Waveform Quality)• Time-Alignment-Fehler τ• Pegel- und Phasenfehler (normal und Peak)• EVM (Error Vector Magnitude, normal und Peak)• I/Q Origin Offset• Konstellations- und Augendiagramme• Primary-CPICH-Leistung

BILD 4 Code Domain Power: Leistung der einzelnen Code-Kanäle. BILD 5 Beispiel für ein Konstellations diagramm.


Fachbeitrag

HF-Empfänger EM010

Digitaler, VXI-basierter HF-Empfänger mit ZF-BreitbandausgangSeit mehreren Jahren produziert Rohde&Schwarz digitale Empfänger für Such- und Monitoring-Aufgaben. Der HF-Empfänger EM010 ist der erste auf dem VXI-Standard basierte Empfänger, der als Einschub in mittleren bis großen Funkauf-klärungssystemen mit vielen HF-Empfangszügen eingesetzt wird.

Digitalen Empfängern gehört die Zukunft

Digitale Such- und Monitoring-Empfän-ger haben bei Rohde&Schwarz Tradi-tion: Seit einigen Jahren schon bewäh-ren sich die Modelle EK895 / EK896 als Betriebsfunk- und Monitoring-Emp-fänger im professionellen Einsatz. Mit digitaler Signalverarbeitung sind sie offen für moderne Modulationsarten und Übertragungsverfahren. Bei der A/D-Wandlung genügen sie höchsten Ansprüchen. Linearität und Dynamik detektierter Signale bleiben in voller Qualität erhalten.

Neu ist nun der auf dem VXI-Stan-dard basierte digitale HF-Empfänger EM010. Er verfügt über eine einzigar-tige Kombination von Linearität, Dyna-mik und hoher Funktionalität bei kom-pakten Abmessungen:• IP2 typ. 95 dBm• IP3 typ. 40 dBm• Phasenrauschen besser

–110 dBc/Hz (1 kHz Ablage)• Empfindlichkeit besser –113 dBm

für SSB (2,75 kHz Bandbreite) und 10 dB SINAD

Darüber hinaus kann der EM010 aber auch in Systemen gleichzeitig viele Kanäle überwachen und ist als Einschub für den Einsatz in umfangreichen Funk-aufklärungssystemen konzipiert (BILD).

Der VXI-Standard (VME-Bus Extension For Instrumentation; VME: Versa Modu-lar Eurocard IEEE1014) erlaubt äußerst

flexible Kombinationen von digitalen Empfängern mit weiteren Signalver-arbeitungskomponenten, z.B. dem DSP-Board GX400DP von Rohde& Schwarz.

Schmal- oder breitbandig?

Die Funkaufklärung ist zunehmend mit einem äußerst komplexen Signalsze-nario konfrontiert, das höchste Ansprü-che an die Universalität der Empfangs-anlagen stellt. Bei der enormen Sig-nalvielfalt von heute stellt sich mehr denn je die Frage: „Wie lassen sich Aussendungen exakt detektieren und dabei eine hohe Signalqualität beibe-halten, ohne dass Einbußen bei der weiteren Demodulation und Analyse entstehen?“ Die Empfänger-Filter sollten also so schmalbandig wie möglich und so breitbandig wie nötig sein.

Schwache Signale beispielsweise, die sich in einem gestörten Umfeld oder in der Nachbarschaft großer Feldstär-ken bewegen, müssen schmalbandig erfasst und verarbeitet werden. Bei derartig kritischen Aufgaben bewährt sich der HF-Empfänger EM010.

Seine digital arbeitenden ZF-Filter eröff-nen eine beinahe unbegrenzte Anpas-sungsfähigkeit an komplexe Funksze-narien. Empfängerfunktionen wie Rege-lung, Noise Blanking oder Squelch sind dank durchgängiger digitaler Signal-verarbeitung präziser und reproduzier-barer realisiert, als es bisher möglich war. Alle diese Eigenschaften machen den EM010 zum „idealen“ Schmal-bandempfänger für Funkszenarios im Kurzwellenbereich.

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Der schnelle digitale HF-Empfänger-Einschub EM010 lässt sich flexibel in komplexe Funkauf-klärungssysteme integrieren.


Fachbeitrag

Völlig andere Anforderungen dagegen stellt die Aufklärung zeitkomprimierter und bandgespreizter Übertragungsver-fahren wie FH (Frequency Hopping) und DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum): dafür sind Breitbandemp-fänger erforderlich.

Dank der flexiblen digitalen Technik ist der EM010 auch dafür bestens gerüstet: Er verfügt neben einem NF- und schmalbandigen ZF-Ausgang über einen 4-MHz-Breitbandausgang. Wird er mit einem weiteren VXI-Modul, dem Breitband-Zusatz-Board mit A/D-Wandler und entsprechend vielen DDCs (Digital Down Conver-ter) ergänzt, so steht ein leistungsfähi-ger breitbandiger digitaler Mehrkanal-empfänger zur Verfügung. Die Down-Konverter dienen dabei als digitale Absetzempfänger.

Zahlreiche Applikationen

Der EM010 bewältigt mit dem Breit-bandzusatz-Board eine Vielzahl wei-terer Anwendungen:• Zwischenspeichern von Breitband-

signalen• Signalangepasste Detektion• Visualisierung des Breitbandspekt-

rums über der Zeit• Überwachung der

Breitband-Frequenzbelegung• Realisierung von Filtern bezüglich

Zeit, Pegel, Frequenz und Rich-tung (in Kombination mit Peilern)

• Statistik bezüglich Pegel/Frequenz oder Dwell Time/Frequenz sowie andere benutzerdefinierte Applika-tionen

Der HF-Empfänger EM010 eröffnet mit seiner „digitalen Vielfalt“ der Fernmeldeaufklärung auch in Zukunft die Verarbeitung neuer komplexer Signalübertragungsverfahren.

Theodor Fokken

Betriebsarten• Fixed Frequency Mode• Memory Scan Mode• Frequency Scan Mode• Replay (ZF / NF)• Test

Datenausgabe• Basisbandsignal (I und Q) in digi-

taler Form, maximale Bandbreite 20 kHz

• ZF analog (455 kHz)• ZF analog (38 kHz…58 kHz oder

40,048 MHz ±2 MHz)• DAT-Recorder-Anschluss (AES/

EBU)• NF digital• NF analog (Line 600 Ω und Kopf-

hörer)

Demodulationsarten im Fixed Frequency Mode • AM• FM• SSB• CW

ZF-Bandbreite ist in 70 Schritten zwi-schen 52 Hz und 20 kHz wählbar.

BFO-Frequenz Der BFO ist im Fre-quenzbereich von ±10 kHz in 1-Hz-Schritten einstellbar.

Squelch Es besteht die Wahl zwi-schen Sprach-Squelch und Pegel-Squelch. Letzterer ist in den Grenzen von –20 dBµV…100 dBµV in 1-dB-Schritten einstellbar.

Vorverstärker ein- und ausschaltbar.

Gain Control Es besteht die Wahl zwischen automatischer (AGC) und manueller (MGC) Verstärkungsrege-lung.

Notch-Filter Es sind zwei Notch-Fil-ter unabhängig voneinander wähl-bar.

In der Betriebsart Memory Scan lassen sich alle relevanten Parameter pro Kanal einstellen:• Speicherplatz• Frequenz• Demodulationsart• Bandbreite• BFO-Frequenz• Vorverstärker• AGC-/MGC-Einstellungen• Squelch-Parameter

Im Replay Mode können aufgezeich-nete ZF-Daten über die Datenschnitt-stellen eingespeist werden, um bei-spielsweise eine Nachbearbeitung mit geänderter Bandbreite oder Demodu-lationsart durchzuführen.

Die Betriebsart Test führt einen umfang-reichen Selbsttest des Empfängers durch. Der Test ist in voller Länge oder in einer verkürzten Variante durchführbar, wobei in der verkürzten Version nur „GO“ oder „NOGO“ gemeldet wird.

Kurzdaten EM 010Frequenzbereich 1,5 MHz…30 MHz (10 kHz…1,5 MHz mit eingeschränkten Daten)Abstimmzeit <10 ms (Bandbreite 20 kHz)Intercept-Punkt 2. Ordnung typ. 95 dBmIntercept-Punkt 3. Ordnung typ. 40 dBmRauschzahl typ. 9 dB (mit Vorverstärker)Digitale ZF-Filter 70 Bandbreiten von 52 Hz…20 kHz


Die wichtigsten Eigenschaften des Empfängers


Fachbeitrag

I/Q-Simulations-Software WinIQSIM™

CDMA2000-Testsignale in konkurrenzloser VielfaltAußer für die schon etablierten Systeme WCDMA (3GPP-FDD), IS-95 und Multi- Carrier erzeugt die I/Q-Simulations-Software WinIQSIM™ [1] jetzt auch Testsig-nale für den Forward Link und den Reverse Link von CDMA2000 – und das in konkurrenzloser Vielfalt.

Der Weg von IS-95 zu CDMA2000

Rund 60 Millionen Teilnehmer, über-wiegend in Nordamerika und Asien, kommunizieren derzeit auf Grundlage des Standards IS-95. Damit ist dieser – auch „cdmaOne“ genannte – Standard klar die Nummer Zwei nach GSM mit ca. 300 Millionen Teilnehmern. IS-95A (auch bekannt als J-STD-008), die ursprüngliche Form von IS-95, verfügt über nur wenige Kanaltypen, wobei zwischen Basisstation (BS) und Mobil-station (MS) maximal ein physikali-scher Kanal aufgebaut ist (9,6 bzw. 14,4 kBit/s). Als Modulation wird BPSK im Forward Link und „64ary orthogo-nal“ im Reverse Link bei einer Chiprate von 1,2288 MChip/s angewendet.

Bei IS-95B wird die Datenrate durch Kanalbündelung (max. acht Kanäle) auf 64 kBit/s gesteigert. IS-95C behält die Chiprate von 1,2288 MChip/s (1X) bei, setzt aber eine moderne Spreiztechnik ein in Form variabler Spreizfaktoren und Aufteilung der Bits auf I- und Q-Zweig („QPSK“). IS-95C wird auch als „Phase 1“ von CDMA2000 bezeichnet.

WinIQSIM™ und CDMA2000

CDMA2000 ist der Kandidat von TIA/Qualcomm für ein weltweites WCDMA-System. Zusätzlich zu IS-95C „Phase 1“ werden auch höhere Chip raten in „Phase 2“ definiert und Techniken wie Transmit Diversity, Turbo-Codes und erweiterte Spreiz-Codes eingeführt. Aus diesem Vorschlag ist zwischenzeit-lich der TIA-Interim-Standard IS-2000

hervorgegangen (1X und 3X), auf dem das CDMA2000-System in WinIQ-SIM™ basiert.

Alle im Standard IS-2000 definierten Modi sind selbstverständlich in WinIQSIM™ implementiert. Dabei wird zunächst die Chiprate des Signals aus-gewählt: 1X (1,2288 MChip/s wie IS-95) oder 3X (3,6864 MChip/s). Die Chiprate 3X erlaubt zwei Arten der Signal simulation, entweder im Direct Spread Mode (Einzelträger mit der Chiprate 3,6864 MChip/s) oder im Multi Carrier Mode (drei benachbarte Einzelträger mit je einer Chiprate von 1,2288 MChip/s im Abstand von 1,25 MHz). Der Standard IS-2000 bein-haltet zudem verschiedene Radio Con-

figurations (RC1 bis RC9), die jeweils eine zu verwendende Gruppe von Nutzdatenraten festlegen. Alle definier-ten Radio Configurations werden von WinIQSIM™ berücksichtigt.

Für eine komplette Systemsimulation stehen alle im Standard definierten Kanaltypen zur Verfügung. Außer den Traffic Channels können, abhängig von Link Direction und Radio Configura-tion, bis zu 19 Sonder- oder Signalisie-rungskanäle wie Pilot, Sync und Paging Channel generiert werden. Ein Traffic Channel im Forward Link besteht dabei aus einem Dedicated Control Channel, einem Fundamental Channel und je nach Radio Configuration aus bis zu sieben Supplemental Channels.

BILD 1 Beispiel Verstärkertest: Bedien-Panels und Testszenario im System CDMA2000 von WinIQSIM™.


Software

Zum realistischen Erzeugen von Sig-nalszenarien konfiguriert WinIQSIM™ das Summensignal von bis zu vier BS beziehungsweise MS im Reverse Link. Dabei sind Parameter wie Kanal-leistung, Datenquelle, Rahmenlänge, Datenrate und Walsh-Code für jeden Kanal unabhängig voneinander ein-stellbar.

Verstärker- und Komponententests

Je nach Applikation interessieren den Anwender entweder Dateninhalt und Aufbau der System-Datenstrukturen oder die physikalischen Signaleigen-schaften wie Spektrum, Crest-Faktor und Signalstatistik. Beiden Kundengrup-pen wird im System CDMA2000 in WinIQSIM™ sowohl von der Funktio-nalität als auch der Bedienung her Rechnung getragen.

Entwickler von Verstärkern und Kompo-nenten wollen weniger in die Tiefen der Mobilfunksysteme einsteigen als viel-mehr in einfacher Weise ein Signalsze-

nario generieren, das spektrale Eigen-schaften und Signalstatistik (Crest-Fak-tor, CCDF – Complementary Cumula-tive Distribution Function) korrekt wider-spiegelt. Hier bietet WinIQSIM™ die Auswahl parametrisierbarer Voreinstel-lungen mit nur wenigen Mausklicks (BILD 1). Dabei lässt sich neben der Radio Configuration, den gewünschten Sonderkanälen, der Art und Anzahl der Traffic Channels beispielsweise auch einstellen, ob ein Signal mit hohem, mittlerem oder minimalem Crest-Faktor erzeugt werden soll.

Die hohen Crest-Faktoren der CDMA2000-Signale werden von Sig-nalspitzen erzeugt, in BS etwa durch Überlagerung vieler Code-Kanäle. Dies kommt nicht sehr häufig vor, stellt aber extreme Anforderungen an die Verstär-ker. Zur Entschärfung dieses Problems verwenden nahezu alle BS das soge-nannte Clipping, das die Signalspitzen vor der Basisbandfilterung begrenzt und damit die Crest-Faktoren auf hand-habbare Werte reduziert. Diese Clip-ping-Funktionalität ist in WinIQSIM™ selbstverständlich implementiert.

Außer den bekannten grafischen Dar-stellungen des simulierten Signals wie Zeitverlauf des Basisbandsignals oder Signalspektrum bietet WinIQ-SIM™ zusätzlich die Anzeige der CCDF. Daraus lassen sich Informatio-nen über die Signalstatistik und den Crest-Faktor gewinnen, die vor allem für die Entwicklung von besonderer Bedeutung sind.

Empfängertests

Die Entwicklung von Demodulatoren, Empfängern und ganzen CDMA2000-Systemen erfordert Signale, die neben korrekten physikalischen Eigenschaf-ten auch korrekte Dateninhalte aufwei-sen (BILD 2). Damit testet man bei-spielsweise die Sychronisation oder führt durch Demodulation der gesen-deten Daten Bitfehlerratenmessungen durch. Daher lassen sich alle von WinIQSIM™ simulierten Code-Kanäle wahlweise auch vollständig kanal-codieren (BILD 3), was eine Grund-voraussetzung für den kompletten Sys-temtest ist. Einzelne Teilschritte der Kanal-Codierung können untersucht werden, indem man sie in den folgen-den Modi betreibt: • Complete (vollständige

Codierung)• Without interleaving (Interleaver-

Block ausgeschaltet)• Interleaver only (nur Interleaver

aktiv) oder• OFF (keine Codierung)

Darüber hinaus ist die in IS-2000 defi-nierte Orthogonal Transmit Diversity (OTD) für Antenne 1 oder 2 implemen-tiert. Die sogenannten Quasi Ortho-gonal Walsh Sets, die zur Kapazi-tätssteigerung einer BS vorgesehen sind, können nach Wunsch ausgewählt werden. Bei der Konfiguration der Ein-stellungen einer BS sind die Warnung bei auftretenden Überlappungen der Code-Kanäle im Code-Raum (Domain Conflicts) und die Anzeige der Code Domain besonders hilfreich.

BILD 2 Base Station Configuration Panel mit Code-Domain-Anzeige.


Software

SMIQ oder AMIQ?

Für die mit WinIQSIM™ berechneten und in den Signalgenerator zu laden-den Signale stellen der Signal Gene-rator SMIQ [2] und der I/Q-Modula-tionsgenerator AMIQ [3] zwei Platt-formen mit unterschiedlichen Anwen-dungsschwerpunkten dar.

Signal Generator SMIQ „stand alone“Die beiden Optionen SMIQ-B60 (Arbitrary Waveform Generator) und SMIQ-K12 (CDMA2000) erweitern den SMIQ zu einer umfassenden Lösung für den Test von Verstärkern und Komponenten. Für alle Betriebsarten beträgt die Sequenzlänge mindestens 80 ms. Ein „rundlaufendes“ Signal ist damit garantiert, es gehen sowohl der SYNC Channel mit 26,66 ms als auch alle anderen Kanäle mit 5 ms, 10 ms,

LITERATUR[1] Pauly, Andreas; Holzhammer, Jens: I/Q-

Simulations-Software WinIQSIM™ – Neue Wege in der Berechnung komplexer I/Q-Sig-nale. Neues von Rohde&Schwarz (1998) Nr. 159, S. 13–15.

[2] Kernchen, Wolfgang: Signal Generator SMIQ: Mit neuen Optionen bereit für 3G. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr. 166, S. 10–12.

[3] Küfner, Burkhard; Desquiotz, Rene, Dr.: I/Q-Modulationsgenerator AMIQ – Neue Modelle 03 und 04 sowie Option Digitaler I/Q-Ausgang. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr. 166, S. 22–23.

20 ms, 40 ms oder 80 ms Rahmen-länge in diesem Zeitraster ganz auf.

I/Q-Modulationsgenerator AMIQDer AMIQ, ausgestattet mit der Option AMIQ-K12, bietet über die Modula-tionsfähigkeiten des SMIQ hinaus wei-tere Möglichkeiten. Seine bekannten Stärken wie digitale und differenti-elle Ausgänge erlauben präzise Tests direkt im Basisband. Mit dem Modell AMIQ04 lassen sich lange Bitfehlerra-tenmessungen durchführen, weil damit Sequenzlängen bis zu drei Sekunden erfasst werden. Wird ein HF-Prüfsig-nal benötigt, so leistet ein zusätzlicher SMIQ gute Dienste.

Die Zukunft von WinIQSIM™

Die Entwicklung von IS-95 zu CDMA2000 verläuft nicht geradli-

nig, sondern mit vielen Seitenästen (z.B. „HDR“ – High Data Rates). Steigt deren Bedeutung, werden sie in WinIQSIM™ aufgenommen, genauso wie die WCDMA-3GPP-Linie (FDD und TDD) fortlaufend gepflegt wird.

Thomas Braunstorfinger; Andreas Pauly


Direct Spread Mode

VariableLengthWalsh

Spreading

AddReserved

Bits

AddFrameQuality

Indicator

Add 8Reserved/EncoderTail Bits

Convolu-tional

or TurboEncoder

SymbolRepetition

SymbolPuncture

BlockInterleaver

DataSource

Channel Coding

Long CodeScrambling

PowerControl

Puncturing

PN ShortCode

Scrambling

Baseband

Filtering

IQModulator

VariableLengthWalsh

Spreading

PN ShortCode

Scrambling

Baseband

Filtering

IQModulator

DEMUX

VariableLengthWalsh

Spreading

PN ShortCode

Scrambling

Baseband

Filtering

IQModulator

VariableLengthWalsh

Spreading

PN ShortCode

Scrambling

Baseband

Filtering

IQModulator

Multicarrier Mode

BILD 3 Komponenten eines CDMA2000-

Kanals im Forward Link einschließ-lich der Kanal- Codierung.


Software

Mit dem zunehmenden Ausbau von Multi Frequency Networks (MFN) und Single Frequency Networks (SFN) für DVB-T* wächst der Bedarf an Mess-technik und Messverfahren für dieses moderne Übertragungsverfahren. Die in der analogen Fernsehtechnik ver-wendeten Messgeräte können nämlich für DVB bis auf wenige Ausnahmen wie Spektrumanalysatoren und thermi-sche Leistungsmesser nicht übernom-men werden.

Denn nicht nur die Messgeräte für die drei DVB-Systeme• DVB-C für den Kabelbetrieb,• DVB-S für die Übertragung über

Satellit und• DVB-T für die terrestrische Aus-

strahlung

unterscheiden sich erheblich von der herkömmlichen Technik, sondern auch die Messparameter und die zugehö-rigen Messmethoden. Dieses Repetito-rium, das über mehrere Hefte fortge-setzt wird, stellt Geräte und Messtech-nik von Rohde&Schwarz speziell für DVB-T vor. Nach einer kurzen Beschrei-bung der Signalzuführung und der Sender für DVB-T – welche die Beson-derheiten erläutert – werden Parameter, Methoden und entsprechende Messge-räte beschrieben.

Im Studio: Von den Programmen zum Transportstrom

Im Studio findet die Codierung der Videodaten nach ITU-R BT.601 und der Audiodaten entsprechend AES/EBU nach den MPEG2-Richtlinien statt. Anschließend werden die Daten-Con-

Messungen an MPEG2- und DVB-T-Signalen (1)

TS-Datenverteilung

Erzeugung von MPEG2-Transportstrom-Endlossequenzen

MPEG2-Messgenerator DVGmit Option Stream Combiner®® (-B1)

Videocoder

Audiocoder

Daten

PSI/SI

Videocoder

Audiocoder

Daten

PSI/SI

MUX 1

MUX 1

TS-MUX für n Programme und ”In Service”-TS vom Messgenerator DVG

Studio

Programm 1Programm 2Programm 3Programm 4Programm n

DVG mit Option -B1:Messung entweder

“In Service”

oder

”Out Of Service”

Synchronisation des SFNmit den MIP-Parametern

MIP-Eintaster

GPS1 pps

TS-MUX 1

PES

PES

PES

PES

PES

PES

BILD 1 Die komplette Signalkette: Vom MPEG2-Studio über die TS-Datenvertei-lung bis hin zu allen DVB-T-Sendern im Netz.

* Abkürzungen in Kursiv-Schrift: Erklärung im Kasten „Glossar“ auf Seite 33.


Repetitorium

Sender

N

Sender 1…m

GPS1 pps

Protokollanalyse miterweiterten Möglichkeiten

Videoqualitätsanalyse nach MPEG2;Decodierung mit erweiterten Möglichkeiten

Eingangspegel,QAM-/QPSK-Parameter im2k-/8k-COFDM-Mode,Konstellationsdiagramm,BER, MER

COFDM-Modulator fürDVB-T undHF-Umsetzer alsSenderreferenz

MPEG2-Messdecoder DVMDmit Option Stream Explorer® (-B1)

Bildqualitätät tsanalysator DVQmit Option Quality Explorer® (-B1)

PC-Steuerung des Messablaufs

Spektrumanalysator FSEA

COFDM-Spektrum,Schulterabstand

TV-Demodulator EFAVersion DVB-T

TV-Mess-Sender SFQmit Option DVB-T-Coder (-B10)


Repetitorium

tainer für allgemeine Daten wie Tele-text hinzugefügt, ebenso wie die unabdingbaren Tabellen nach den PSI- und SI-Spezifikationen. Das Ergeb-nis ist ein gemultiplexter, paketierter Transportstrom (TS), der eine Vielzahl von Fernsehprogrammen beinhalten kann. Zur terrestrischen Ausstrahlung im Gleichwellennetz fehlt noch die Synchroninformation für die einzelnen-Sender. Basierend auf GPS führt der MIP-Eintaster alle wichtigen Synchroni-sationsdaten in den TS ein, der von dort aus die Reise zu allen Sendern des Netzes antritt (BILD 1). Die „Trans-portmittel“ dafür sind vielfältig:• Richtfunk oder Satellitenstrecken

mit QPSK-Modulation• Kabel bei sehr kurzen Entfernun-

gen oder auch über Glasfaser mit ATM- und SDH/PDH-Protokollen

Im Sender: Vom Transportstrom zum DVB-T-Symbol

Der DVB-T-Sender moduliert die Daten in COFDM. Hinter dem „C“ für „Coded“ stehen eine Vielzahl von Fehlerschutz-maßnahmen wie Energieverwischung, Reed-Solomon- und Viterbi-Vorwärtsfeh-lerschutz, die durch den Convolutional-Interleaver und den Bit- und Symbol-Interleaver unterstützt werden. Nach dem Einfügen der Piloten, die der Kanal-korrektur im Empfänger dienen, und der TPS-Träger folgt die eigentliche OFDM-Modulation. Zusammen mit dem zeitlich vorangestellten Schutzintervall (Guard Interval) entsteht das DVB-T-Symbol. Es folgt die D/A-Wandlung und Verstär-

kung auf die gewünschte Sendeleis-tung mit flüssigkeitsgekühlten Solid-State-Verstärkern. Durch Parallelschaltung mehreren dieser transistorierten Ver-stärker werden Ausgangsleistungen im Kilowatt-Bereich erreicht.

Die wichtigsten Messungen im Studio

Welche Messungen sind nun beim digi-talen Fernsehen in MPEG2- und DVB-Signalen nötig und sinnvoll?

Die Ausgangssignale des digitalen Stu-dios sind zunächst für alle drei DVB-Systeme bis auf geringe Unterschiede gleich. Im Studio werden mehrere Transportströme – einer für jedes Pro-gramm – codiert. Bereits hier muss sichergestellt sein, dass auch wirklich die zur Ausstrahlung bestimmten TS für die Sendung zusammengefasst werden, denn digitale Kreuzschienen vor dem

letzten TS-Multiplexer können durch Fehlschaltungen fremde TS „durchrei-chen“. Daher ist am Studio ausgang immer das TS-Protokoll in Echtzeit zu überwachen.

Die Überwachungsparameter PAT und PMTNeben den Datenraten der einzelnen Programme und deren Elemente sind die Tabellen PAT (Program Associa-tion Table) und die PMT (Program Map Table), auf die in den PATs ver-wiesen wird, die wichtigsten zu über-wachenden Parameter. Die PAT ent-hält eine Liste aller Programme im TS, während die PMTs die zugehöri-gen Programmelemente beinhalten. In der europäischen Richtlinie ETR 290 [1] sind alle Parameter festgelegt, die ein Monitoring-System erfassen soll. Ein hervorragendes Messgerät dafür ist der MPEG2-Messdecoder DVMD von Rohde&Schwarz (BILD 2), der alle Bedingungen nach ETR 290 erfüllt. Als Beispiele seien hier nur eine PMT (BILD 3), eine in drei Prioritäten unter-teilte Fehlerstatistik (BILD 4) und ein Error Report als „On Screen Display“ gezeigt, wie sie die Norm vorschlägt (BILD 5). Am FBAS-Ausgang des DVMD liegt dabei immer das gerade deco-dierte Programm an.

Tiefergehende Messungen mit dem Stream Explorer®

Die Wiederholzeiten der PSI- und SI-Tabellen sind entsprechend DVB mit den Einstellungen in ETR290 zu defi-

BILD 3 Program Map Table, ausgegeben vom MPEG2-Messdecoder DVMD.

BILD 2 MPEG2-Messdecoder DVMD [3]. Datenblatt PD 757.2744.

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Repetitorium

nieren oder für MPEG2 mit den Zeit-referenzen nach ISO/IEC 13 818 zu übernehmen. So vorbereitet werden Programm-Fehlschaltungen sofort ent-deckt und die Einhaltung des MPEG2-Protokolls garantiert. Für tiefergehende Messungen gibt die Option Stream Explorer® DVMD-B1 Einblick in die Daten der TS-Pakete und die in Klartext interpretierten Tabellen. Eine Überprü-fung der Tabelleninhalte stellt sicher, dass sie den jeweiligen DVB-Systemen angepasst sind. Speziell die NIT (Net-work Information Table) hat für alle drei DVB-Systeme unterschiedliche Ein-tragungen. Die in Klartext angezeigte NIT verhindert Fehlinterpretationen.

Referenz-TS in EndlosschleifeZumindest für die Tests zum Einrichten eines Studios sollten stets wiederhol-bare Protokoll-Messungen möglich sein. Ein TS mit „Life“-Programm erfüllt diese Voraussetzung nicht: sein Inhalt ändert sich ständig und liefert deshalb auch unterschiedliche, wenn auch nicht weit voneinander abweichende Messwerte zu verschiedenen Zeiten. Daher ist ein Referenz-TS für diese Messungen wün-schenswert.

Im MPEG2-Generator DVG (BILD 6) sind für diesen Zweck international genormte, MPEG2-konforme Mess-Sequenzen für Video, Audio, Daten und Tabellen gespeichert. Sie sind als Endlosschleifen beliebig wiederholbar, so dass bequem alle Messungen abge-schlossen werden können.

Glossar

AES/EBU Audio Engineering Society/European Broadcasting UnionATM Asynchronous Transfer ModeBER Bit Error RateCOFDM Coded Orthogonal Frequency Division MultiplexDVB-T Digital Video Broadcast TerrestrialDVB-C Digital Video Broadcast CableDVB-S Digital Video Broadcast SatelliteGPS Global Positioning SystemMPEG2 Motion Picture Experts GroupMIP Mega Frame Initialisation PacketMFN Multi Frequency NetworkMUX MultiplexerNIT Network Information TablePAT Program Association TablePES Packetized Elementary StreamPID Packet IdentifierPMT Program Map TablePSI Program Specific InformationQAM Quadratur-Amplituden-ModulationQPSK Quadrature Phase Shift KeyingSA Spatial ActivitySDH/PDH Synchronous / Plesiochronous Digital Hierarchy (-Protokoll)SFN Single Frequency NetworkSI Service InformationSSCQE Single Stimulus Continuous Quality EvaluationTA Temporal ActivityTPS Transmission Parameter SignallingTS Transportstrom

Ungewöhnliche Bedingungen erfor-dern zuweilen spezielle Signale: Die Option Stream Combiner® DVG-B1

erzeugt für jede noch so außergewöhn-liche Messung den passenden Daten-strom.

BILD 4 Fehlerstatistik, die der MPEG2-Messdecoder DVMD in drei Prioritäten unterteilt.

BILD 5 Error Report.


Repetitorium

Bildqualitätsüberwachung nach SSCQENicht nur das MPEG2-Protokoll muss überwacht werden, sondern auch die Bildqualität nach der MPEG2-Codierung am Studioausgang. Die Zuschauer am heimischen Bildschirm erwarten trotz der hohen Datenkom-pression einen gleichbleibend guten Bildeindruck. Nachdem am Studioaus-gang meist das Originalbild als Ver-gleich zum decodierten MPEG2-Bild fehlt, ist ein Verfahren zur Messung der Bildqualität ohne Referenzbild ent-wickelt worden. Mit einer objektiven Nachbildung des SSCQE-Verfahrens, das in ITU-R BT. 500 beschrieben ist [2], wird im Bildqualitätsanalysator DVQ (BILD 7) die Qualität der MPEG2-codier-ten und wieder decodierten Video-signale gemessen. Die Bildqualität lässt sich auch über den FBAS-Ausgang mit dem On Screen Display am Video-monitor überwachen.

Eine besonders wichtige Zusatzinforma-tion ist die Langzeitüberwachung der Bildqualität mit zusätzlicher Anzeige der Datenrate des gemessenen Pro-gramms sowie der TA und der SA, wie sie die Option DVQ-B1 liefert. Diese Option besteht aus zwei Teilen. Die Teil-Option Quality Monitor löst beim Unterschreiten einer Bildqualitäts-grenze Alarm aus. Tritt dieser länger oder öfter auf, müssen speziell bei der Codierung mit „Statistical Multiplex“ die Einstellungen der MPEG2-Coder und der Multiplexeinrichtungen über-prüft werden. Nur so ist eine gleich-bleibend hohe Bildqualität gesichert. Die zweite Teil-Option, der Elementary Streamer Analyzer, erlaubt den Blick in die Pixel- und Makroblocks sowie in die Ebene der I-, P- und B-Codierung der Einzelbilder.

MIP-ÜberwachungVor der Verteilung zu den einzelnen Sendern im SFN ist der MIP-Eintaster die letzte Station in der TS-Übertra-gungskette (BILD 1). Das TS-Paket mit der festen PID 0x0015 enthält eine GPS-gekoppelte Zeitinformation, die zur Synchronisation des gesamten SFN benötigt wird. Ist sie unvollständig oder fehlerhaft, kann die Übertragung im Sendernetz zusammenbrechen. Das Überwachen des MIP-Inhalts ist also vor-dringlich und funktionell bereits beim MPEG2-Messdecoder DVMD in das TS-Monitoring integriert (siehe auch den Beitrag rechts).

Drei Messgeräte decken alle Messungen ab

Zur kompletten Überwachung der TS sind lediglich drei Messgeräte von Rohde&Schwarz erforderlich:• MPEG2-Messdecoder DVMD, • Bildqualitätsanalysator DVQ • und für jederzeit vergleichbare

Messungen der MPEG2-Generator DVG mit den jeweiligen Optionen.

Sigmar Grunwald

(wird fortgesetzt)

LITERATUR[1] ETR 290 Digital Video Broadcasting (DVB);

Measurement Guidelines for DVB Sys-tems.

[2] ITU-R BT. 500 Method for the Subjective Assessment of the Quality of Television Pic-tures.

[3] Fischbacher, Michael; Weigold, Harald: MPEG2-Generator DVG und MPEG2-Mess-decoder DVMD – Meßtechnik für das digi-tale Fernsehen gemäß MPEG2. Neues von Rohde& Schwarz (1996) Nr. 152, S. 20–23.

[4] Wörner, Alexander: Bildqualitätsanalysator DVQ – Über Bildqualität laufend im Bilde. Neues von Rohde&Schwarz (1999) Nr. 163, S. 4– 6.

BILD 6 MPEG2-Messgenerator DVG [3]. Datenblatt PD 757.2738.

BILD 7 Bildqualitätsanalysator DVQ [4]. Datenblatt PD 757.4601.

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Repetitorium

TX-Netzwerk-adapter

Verteil-netzwerk

SFN-Adapter

MPEG2-Re-

multiplexer

MPEG2-TS-Analyse

MPEG2-TS-Analyse

MIP-Eintastung

GPS

10 MHz 1 pps

RX-Netzwerk-adapter

RX-Netzwerk-adapter

DVB-T-Modulator

SYNC-System

GPS

10 MHz 1 pps

MIP-Auswertung

DVB-T-Modulator

SYNC-System

GPS

10 MHz 1 pps

MIP-Auswertung

MPEG2-TS-Analyse

Die digitale Übertragung von Fernsehsignalen hält nach der erfolgreichen Einfüh-rung in Satelliten- und Kabelsystemen nun auch Einzug in terrestrische Sendernetze. Die beste Ausnutzung der terrestrisch besonders knapp zur Verfügung stehenden Übertragungsfrequenzen gewährleisten – neben effizienter Datenkompression und flexibler Multiplexbildung entsprechend den MPEG2-Standards – Gleichwel-lennetze (Single Frequency Networks, SFN). Das Steuern solcher Netze geschieht über das MIP (Mega-Frame Initialization Packet, siehe Kasten). Ein korrektes Erzeugen und Übertragen dieser MIP ist Voraussetzung für die Funktion eines Gleichwellennetzes, ebenso das kontinuierliche Überwachen, um Störungen oder gar Ausfälle der Netze zu vermeiden.

MIP-Überwachung: eine neue Zusatzfunktion

Die beiden Rohde&Schwarz-Messge-räte MPEG2 Realtime Monitor DVRM [1] und MPEG2-Messdecoder DVMD [2] erledigen als neue Zusatzfunktion – neben den vielen schon bisher unter-stützten Messparametern – die MIP-Überwachung in Echtzeit. Jedes ankom-mende MIP wird dabei zwölf Einzel-prüfungen unterzogen, wie sie auch die DVB Measurement Group empfiehlt. Sie betreffen Sendezeitpunkt, Struktur und Inhalt.

Jeder erkannte Fehler führt sofort zu einer Alarmmeldung, welchen die Messgeräte mittels LED an der Front-platte anzeigen und über eine von zwölf wählbaren Meldeleitungen aus-geben. Zusätzlich wird er in die Feh-lerstatistik und mit Detailinformation zur Fehlerursache in den Messreport aufgenommen.

Stream Explorer® glänzt mit neuen Funktionen

Auch die PC-Software-Option Stream Explorer® [3, 4] zum DVMD/DVRM bietet Neues. Zusätzlich zu den erwei-terten Steuer- und Anzeigefunktionen einschließlich eines Tabellen-Interpre-ters hält sie einen neuen Betriebs-modus speziell für die MIP-Überwa-chung bereit. Dabei gibt der Stream Explorer® den vollständigen und inter-pretierten Inhalt der ankommenden MIP in Echtzeit wieder und verschafft so einen tiefen Einblick in die Betriebsab-läufe, unabhängig von der Einhaltung von Fehlerkriterien.

DVRM, DVMD und Stream Explorer® sorgen damit auch in neuen terrestri-schen Gleichwellennetzen für Betriebs-sicherheit. Dies konnte bereits im ersten großen landesweiten Gleichwellen-netz in Spanien unter Beweis gestellt

SFN und MIP

In Single Frequency Networks (BILD) senden benachbarte Sender – mit gleichem Programminhalt – auf ein und demselben Kanal. Möglich ist dies nur, indem alle Sender syn-chronisiert zeitgleich senden. Als zeitliche Referenz hierzu dient das Global Positioning System (GPS). Dem zu sendenden Transportstrom werden Zusatzinformationen mitge-geben, die in den TV-Sendern eine genaue Zuordnung des Sendesigna-les zu dieser Zeitreferenz erlauben und damit eine passende zeitliche Ver-schiebung ermöglichen. Die Zusatz-informationen werden in Mega-Frame Initialization Packets (MIP) übertra-gen. Jeglicher Fehler in der Struktur oder im Inhalt der MIP könnte das gesamte Sendernetz zum Ausfall brin-gen. Daher ist eine lückenlose MIP-Überwachung unerlässlich.

MIP-Überwachung in Gleichwellennetzen

Aufbau eines Gleichwellennetzes (SFN).

werden, wo an allen Standorten von Großleistungssendern je ein DVMD zur Überwachung eingesetzt wird (siehe Kurznachrichten Seite 44).

Michael Fischbacher

LITERATUR[1] Fischbacher, Michael: MPEG2 Realtime

Monitor DVRM – Digitale Broadcast-Netze: Betrieb gesichert. Neues von Rohde& Schwarz (1999) Nr. 165, S. 14–15.

[2] Fischbacher, Michael; Weigold, Harald: MPEG2-Generator DVG und MPEG2-Mess-decoder DVMD – Messtechnik für das digitale Fernsehen gemäß MPEG2. Neues von Rohde&Schwarz (1996) Nr. 152, S. 20–23.

[3] Fischbacher, Michael; Rohde, Werner: PC-Software für das MPEG2-Dream-Team DVG/DVMD. Neues von Rohde&Schwarz (1997) Nr. 154, S. 29.

[4] Finkenzeller, Richard; Fischbacher, Michael: MPEG2-Transportstromanalyse im vernetz-ten DVB-Überwachungssystem mit Soft-ware Stream Explorer. Neues von Rohde& Schwarz (1998) Nr. 159, S. 24–25.



Applikation

Einsatzmöglichkeiten?Der Phantasie sind kaum Grenzen gesetzt

Aufgrund seines Betriebssystems Windows NT® unterstützt der Spektrum-analysator FSP* alle gängigen Netz-

Spektrumanalysator FSP

Fernüberwachung per EthernetIn der Produktionsmesstechnik stellt sich häufig die Aufgabe, die Messgeräte für die Fernwartung und Ferndiagnose zentral zu überwachen. Die neue Spek-trumanalysatorfamilie FSP (BILD 1) bietet mit der Option LAN-Interface (FSP-B16) beste Voraussetzungen für den Einsatz in der Fertigung. Die Schnittstelle erlaubt den Zugang zu den heute gebräuchlichen Ethernet-Systemen mit Übertragungs-geschwindigkeiten von 10 Mbit/s (10Base-T) und 100 Mbit/s (100Base-T) und öffnet damit das Tor zu einer Vielfalt neuer Anwendungen.

werkprotokolle und erlaubt neben dem Anschluss an NT-Netze auch den Betrieb in Netzwerken anderer Anbie-ter, wie z.B. Novell®. Damit sind der Phantasie für mögliche Anwendungen des Analysators kaum mehr Grenzen gesetzt.

So lassen sich die im Netz verfügbaren Ressourcen auch direkt vom FSP nutzen, z.B. Netzwerkdrucker oder -laufwerke für das Speichern von Einstellungen und Messdaten. Damit vereinfacht der FSP das Erfassen von Statistikdaten in der Produktion erheblich und erleichtert so das Überwachen der Fertigungs-qualität.

Zusätzlich bietet der FSP eine Reihe von Bibliotheken und Windows-DLLs (das sog. RSIB-Interface), über welche die Fernsteuerung des Gerätes aus Anwendungsprogrammen heraus mög-lich wird. Der FSP unterstützt über Ether-net auch den vollständigen IEC-Bus- Befehlssatz, was die Anpassung bereits bestehender Programme an das Netz-werk-Interface stark vereinfacht.

Der Geschwindigkeitsvorteil der schnel-len 100Base-T-Verbindung kommt vor allem bei den neuen Messfunktionen des FSP zum Tragen. Beispielsweise führt die Aufzeichnung von I/Q-Mess-daten mit wählbarer Aufzeichnungs-länge schnell zu Datenpaketen von 500 KByte oder mehr, die in kürzes-ter Zeit zum Steuerrechner übertra-gen werden müssen. Der bisher für solche Zwecke verwendete IEC-Bus stößt dabei an seine physikalischen Grenzen und wird vom Ethernet um mindestens den Faktor 2 übertroffen.

Virtual Reality – der Analysator im Überwachungs-PC

Unverzichtbar ist die Ethernet-Anbin-dung des Analysators, wenn der voll-ständige Zugriff auch auf alle manuel-

BILD 1 Neben allgemeinen Anwendungen in Labor und Service ist der FSP mit seiner hohen Messgeschwindigkeit und Messgenauigkeit besonders auf die Belange der Produktion zuge-schnitten.

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43

404/

14


Applikation

len Bedienfunktionen vom abgesetzten Arbeitsplatz aus gefordert wird.

Für abgesetzten Betrieb muss der Ana-lyzer auf dem Steuerrechner eine Bedienoberfläche anbieten, die den Zugriff auf alle Frontplattenknöpfe per Mausklick ermöglicht, sowie den Inhalt des Messbildschirms zum PC übertra-gen, damit dort ein „virtueller“ Analy-zer zur Verfügung steht.

Ein erster Schritt in Richtung Fernsteuer-barkeit bietet die Funktion „Soft-Front-panel“ im FSP: Sie ermöglicht das Bedienen des Analysators über eine Maus, denn sie blendet auf einem ange-schlossenen Bildschirm zusätzlich zu den Messkurven auch alle seine Bedien-Elemente ein. Es fehlt also nur noch die Übertragung des kompletten Bildschirm-Inhalts zum Überwachungs-PC.

Hier kommt dem FSP das Betriebs-system Windows-NT® mit seiner Viel-zahl an käuflichen Applikationen zugute. Eine ganze Reihe von Pro-grammen ermöglicht das Fernsteuern eines PC durch einen anderen. Einer der bekanntesten Vertreter dieser Gat-tung ist pcANYWHERE von der Firma Symantec, das auf dem FSP erfolgreich getestet wurde.

Das Programm wird auf dem FSP als „Host“ ( = zu steuerndes Gerät) instal-liert und auf dem Überwachungs-PC als

„Remote“-PC (= Fernsteuerrechner). Der Start erfolgt automatisch beim Booten des FSP.

Die Kommunikation läuft über TCP/IP. Um Konflikte im Netzwerk zu vermei-den, wird jedem FSP eine eigene IP-Adresse und ein eigener Name als Netzwerk-Device zugewiesen.

Nach dem Verbindungsaufbau erscheint die Bedienoberfläche des FSP im Fenster von pcANYWHERE auf dem Überwachungs-PC. Alle Mausklicks und Tastatureingaben auf dem PC werden direkt zum FSP weitergelei-tet, dort ausgeführt und die Reaktio-nen auf dem Bildschirm sofort zurück

zum Überwachungsrechner übertragen (BILD 2).

Die Reaktionszeit hängt dabei nur von der Netzwerkgeschwindigkeit und -aus-lastung ab. Die Erfahrung zeigt, dass sich bereits in einem 10Base-T-Netz-werk mit mittlerer Auslastung ohne läs-tige Wartezeiten arbeiten lässt.

Das Programm pcANYWHERE unter-stützt auch Modemverbindungen. Das eröffnet dem FSP auch den Einsatz im Bereich Radiomonitoring, wo er in abgesetzten Stationen betrieben werden kann.

Big Brother is watching FSP

Die Fernüberwachung mit der Software pcANYWHERE bietet den Zugriff auf alle Funktionen des FSP, somit auch auf alle wichtigen Geräteparameter wie Betriebsstundenzähler oder Eich-leitungs-Schaltzyklenzähler, so dass rechtzeitig die nächste Kalibrierung oder Gerätewartung veranlasst werden kann. Ebenso lassen sich damit Firm-ware-Updates von einem zentralen

LITERATUR* Wolf, Josef: Spektrumanalysator FSP – Mit-

telklasse mit High-End-Ambitionen. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr. 166, S. 4–7.

Server aus durchführen, was das läs-tige Diskettenwechseln vor Ort über-flüssig macht.

Für die Ferndiagnose können im Feh-lerfall die internen Fehlerspeicher des Gerätes überprüft und bei Bedarf ein Selbsttest der Gerätefunktionen oder der interne Abgleich angestoßen werden.

Fazit

Mit der Option LAN-Interface FSP-B16 besitzt der FSP eine universelle Schnitt-stelle zur Fernsteuerung und Fern-überwachung und ist damit für die Kommunikation in beliebigen Szena-rien bestens gerüstet.

Ottmar Steffke

BILD 2 Der Spektrumanalysator FSP „im“ Steuer-rechner.



Applikation

Kleine HF-Pegel schnell und präzise gemessen

Bestimmte digital modulierte Signale wie beispielsweise IS-95- oder WCDMA-Signale weisen einen hohen Crest-Faktor auf. Die Pegel solcher Aus-sendungen können am genauesten mit einem Leistungsmesser mit thermischem Abschlussmesskopf bestimmt werden. Rohde&Schwarz bietet hierfür den Leistungsmesser NRVD mit den ther-mischen Messköpfen NRV-Z51 oder -Z52 an. Aufgrund der eingeschränkten Empfindlichkeit thermischer Messköpfe können damit nur relativ große Pegel gemessen werden (typ. >–30 dBm).

Diodenmessköpfe können aufgrund der höheren Empfindlichkeit HF-Pegel bis herab zu etwa –50 dBm vergleich-bar genau bestimmen. Zu beachten ist allerdings, dass sie nur im qua-dratischen Kennlinienbereich betrie-ben werden sollten, da andernfalls bei Signalen mit hohem Crest-Faktor oder auch bei oberwellenbehafteten Signalen entsprechende zusätzliche Mess unsicherheiten auftreten. Im Pegel-bereich –40 dBm ±10 dB können

diese Effekte bei dem Diodenmesskopf NRV-Z4 vernachlässigt werden.

Die für BER-Messungen benötigten noch wesentlich kleineren HF-Pegel können nur mit einem selektiven HF-Empfänger oder einem Spektrumana-lysator gemessen werden. Deren abso-lute Messunsicherheit – selbst die eines modernen Spektrumanalysators wie dem FSP – ist jedoch größer (0,5 dB), als die hochwertiger Leistungsmesser.

Die Idee dieses Messtipps besteht darin, bei einem Referenzpegel von

ca. –40 dBm den Spektrumanalysator FSP auf die Anzeige des Leistungsmes-sers NRVD mit Messkopf NRV-Z4 zu kalibrieren, um den Absolutfehler des FSP zu eliminieren (BILD 1). Bei den zu messenden „winzigen“ Pegeln addiert sich dann zur Messunsicherheit des Leis-tungsmessers lediglich der bei digitalen Bandbreiten sehr kleine Linearitätsfeh-ler des FSP (BILD 2). Damit ist eine Gesamtmessunsicherheit von 0,26 dB bei einem zu messenden Pegel von –110 dBm zu erzielen.

Bei Bedarf lässt sich der Messbe-reich mit einem rauscharmen Vorver-stärker bis etwa –130 dBm erweitern. Durch Verwendung der Zero-Span-Mes-sung und Integration im Zeitbereich (Time Domain Power RMS) im FSP erreicht man bei gegebenem Signal/Rausch-Abstand die maximal mögliche Messgeschwindigkeit.

Das Verfahren ist in der Application Note 1MA21 ausführlich beschrie-ben, die auf den Internet-Seiten von Rohde&Schwarz zum Download bereitsteht.

Roland Minihold

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

–0,1

–0,2

–0,3

–0,4

–0,50 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Linea

rität

sfeh

ler /

dB

Rel. Pegel/dB

BILD 1 Das Bestimmen kleiner HF-Pegel erfor-dert unterschiedliche Messgeräte bzw. Mess-methoden.

Dioden-Messkopf

(Für Pegel <–15 dBm…>–40 dBm)

Z51

A B

LeistungsmesserNRVD

+20 dBm…–110 dBm (–130 dBm)

1 MHz…3,5/7 GHz

Thermischer Messkopf(für Pegel >–15 dBm)

Spektrumanalysator FSP(für Pegel <–40 dBm…–110 dBm;bis –130 dBm mit rauscharmem Vorverstärker)

Spektrum-analysator

FSP3 dB6 dB

Z4

Messobjekt(Signalgenerator

oder Communication

Tester)

BILD 2 Linearitätsfehler des Spektrumanalysa-tors FSP, gemessen an acht verschiede-nen Geräten (Auf-lösebandbreite 300 Hz).

Für manche Messungen sind sehr kleine HF-Pegel (typisch –100 dBm…–110 dBm) mit hoher Genauigkeit erforderlich, z.B. für die Messung der BER (Bit Error Rate) von digitalen Kommunikations-Empfängern. Der Messtipp umreißt, wie die Pegel von Signalgeneratoren und Communication Testern, die für BER-Messungen Ver-wendung finden, hochpräzise kalibriert werden können.



Messtipp

Mikrowellen-Signalgenerator SMR als Mitlaufgenerator für den EMI-Messempfänger ESI

Über die Software FreRes – die auf PCs unter Windows 95/98/NT™ läuft – lassen sich Start- und Stoppfrequenz, Schrittweite, Eingangspegel sowie Dar-stellungsart (linear / logarithmisch) frei einstellen. Zudem können Kabelverluste generator- oder empfängerseitig kom-pensiert werden, um nur die reine Fre-quenzcharakteristik des Messobjekts zu messen und darzustellen. Die Mess-ergebnisse können als Grafik oder in tabellarischer Form gespeichert bzw. ausgedruckt werden und anschließend mit einem Berechnungsprogramm wie beispielsweise Excel® weiterverarbei-tet werden. BILD 1 zeigt den schema-tischen Aufbau der Messanordnung.

Die Messung verläuft nach folgendem Prinzip: Der Generator stellt die Träger-frequenz mit dem vorgegebenen Pegel ein. Das Signal wird dem Messobjekt

IEC-BUS

Mess-objekt

PC

OUT

IN

REF

Die vier Modelle der Generatorenfamilie SMR [1] decken den Frequenzbereich bis 20 GHz (SMR20), 27 GHz (SMR27), 30 GHz (SMR30) oder 40 GHz (SMR40) ab. Ihre Hauptvorzüge: geringe Abmessungen und trotzdem sehr leistungsstark sowie enorm preiswert. Die EMI-Messempfänger der Familie ESI [2] verbinden die Vielseitigkeit und Messgeschwindigkeit von Spektrumanalysatoren mit den hohen Dynamikanforderungen, die für normgerechte EMV-Emissionsmessungen zu erfüllen sind. Die Software FreRes von Rohde&Schwarz macht aus den beiden Messgeräten ein gutes Gespann, das aufwendige HF-Messungen an aktiven und passiven Mikrowellenkomponenten bis 40 GHz spielend bewältigt.

LITERATUR[1] Kraemer, Wilhelm: Mikrowellen-Signalge-

nerator SMR: 40 GHz per Klick-Trick. Neues von Rohde&Schwarz (1999) Nr. 162, S. 4–6.

[2] Keller, Matthias; Wöhrle, Michael: EMI Test Receiver ESI – EMV-Profis bis 40 GHz. Neues von Rohde&Schwarz (1999) Nr. 162, S. 7–9.

eingespeist und das Ausgangssignal dem Empfänger, der auf die gleiche Mittenfrequenz eingestellt ist, zugeführt. Der Empfänger befindet sich dadurch immer im optimalen Messbereich, was eine präzise Messwertaufnahme über den vorgegebenen Frequenzbereich

BILD 1 Nur wenige Verbin-dungen sind erfor-derlich, um den SMR und den ESI für komfortable automatische Mes-sungen an Mikro-wellenkomponenten bis 40 GHz fit zu machen.

BILD 2 Messbeispiel: Mit der Software FreRes laufen Messungen automatisch ab: Hier die Fre-quenzgänge unterschiedlicher Kabeltypen mit verschiedenen Längen.


erlaubt. Somit können z.B. HF-Kabel auf ihre Mikrowellentauglichkeit über-prüft werden. BILD 2 zeigt beispiel-haft die Frequenzgänge unterschied-licher Kabeltypen mit verschiedenen Längen.

FreRes steht auf der Rohde&Schwarz-Internet-Seite kostenlos zum Download bereit (Products&More – Application Notes – Datei „1MA09“).

Ottmar Gerlach


Messtipp

Es ist immer wieder interessant, Fernseh- oder Radioprogramme aus dem Ausland ansehen und anhören zu können. Wenn aber ein Sender im benachbarten Ausland die gleiche Frequenz benützt wie ein Sender im eigenen Land, dann kann es schnell vorbei sein mit dem Vergnügen, es kommt zu Interferenzen und Störungen. Es ist daher unabdingbar, die Vergabe von Sendefrequenzen zu koordinieren – eine Aufgabe für staatliche Regulierungsbehörden. Am Beispiel von Sri Lanka, wo Rohde&Schwarz ein landesweites Spektrum-Monitoring- und -Management-System ARGUS-IT installiert hat, wird eine solche Anlage vorgestellt, mit der Regulierungsbehörden ihren hoheitlichen Aufgaben nachkommen können.

Funküberwachung – eine hoheitliche Aufgabe

Eine übernationale Koordination der Frequenzbelegung geschieht durch Mit-arbeit einzelner Länder in der ITU (Inter-national Telecommunication Union). Zur Durchführung ihrer hoheitlichen Auf-gaben benötigen die jeweiligen Regu-lierungsbehörden eine entsprechend leistungsfähige Ausrüstung, die für ein flächendeckendes Arbeiten innerhalb der Landesgrenzen auch mehrfach vor-handen sein muss. Zwangsläufig ent-stehen bei der Einrichtung eines landes-weiten Systems entsprechende Kosten.

Dass sich dennoch viele Staaten mit solchen Systemen ausstatten, hat einen einfachen Grund: Aus der Frequenz-hoheit und dem Recht zur Zuteilung von Frequenzen ergibt sich mit der Vergabe von Lizenzen für den Staat eine lukrative Einnahmequelle.

Das Beispiel Sri Lanka, wo Rohde& Schwarz ein landesweites System ARGUS-IT installiert hat, ist eine typi-sche Anlage für Spektrum-Monitoring und -Management, wie sie die Firma weltweit schon vielfach aufgebaut hat. Das Unternehmen liefert nicht nur die erforderlichen Geräte, sondern

erbringt auch alle notwendigen Dienst-leistungen, um dem Auftraggeber eine komplette Lösung seiner Aufgaben zu bieten.

Aufgaben und Aufbau

Zunächst muss das System in der Lage sein, den gesamten Frequenzbereich abzudecken, der im Land genutzt wird bzw. der überwacht werden soll. Im Falle Sri Lanka heißt das von 10 kHz an aufwärts (Funknavigation) über meh-rere Frequenzbereiche mit unterschied-lichsten Anwendungen (Funk: Land/

Foto 43582/2

Spektrum-Monitoring- und -Management-System für Sri Lanka

Elektromagnetische Wellen enden nicht an Staatsgrenzen …


Panorama

Wasser/Luft; Broadcast: Radio, Fern-sehen usw.) bis hin zu 3 GHz. Das System muss • Störungen im elektromagnetischen

Spektrum untersuchen können• Technische Parameter von Sendern

messen, um das Einhalten von Lizenzbestimmungen zu überwa-chen

• Frequenzbelegungsmessungen durchführen

• Senderquellen lokalisieren, damit im Falle unberechtigter Sende-aktivitäten die Behörden entspre-chend reagieren können

• Senderlizenzen verwalten

Weil viele Sender mit begrenzter Sende-leistung und somit eingeschränkter Reichweite arbeiten, können an ent-fernten Orten die selben Frequenzen belegt werden, ohne dass es zu gegen-seitiger Beeinflussung kommt. Das hat aber zur Folge, dass eine einzige zen-trale Monitoring-Station für ein großes Gebiet mit verschiedenen lokalen Sen-dern nicht ausreicht; für die lückenlose Überwachung sind mehrere Stationen nötig.

Das von Rohde&Schwarz aufgebaute System besteht aus einer Zentrale, die auch für die Administration zuständig ist (Control Center Colombo und Nati-onal Frequency Management Center), drei bemannten und sechs unbemann-ten Stationen (BILD 1), vier Fahrzeugen (BILD 2) und zwei tragbaren Systemen. Der Bereich bis 30 MHz wird mit einer eigenen HF-Station erfasst.

Die Feststationen befinden sich – bis auf eine – wegen der großen Besied-lungsdichte im Großraum Colombo. Eine Station arbeitet in Kandy, einer weiteren größeren Stadt im Landesin-neren Sri Lankas. Mit den vier Fahr-zeugen, die nahezu vollständig die Funktion von unbemannten Stationen haben, kann die Behörde die von den Feststationen nicht abgedeckten Lan-desteile überwachen. So lassen sich auch Regionen, für die sich eine eigene Feststation nicht lohnt, bei Bedarf bear-beiten.

Inbetriebnahme und Systemkomponenten

Ein erster Schritt besteht darin, die vorhandenen Frequenzbelegungstabel-len in die Datenbank des Frequenz-Management-Systems zu übertragen. Anhand dieser Daten lässt sich dann das Spektrum mit entsprechenden Emp-fängern untersuchen. Die gemessenen Ergebnisse werden mit den vergebe-nen Lizenzen verglichen, um herauszu-finden, ob unberechtigte Sender vor-handen sind und um sicherzustellen, dass die lizenzierten Sender die geneh-migte Sendeleistung nicht überschrei-ten. Über Frequenzbelegungs-Statisti-ken lassen sich unterschiedlich genutzte Frequenzbereiche ermitteln und durch

Umgruppieren von Frequenzzuteilun-gen eine bessere Auslastung des Spek-trums erreichen.

Um mit den Rohde&Schwarz -Empfän-gern ESMB das Spektrum von 10 kHz bis 3 GHz untersuchen zu können, werden die breitbandigen, aktiven Antennen HE309 und HF902 verwen-det. Das empfangene NF-Signal kann in den bemannten Stationen direkt mit Aufzeichnungsgeräten gespeichert werden.

Bei unzulässigen Abweichungen – das können unberechtigte Sender oder unbeabsichtigte Störer sein – müssen diese lokalisiert werden. Dies geschieht mit Peilern, die mit speziellen Antennen-systemen die Richtung ermitteln, aus der das Signal kommt. Im konkreten Fall sind dies die digitalen Peiler DDF01M mit dem Antennenkreis ADD010 für den HF-Bereich sowie der DDF190 mit den Antennen ADD190 und ADD071 für den VHF-UHF-Bereich. Die Bedie-nung aller Geräte erfolgt über Prozess-Controller mit der Spectrum Monitoring Software ARGUS* (BILD 3). Bei Bedarf lassen sich die einzelnen Geräte auch manuell bedienen.

Das Überwachen des Frequenzspekt-rums wird in den unbemannten Statio-nen durchgeführt; von dort aus kann auch gepeilt werden. Durch das Zusam-menschalten mit weiteren Stationen ist über Triangulation das exakte Bestim-men von Sender-Standorten möglich.

BILD 1Eine der

Monitoring-Stationen in

Sri Lanka.

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BILD 2 Mobile Monitoring-Station, wie sie in Sri Lanka eingesetzt werden.

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1


Panorama

Vernetzte Systeme

Innerhalb einer Station sind die Geräte und Steuercomputer über ein LAN (Local Area Network) miteinander ver-netzt, während die einzelnen Stationen untereinander über ein WAN (Wide Area Network) verbunden sind, das über Telefon-Wählleitungen aufgebaut wird. Die Messfahrzeuge sind über das GSM-Netz eingebunden, das in Sri Lanka gerade entsteht. Über das WAN lassen sich alle unbemannten Stationen von den bemannten Stationen in die Messungen einbeziehen.

Spektrum-Management

Die starke Zunahme elektronischer Kommunikation erhöht zwangsläufig die Belegung des elektromagnetischen Spektrums. Mit der Vergabe von Lizen-zen an die Sendergesellschaften kann die Behörde die Belegung steuern und durch Umverteilung eine gleichmäßi-gere Belastung einzelner Frequenzbän-der erreichen. Mit der erteilten Lizenz erhält der Nutzer die Auflage, vorgege-bene technische Parameter einzuhalten. Diese können sich durch die technische

LITERATUR* Pfitzner, Jörg: Spectrum Monitoring Soft-

ware ARGUS 4.0 – Neue Software-Gene-ration für Spektrum-Monitoring-Systeme. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr. 167, S. 18–20.


Weiterentwicklung und schmäler wer-dende Kanäle ändern.

Die Verwaltung von Frequenzen und Lizenzen erfolgt mit einer Spektrum-Management-Datenbank, die Vorga-ben und Empfehlungen der ITU berück-sichtigt. Da diese Software sehr stark in den admini strativen Bereich des Kunden eingreift, beispielsweise in die Organisation des Lizenzwesens und die Debitorenbuchhaltung etc., werden diese speziellen Arbeitsabläufe in der Software abgebildet. Denn die Lizenzvergabe beispielsweise an Ama-teurfunker erfordert andere organisa-torische Schritte als die Vergabe an einen Fernsehsender oder einen GSM-Netzbetreiber. Auch ergeben sich für unterschied liche Kundenkreise verschie-dene Regeln für die Rechnungsstellung. So führt ein behördlicher Nutzer u.U. gar keine Lizenzgebühren ab, oder für einen Großkunden wie eine Fernseh-station sind die Zahlungsmodalitäten möglicherweise anders als für ein mit Funk ausgestattetes Taxiunternehmen.

Neben den beschriebenen Systemkom-ponenten, die das Herz des gesam-ten Systems bilden, sind im Lieferum-

fang eine Reihe weiterer Komponenten und Dienstleistungen enthalten, die Rohde&Schwarz ausführt, beispiels-weise:• Beratung zur optimalen Anpas-

sung des Systemdesigns an die speziellen Aufgaben der Kunden

• Auswahl geeigneter Standorte für die Feststationen vor Ort

• Beschaffung, Lieferung und Aufstel-len von Antennenmasten

• Fahrzeugbeschaffung- und ausrüs-tung mit Klimaanlage, Rack-Ein-bauten und Masten

• Beschaffung und Integration von Geräten, die von Dritt-Lieferanten bereitgestellt werden

• Installation und Integrationstest des Systems vor Ort

• Training zur Systembedienung• Spezielle Trainings zum Betriebs-

system oder zu Datenbankanwen-dungen

• Kundenspezifisches Wartungskon-zept

Turn-Key-Lieferanten gefragt

Gefragt sind heute weniger Geräte-lieferanten als Firmen, die umfassende Aufgabenstellungen komplett lösen können. Rohde&Schwarz versteht sich in der Rolle des kompetenten Liefe-ranten komplexer, in Strukturen und Abläufe an die Aufgaben angepasster Systeme.

Jörg Pfitzner; Georg Schuberth

BILD 3 Komfortabel werden die Empfänger ESMB und die digitalen Peiler DDF190 über die Software ARGUS gesteuert.


Panorama

Application Firmware FSIQ-K71 erlaubt Leis-tungsmessungen an cdmaOne-Signalen mit dem FSIQ an gleichzeitig 64 Walsh-Kode-Kanälen (Vorwärtskanal) von Basisstationen.

Datenblatt PD 757.5572.11 Kennziffer 168/17

Audio Analyzer UPL Modell UPL16 für Typzulas-sungsmessungen an GSM-Mobiltelefonen und die Optionen Digital Audio I/O 96 kHz, Mobile Phone Test Set (GSM-Messungen ohne DAI-Schnittstelle) und Automatische Tonleitungsmes-sung waren Hauptgründe für die Überarbeitung des Datenblatts.


DVB-T Inhouse Repeater SDR01 (470 MHz bis 862 MHz) dient zur terrestrischen Versorgung in abgeschirmten Gebieten; Verstärkung 60 dB bis 80 dB (max. 100 mW); Netzversorgung.


UHF-Senderfamilie NH/NV7000 mittlerer Leis-tung (NH (analog): 250 W bis 2 kW; NV: DVB-T 100 W bis 800 W, ATSC 125 W bis 1 kW) basiert auf LDMOS-Technologie und ist luftge-kühlt (interne Lüfter); digitaler Steuersender (alle üblichen Betriebsarten), optional u.a. SNMP- oder WEB--Server-Schnittstelle.


DTV Recorder-Generator DVRG zeichnet digitale Videoströme auf und gibt sie und auch ATSC-/DVB-Signale wieder; optional zusätzliche Fest-platte (18 GByte), SDI-Signal-Schreiben/Lesen so-wie CD-R-Schreiben/Lesen und DVD-Lesen.


DTV Web Carousel ist der Serverdienst zum zykli-schen Aussenden der Internet-Daten an stationäre oder mobile Teilnehmergruppen; Inhalte leicht zusammenstellbar; Testsoftware optional.


Vektorielle Netzwerkanalysatoren-Familie ZVR Die neuen Modelle ZVCE (3-Kanal) und ZVC (4-Kanal) – jeweils bidirektional, Brücken – für 20 kHz bis 8 GHz (passiv) und für 300 kHz bis 8 GHz (aktiv) sowie die neuen Optionen Zeitbereichstransformation, Nichtlineare Mes-sungen und Virtuelle Transformationsnetzwerke zusammen mit entsprechender Aktualisierung der Datenblattangaben machten die Neuausgabe erforderlich.


Monitoring Receiver ESMB (20 MHz bis 3 GHz; ab 9 kHz optional) entspricht ITU und bewältigt alle Überwachungs- und Analyseaufgaben (ein-schließlich Versorgungsmessung), fernbedienbar, diverse Schnittstellen (darunter NF-Ausgang digi-tal), HF-Spektrumdarstellung optional; 10 V bis 32 V DC (Netz optional), Gewicht nur 8 kg.


Test Receiver ESVN40 (9 kHz bis 2,75 GHz) der ESN/ESVN-Serie ist nur noch im Vertriebs-programm.


Applikations-Firmware FSE-K10, FSE-K11 Neu sind der erweiterte Frequenzbereich (Signal-analysatoren FSIQ mit einbezogen), eine bes-sere Menüstruktur sowie größere Flexibilität und höhere Messgeschwindigkeit.


Digitale Überwachungspeiler DDF0xM (0,3 MHz bis 3 GHz) Neue Antennen (HF: u.a. U-Adcock mit 1x8/2x8 Elementen; VHF/UHF: zusätzliche Leichtausführung und Modell für GSM-Bereiche), Peilzusatz DDFGSM und Elektronischer Kom--

pass für einige Modelle machten u.a. die Da-tenblattneuausgabe erforderlich.


Millivoltmeter URV55 Das Datenblatt wurde in Eigenschaften und Messkopfpalette auf den neu-esten Stand gebracht und dem modernen Design angepasst.


ATC Newsletter 05/2000 enthält wieder aktuelle Referenzen aus aller Welt zu installierten R&S-Systemen.

Info PD 757.5589.21 Kennziffer 168/29

TACAN Bearing Simulator STS100 aus dem R&S Werk Köln liefert hochgenaue Azimuth-Test-signale sowie MRB-/ARB-Synchronisationssig-nale.


Automotive-Verification-Test-Systems AVTS vom R&S Werk Köln dienen zur Installation von Unterhaltungs- und Kommunikationseinrichtun-gen (Hörfunk, Fernsehen, Mobilfunk, Navigation u.a.) in Kraftfahrzeugen.


Neue Applikationsschriften

GPIBShot, Aufnahme von Bildschirmkopien über IEC-Bus

Appl. 1MA25_0D Kennziffer 168/32

Produktionstests an ICO-User-Terminals mit SMIQ und FSE/FSIQ

Appl. 1MA23_0D Kennziffer 168/33

Schz

Universal Radio Communication Tester CMU200 Überarbeitetes Datenblatt mit neuem Kapitel über Lösungen für die Produktion sowie Trennung nach GSM, TDMA, AMPS und CDMA; neue Option CDMA-Signalisierungsein heit sowie Test-Soft-ware für IS-136/Cellular (800 und 1900 MHz), AMPS, CDMA (800 und 1700/1900 MHz).


Produktionstest-System TS7100 für Mobiltele-fone (mit dem CMU200) prüft optimal sämtliche Gerätefunktionen nach allen gängigen und auch zukünftigen Standards; schneller Durchsatz durch echte parallele Prüfung, umfangreiche Testbiblio-thek (kundenspezifisch anpassbar), modularer Aufbau (Compact PCI/PXI).


Basic systems for:• Radio: AM, FM• Television: PAL, NTSC, SECAM• Mobile radio: GSM, TDMA, CDMA• Navigation: GPS• Customer applications

Automotive Verification Test Systems AVTSInstallation test systems for the automobile industry

• One basic system platform

– for all customary radio standards– for all production steps

board testsfunctional testsRF calibrationfinal tests incl. RF tests, acoustic tests, display tests and keyboard/pad tests

– for multi-protocol and multiband testing with Radio Communica-tion Tester CMU200, migration from CMD to CMU included

• One simple concept

– Comprehensive modular test library for immediate use or easy customization

– Generic system using versatile configuration based on Compact-PCI/PXI

– Easy upgrade to 3rd generation products

• One cost effective tool

– High throughput by real parallel testing using independent IEC/IEEE-bus systems

– Flexible core system for either functional, final or other tests

– Modular and versatile hardware and software, standard fixture in-terfaces

– All hardware and software compo-nents based on industry standards

Cellular Phone Production Test Platform TS7100The new "ready to go" production tool


Druckschriften

Spanien startet durch beim digitalen terrestrischen FernsehenOhne zu übertreiben kann man vom ehrgeizigsten Projekt in der bisherigen Geschichte der Fernsehsendetechnik sprechen: Keine neun Monate – einschließ-lich noch zu erfolgender Aus-schreibung – blieben dem Kon-sortium „Onda Digital“ („Digi-tale Welle“) Zeit, um nach der

Spektrumanalysatorfamilie mit neuem MitgliedDie chinesische Messtechnikzeitschrift

„Foreign Electronic Measurement Technology“ zeigte auf dem Titel der zweiten Jahresaus-gabe die Rohde&Schwarz-Spektrumanaly-satorfamilie mit den Geräten FSE, FSIQ und – dem neuesten Mitglied – FSP.

Der FSP setzt mit einem bisher nicht ange-botenen Funktionsumfang sowie der höchs-ten Messgeschwindigkeit und -genauigkeit weltweit neue Maßstäbe: So sind neben den herkömmlichen Messfunktionen zahlreiche Zusatz-Features serienmäßig im Grundmo-dell enthalten. Mit einer Messunsicherheit von nur 0,5 dB, einer minimalen Sweep-Zeit von 2,5 ms und bis zu 30 Messungen pro Sekunde am IEC-Bus (GPIB) definiert der FSP den neuen Standard im mittleren Preisseg-ment.

Spektrale Reinheit von Signal-generatorenDem neuen Signalgenerator SML widmete das Fachblatt „Elektronik-Informationen“ den Titel seiner Sommerausgabe. Im entspre-chenden Artikel heißt es unter anderem:

„Im Idealfall erzeugt ein Signalgenerator ein perfektes sinusförmiges Ausgangssignal. In der Realität entstehen jedoch durch verschie-dene Einflüsse im Generator mehr oder weni-ger starke Abweichungen von der Sinusform, wodurch sich die spektrale Reinheit des Aus-gangssignals entsprechend verschlechtert … Bei der Auswahl des richtigen Generators für eine adäquate Messaufgabe sind sie beson-ders zu berücksichtigen. Der neue analog modulierbare Signalgenerator SML01 von Rohde&Schwarz ist ein General-Purpose-Gerät, das diese Anforderungen über den heutigen Stand der Technik hinaus erfüllt.“

CMU200 – Best in TestDie weltweit erscheinende Fachzeitschrift

„Test&Measurement World“ hat den Mobil-funktester CMU200 von Rohde&Schwarz als eines der zehn besten Messgeräte der Welt des Jahres 1999 ausgewählt. Die Auswahl erfolgte auf Grundlage einer Umfrage, die unter allen Lesern der Zeitschrift durchgeführt wurde.

Kurznachrichten

Lizenzvergabe eine Versorgung von 50% der spanischen Bevöl-kerung mit DVB-T-Signalen nach-zuweisen. Nur ein halbes Jahr später sollte eine Versorgung von 80% der Bevölkerung sicher-gestellt sein. Mit dem Betrieb des Sendernetzes wurde die Firma Retevision beauftragt, Betrei-ber des bisherigen analogen Fernsehnetzes und Teilhaber an Onda Digital.

Auch technisch setzte das spa-nische Projekt neue Maßstäbe: Vier landesweite Multiplexe soll-ten im Gleichwellenbetrieb in den höchsten verfügbaren Kanä-len 66, 67, 68 und 69 betrieben werden, d.h. im Nachbarka-nalbetrieb. So etwas war noch nie in einem Pilotprojekt erprobt worden und es gab viele Stim-men, die behaupteten, dass so etwas gar nicht funktionieren

könne. Hinzukommen soll ein fünfter, regional unterschiedli-cher Kanal.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt war die politische Vorgabe der spanischen Regierung, deren Absicht es war, mit diesem anspruchsvollen Projekt das eigene Land nicht nur technisch an die Spitze zu bringen, son-dern mit den Investitionen auch

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Erstes Testsystem für BluetoothDie US-Fachzeitschrift „Wireless Systems Design“ berichtet in ihrer Mai-Ausgabe unter dem Titel „System Qualifies Bluetooth Pro-ducts and Components“ ausführlich über das neue TS8960 von Rohde&Schwarz.

Das TS8960, das voll den aktuellen Blue-tooth Core-Spezifikationen 1.0 und HF Test-Spezifikationen 0.7 entspricht, kann sowohl für Konformitätstests als auch für Messun-gen in der Entwicklungsphase oder in der Qualitätssicherung eingesetzt werden. Alle notwendigen Bluetooth-Testfälle sind bereits voreingestellt, wobei sich deren Parameter beliebig ändern und anpassen lassen. Mit-tels „Testmode Signalling“ kann das System zudem das Messobjekt direkt und über die Luftschnittstelle in Testmodus bringen, was den Aufwand und die Dauer der Tests erheb-lich verringert.

Stefan Böttinger


Presse-Echo

Arbeitsplätze zu schaffen. Des-halb musste der Lizenznehmer nachweisen, wieviel Wertschöp-fung er in Spanien mit dem Pro-jekt erbringt, und Senderherstel-ler, die an diesem Projekt teilneh-men wollten, mussten Koopera-tionsvereinbarungen mit lokalen Herstellern eingehen.

Diesen Zusammenhang erkannte die Vertretung von Rohde& Schwarz in Spanien frühzeitig, so dass bereits Monate vor der Ausschreibung eine Koopera-tionsvereinbarung mit der Firma Egatel in Ourense abgeschlos-sen werden konnte, die sich als tragfähig für die Realisierung des Projektes erwies.

Das Konsortium SERIS, in dem auch Egatel und Rohde& Schwarz vertreten waren, erhielt den Zuschlag zur Realisierung von über 60% des Netzes in der Phase 1. Jetzt galt es für Rohde&Schwarz, 36 Sender der neuesten wassergekühlten Generation NV6000 sowie 24 500-W-Sender der bereits gut im Markt eingeführten luftge-kühlten Serie NV500 in nur drei Monaten auszuliefern, die Inte-gration der Anlagen bei Egatel vorzubereiten und zu beglei-ten sowie die Installationsteams zu schulen. Hinzu kamen noch 36 Steuersender mit integriertem DVB-Modulator, die in Kleinleis-tungssender von Egatel einge-baut wurden.

Mit Bravour bestand das Kon-sortium in einer gemeinsamen Kraftanstrengung die Herausfor-derung, so dass termingerecht zum Jahreswechsel die gefor-derte Versorgung gegeben war. Aufgrund dieser guten Leistung konnte es in der anschließenden zweiten Phase einen höheren Anteil erzielen. Es wurden wei-tere 50 Sender und 250 Vorstu-fen für Kleinleistungssender in wenigen Monaten ausgeliefert und in Betrieb genommen.

Bewährt hat sich dabei eine der Stärken von Rohde&Schwarz beim Aufbau landesweiter Sen-dernetze: die Fähigkeit, in kür-

zester Zeit große Stückzahlen kompletter Sender ausliefern zu können.

Und allen Unkenrufen zum Trotz: die Gleichwellennetze funktio-nieren wie geplant.

Zu guter Letzt gelang es Rohde&Schwarz Spanien auch noch, den Auftrag für ein Moni-toring-System zur Überwachung des Sendernetzes zu gewin-nen. Insgesamt sicher beste Vor-aussetzungen, um am weiteren Ausbau mitwirken zu können: Der fünfte Kanal steht noch vor der Realisierung, und in allen Provinzen soll auf regio-naler Ebene ein Netz mit meh-reren Multiplexen aufgebaut werden.

Thomas Loichinger

TV-FM-Sendestation für DubaiGegen starke internationale Konkurrenz wurde Rohde& Schwarz im Juli 1997 von der Rundfunkgesellschaft in den Ver-einigten Arabischen Emiraten (E.M.I.) mit dem Errichten einer schlüsselfertigen TV- und FM-Sendestation beauftragt. Ein Konsortium unter der Feder-führung von Rohde&Schwarz wurde zur Durchführung des Pro-jektes gegründet. Mit der Bau-ausführung wurde die Firma SGC (Square General Contrac-ting), Abu Dhabi, beauftragt.

Das Projekt entstand buchstäb-lich aus dem Nichts: Im Mai 1998 erfolgte die Übergabe des Wüstenareals im geplanten Industriegebiet von Dubai. Im Oktober konnten die Bauarbei-ten nach Erteilung aller notwen-digen Genehmigungen begin-nen. Diese waren nicht einfach: unter Tags herrschten Außentem-peraturen von bis zu 40°C im Schatten. Doch bereits im Okto-ber 1999 begann der Probebe-trieb sowie die Übergabe an E.M.I.

Im Hauptgebäude (BILD 1) sind neben den Technikräumen auch

Büro-, Besprechungs-, Aufent-haltsräume und Sanitäreinrich-tungen vorhanden.

Für das Fundament des Anten-nenturms wurde eine Tiefbau-spezialfirma mit dem Einbrin-gen von 24 Betonpfählen in 22 m Tiefe beauftragt. Den 150 m hohen Stahlgitterturm kon-zipierte die australische Firma Jennis&LeBlanc in Perth, die Fer-tigung der Stahlteile erfolgte bei Jennis&LeBlanc in Malay-sia. Über den Seeweg kamen ca. 200 Tonnen Stahlteile, die in weniger als vier Wochen ver-baut waren, einschließlich dem Aufsetzen der beiden Antennen-träger auf die Mastspitze.

Die beiden UHF-Sendeantennen wurden komplett bei RFS (Radio Frequency Systems) in Austra-lien vorgefertigt und die Anten-nendiagramme vermessen. An jedem dieser Vierkantkastenträ-ger sind 24 Richtstrahlfelder montiert. Die FM-Antennenan-lage besteht aus acht Richtstrahl-

feldern in vier Ebenen. Über diese Antenne werden drei Rund-funkprogramme abgestrahlt.

Die TV-Programme strahlen die bewährten UHF-TV-Transistorsen-der NH530S und NH510V von Rohde&Schwarz aus. Die FM-Einzelsender für die Hör-funkprogramme haben jeweils eine HF-Ausgangsleistung von 5 kW und einen gemeinsamen Reserve-Sender (n+1).

Zentral gesteuert und überwacht wird die Sendeanlage von dem Monitoring-System TS6100 (BILD 2), welches alle Parameter archiviert und kontinuierlich mit individuell konfigurierten Tole-ranztabellen vergleicht. Stellt es ein Überschreiten einer dieser Grenzen fest, so gibt es Alarm.

Die termingerechte Abwicklung des Projektes stärkten das Ver-trauen des Kunden in Rohde& Schwarz als einen zuverlässigen und kompetenten Partner.

Robert Bleicher

BILD 1 Hauptgebäude der Sendestation in Dubai.

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BILD 2 Monitoring-System TS6100.

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Kurznachrichten


Weltweites Know-how für Produktionstest im Mobil-funkDer Schlüssel zum effizienten Einstieg in die Massenproduk-tion neuer Mobilfunkprodukte liegt unter anderem in einem möglichst schnellen „Ramp-up“ der Produktionstestsysteme. Dies setzt ein möglichst flexibles Basissystem voraus, das mit Hilfe vorgefertigter Bibliothe-ken die Testprogrammerstellung einschließlich der Ansteuerung des Prüflings und des Adap-ters wesentlich erleichtert. Die Rohde&Schwarz-Systemlösung hierfür ist das Produktionstest-system TS7100, welches speziell auf die Belange der Mobilfunk-Massenproduktion zugeschnit-ten ist.

Wesentliche Bausteine der System architektur der Cellular Phone Production Test Platform TS7100 sind der Mobilfunktes-ter CMU200, die dedizierten Stromversorgungen für die Bat-terie- und Ladesimulation der Messobjekte sowie die industrie-taugliche Testplattform TSVP ein-schließlich Steuercomputer und Schaltkarten.

Um das Know-how für dieses System weltweit gleichermaßen kompetent zur Verfügung zu stellen, wurde kürzlich eine umfassende Weiterbildung für alle Rohde&Schwarz-System-häuser durchgeführt (BILD). Man-fred Gruber, Product Manager für das Produktionstestsystem TS7100, konstatiert: „Mit der

Rohde&Schwarz-Kongress PRAHEX in PragAktuelle Informationen, Semi-nare, Gerätevorführungen – das ist der Inhalt der eintägi-gen PRAHEX, die jedes Jahr von der tschechischen Rohde& Schwarz-Niederlassung organi-siert wird.

Dieses Jahr stand der Kongress mit Ausstellung im Prager Hotel „Olsanka“ ganz im Zeichen der neuen Mess- und Kommu-nikationstechnik: Neben dem neuen Spektrumanalysator FSP wurden die Mikrowellen-Mess-technik und der Mobilfunktes-ter CMU200 vorgestellt. Wei-tere Präsentationsthemen waren die Funkkommunikationssysteme der Serie 4400, VXI-Systeme für Radiomonitoring sowie einige aktuelle Projekte. Ergänzend zu diesen Vorträgen gab es zahlrei-che Gerätevorführungen.

In Verbindung mit der PRAHEX bot Rohde&Schwarz Fach semi-nare zu Themen wie EMV, DVB oder Coverage Measurement an, die im Laufe des Jahres weiter fortgeführt werden (BILD). Die hohe Resonanz von Seiten der Kunden und des zahlreichen Publikums zeigte, dass die jährli-che Tagung als aktuelle Informa-tionsquelle sehr geschätzt wird.

Honeywell und Rohde& Schwarz vereinbaren Vertriebs- und Marketing-PartnerschaftIm Bereich der militärischen Funkkommunikation haben Honeywell und Rohde&Schwarz eine Partnerschaft vereinbart. Im nordamerikanischen Markt werden die beiden Unternehmen zukünftig gemeinsam die Air-borne Transceiver M3AR (Serie 6000) von Rohde&Schwarz ver-markten.

Die M3AR-Funkgeräte sind als Software Radios konzipiert und dadurch bei extremer Störfestig-keit für unterschiedliche Wellen-formen einsetzbar. „Diese inno-vative neue Kommunikationslö-sung lässt sich ideal in unsere breite Palette an Avionic-, Flug-sicherheits- und Display-Techno-logien für Militärflugzeuge inte-grieren“, erklärt Dean Flatt, Pre-sident Honeywell Defense and Space Systems. „Die Koopera-tion mit Honeywell ist der beste Start für die erfolgreiche Ver-marktung des digitalen kompak-ten Funkgerätes im US-Markt“, ergänzt Achim Klein (Kasten rechte Seite), Leiter des Berei-ches Funkkommunikationssys-teme bei Rohde&Schwarz.

Stefan Böttinger

aufgebauten lokalen Expertise können wir nun überall in der Welt umgehend eine maßge-schneiderte Lösung zur Mobil-funkproduktion liefern und sup-porten.“

Georg Steinhilber

DVB-T Netzaufbau in Schweden mit Rohde& Schwarz-TV-SendernFür den Aufbau des digitalen ter-restrischen TV-Netzes in Schwe-den hat Rohde&Schwarz den Auftrag zur Lieferung von Sen-dern des Typs NV7000 erhal-ten.

Die Mittel- und Hochleistungs-sender sind für 13 Standorte bestimmt. Für jede Station werden fünf Sender in ein 4+1-Reservesystem konfiguriert. Damit ist eine deutlich höhere Netzverfügbarkeit gewährleis-tet. Ausschlaggebend für die Entscheidung der schwedischen Betreibergesellschaft Teracom waren vor allem die moderne Technologie und das umfas-sende Gesamtkonzept: Durch besondere Luft- oder Flüssigkeits-kühlung sind die Sender im Ver-gleich zu bisherigen Lösungen ausgesprochen platzsparend. Mit verschiedenen Leistungsbe-reichen von 200 W bis 2,5 kW wird zudem allen geografischen und planerischen Anforderun-gen entsprochen. Schweden star-tet mit diesem Projekt die dritte Phase des Aufbaus eines flächen-deckenden DVB-T- Netzes.

Monika Roth

Die Vorträge auf der PRAHEX waren gut besucht.

Teilnehmer der Weiterbildungskurse zum TS7100.

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Kurznachrichten


Moderne Funkkommuni-kation im FokusAuf der diesjährigen Interna-tionalen Luftfahrtausstellung ILA in Berlin zeigte Rohde&Schwarz sein innovatives Programm für moderne Funkkommunikation, Funküberwachung und Air Traffic Control.

Im Mittelpunkt stand dabei die neue Generation M3xR-Soft-ware Radios (Multiband, Multi-mode, Multirole). Diese digitalen Funkgeräte in Modulbauweise bieten ein weltweit führendes Konzept: Die Geräte lassen sich über Software an zukünftige For-derungen anpassen: Änderun-gen, zum Beispiel von Wellenfor-men, Modulation, Schnittstellen oder sogar Frequenzbereiche, können so einfach durchgeführt werden.

Neben zahlreichen anderen hochkarätigen Gästen aus Poli-tik und Wirtschaft zeigte sich auch der bayerische Wirtschafts-minister Otto Wiesheu sehr inte-ressiert an den neuen Funkkom-munikationslösungen (BILD).

Ein Highlight der ILA war die Unterzeichnung der Regierungs-vereinbarung zwischen den Län-dern Deutschland, Frankreich, Italien und Niederlande über die Serienfertigung des Hub-schraubers NH90, bei dem auch Rohde&Schwarz als Lie-ferant von Funkkommunikation beteiligt ist.

Siemens und R&S Bick Mobilfunk kooperieren bei TETRA-Mobilfunk systemenDie Siemens AG Österreich und das Rohde&Schwarz-Tochterun-ternehmen R&S Bick Mobilfunk GmbH haben eine enge Koope-ration bei TETRA-Mobilfunknet-zen beschlossen.

Im Rahmen dieser Kooperation werden R&S Bick Mobilfunk und das Siemens TETRA Center of Competence künftig weltweit gemeinsam das TETRA-Mobil-funksystem ACCESSNET®-T ver-

markten. Neben einer weltwei-ten Präsenz und einem ergän-zenden Angebot für digitale Bün-delfunklösungen bringt Siemens langjährige Erfahrung bei Pla-nung und Aufbau von Mobilfunk-netzen ein. Von R&S Bick Mobil-funk werden mit Funkvermittlun-gen, Feststationen sowie dem Netzwerkmanagement sowohl die Produkte als auch die Kom-petenz für das neue TETRA-Mobilfunksystem eingebracht.

In Deutschland wird in den kom-menden Jahren, bedingt durch das Schengener Abkommen, ein landesweites digitales Bündel-funknetz als Ersatz für die exis-tierenden Funknetze der Sicher-heitsbehörden aufgebaut. Das dafür erforderliche Investitionsvo-lumen wird allein auf etwa vier Milliarden Mark geschätzt. Die Kooperation der beiden Unter-nehmen bei TETRA-Mobilfunknet-zen wird den raschen Ausbau des digitalen professionellen Mobilfunks vorantreiben.

Stefan Böttinger

Geschäftsführer Hans Wagner mit dem bayerischen Wirtschaftsminister Otto Wiesheu auf der ILA.

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Geschäftsbereich Funk-kommunikationssysteme unter neuer Führung

Achim Klein (45) ist neuer Leiter des Geschäftsbereiches Funk-kommunikationssysteme bei Rohde&Schwarz.

In dieser Position ist er für die weltweiten Aktivitäten des Unter-nehmens auf dem Gebiet der Funkkommunikation für Sicher-heit und Verteidigung verant-wortlich. Gleichzeitig wird er

Mitglied der Geschäftsleitung. Sein Vorgänger Ludwig Lohner hatte den Geschäftsbereich erfolgreich auf den Weltmarkt neu ausgerichtet.

„Dank seiner Innovationskraft wird Rohde&Schwarz als euro-päischer Anbieter von Funkkom-munikationssystemen für Sicher-heit und Verteidigung auch in der sich stark verändernden Industrielandschaft eine welt-weit führende Rolle einnehmen“, erklärt Achim Klein.

Kurznachrichten


ROHDE&SCHWARZ GmbH&Co. KG · Mühldorfstraße 15 · 81671 München · Postfach 80 14 69 · 81614 München Support Center: Tel. 018 05 12 42 42 · E-Mail: [email protected] · Fax (089) 41 29-137 77

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Besuchen Sie uns im Internet: www.rohde-schwarz.com

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Neues von Rohde&Schwarz · nach den einzelnen Zeitschlitzen der TDMA-Rahmen. Neben zwei senkrechten Streifen sind noch Neben zwei senkrechten Streifen sind noch weitere Signale …