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Wie zufällig ist der Zufall? - Rohde & Schwarz

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Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

DVB-T<br />

Meßempfänger mit hoher Präzision<br />

Funküberwachung von<br />

DAB- und DVB-T-Sendesystemen<br />

VHF/UHF-Flugfunkgeräte<br />

Sichere Sprach- und Datenübertragung<br />

1999/IV<br />

164


Mit DVB, dem Digital Video Broadcasting,<br />

hat <strong>der</strong> Angriff auf die letzte große<br />

Bastion <strong>der</strong> Analogtechnik im Bereich <strong>der</strong><br />

Unterhaltungsindustrie begonnen.<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> hat schon sehr früh auf<br />

dieses „Pferd“ gesetzt und kann ein<br />

entsprechend reichhaltiges Programm an<br />

Betriebs- und Meßtechnik vorweisen. Zum<br />

Beispiel den neuen TV-Meßempfänger EFA-T,<br />

<strong>der</strong> erstmalig Echtzeitmessungen an<br />

DVB-T-Signalen ermöglicht (Seite 4). Weitere<br />

Beiträge zum Thema digitales<br />

Fernsehen finden Sie ab Seite 17.<br />

Fachbeiträge<br />

Applikationen<br />

Chr<strong>ist</strong>oph Balz;<br />

Mathias Leutiger<br />

Michael Fraebel<br />

Peter Wollmann<br />

Erwin Böhler;<br />

Daniel Seemann<br />

Jörg Pfitzner<br />

Harald Weigold<br />

Chr<strong>ist</strong>oph Balz<br />

Theodor Fokken<br />

2 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

Heft 164 1999/IV 39. Jahrgang<br />

DVB-T-Meßempfänger EFA-T<br />

Die Meßreferenz – nun auch für das digitale terrestrische Fernsehen ........... 4<br />

Mobile Air Traffic Control Tower MX400<br />

In die Wüste geschickt – Flugsicherung im Niemandsland .......................... 8<br />

Optical Network Analyzer Q7750 und Optical Chirpform Test Set Q7606<br />

Einzigartige Meßgeräte für Wavelength-Division-Multiplex-Verfahren ......... 11<br />

Communication System Panel TS-CSP<br />

Überblick statt „Kabelsalat“ – Testsysteme flexibel verschalten ................... 14<br />

Funküberwachung von DAB- und DVB-T-Sendesystemen<br />

Messen kann so einfach sein: Komplexe Aufgaben fest im Griff ................ 17<br />

MPEG2-Meßgeneratoren und -Meßdeco<strong>der</strong><br />

Let´s go West: ab sofort startklar für ATSC .............................................. 20<br />

TV-Meßempfänger EFA<br />

Das Präzisionsmeßgerät auch für die Analyse beliebiger QAM-Signale ..... 22<br />

Miniport Receiver EB200: Kleine Lauscher ohne Chance ......................... 24<br />

Berichtigung des Meßtips in Heft 163:<br />

„Umrechnung von C/N bzw. SNR auf E b /N 0 bei DVB“ .......................... 25<br />

Foto 43 396


Reinhard Göster<br />

Holger Jauch<br />

Ekkehardt Claußen<br />

Chr<strong>ist</strong>ian Hess<br />

Akihiko Yoshimura<br />

Dr. Ralph Wernsdorf<br />

Viele namhafte Firmen <strong>der</strong> Automobil-,<br />

Elektrogeräte- und Maschinenbauindustrie<br />

vertrauen seit Jahren auf EMV-Meßtechnik<br />

aus dem Hause <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>: Für den<br />

Test von kleinen Meßobjekten bis hin zum<br />

Großraumjet. Kürzlich nahm die Audi AG ihr<br />

neues EMV-Prüfzentrum in Betrieb, das über<br />

eine komplette meßtechnische Ausstattung<br />

von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> verfügt (Seite 26).<br />

Panorama<br />

EMV-Prüfzentren in je<strong>der</strong> Größe – präzise, vollautomatisch, universell ....... 26<br />

3G-Testszenario im Bereich Forschung und Entwicklung: Die dritte<br />

Mobilfunkgeneration – universelle Testkonzepte ebnen ihr den Weg .......... 29<br />

VHF/UHF-Flugfunkgeräte Serie 6000<br />

Software Radios mit höchster Daten- und Sprachsicherheit ....................... 32<br />

Rubriken<br />

Kurz gemeldet:<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>-Web-Seiten neu gestaltet und umfangreicher denn je ........ 28<br />

Kurz gemeldet:<br />

Erste tragbare Quarzuhr <strong>der</strong> Welt wie<strong>der</strong> im Museum von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> .. 37<br />

Druckschriften ..................................................................................... 34<br />

Presse-Echo ......................................................................................... 35<br />

Kurznachrichten .................................................................................. 36<br />

Schlußbeitrag: <strong>Wie</strong> <strong>zufällig</strong> <strong>ist</strong> <strong>der</strong> <strong>Zufall</strong>? .............................................. 38<br />

Impressum<br />

Herausgeber: ROHDE& SCHWARZ GmbH & Co. KG · Mühldorfstraße 15 · D-81671 München<br />

Support-Center: Tel. 01805124242 · E-Mail: customersupport@rsd.rsd.de · Telefax (089)4129-<br />

3777 · Redaktion und Layout: Ludwig Drexl, Redaktion – Technik (München) · Fotos: Stefan Huber<br />

Auflage 90000 · Erscheinungsweise: sechsmal pro Jahr · ISSN 0548-3093 · Bezug kostenlos über<br />

Ihre <strong>Rohde</strong>& <strong>Schwarz</strong>-Vertretung · Printed in Germany by peschke druck, München · Nachdruck<br />

mit Quellenangabe und gegen Beleg gern gestattet.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 3<br />

Foto 43 350/5


Foto 43 310/6<br />

Fachbeitrag<br />

DVB-T-Meßempfänger EFA-T<br />

Die Meßreferenz: nun auch für das<br />

digitale terrestrische Fernsehen<br />

Nach <strong>der</strong> erfolgreichen Inbetriebnahme des ersten europäischen DVB-T-Netzes<br />

in Großbritannien (Digital Video Broadcasting terrestrial) mit <strong>der</strong>zeit über 500000<br />

Anwen<strong>der</strong>n setzt sich das digitale terrestrische Übertragungsverfahren in Europa<br />

immer schneller durch. Das neue DVB-T-Modell <strong>der</strong> Meßempfängerfamilie EFA<br />

[1] trägt dem Bedarf nach präziser Empfangsmeßtechnik Rechnung. Kompakt in<br />

den Abmessungen und ausgestattet mit zahlreichen automatischen Meßfunktionen<br />

eignet sich dieses Gerät bestens für den Einsatz in Forschung, Entwicklung,<br />

in <strong>der</strong> Produktion von Sendemodulatoren sowie zum operativen Überwachen<br />

von Fernsehsignalen.<br />

BILD 1 Der DVB-T-Meßempfänger EFA-T<br />

ergänzt die umfangreiche Meßgerätefamilie<br />

EFA für Messungen in digitalen terrestrischen<br />

Fernsehsystemen.<br />

Universelle Meßempfänger für<br />

das digitale Fernsehen<br />

Die Einführung des digitalen terrestrischen<br />

Fernsehens <strong>ist</strong> geprägt von <strong>der</strong><br />

Konkurrenz durch ebenfalls digital<br />

modulierte Fernsehsignale, die über<br />

Satelliten und Kabelnetzwerke übertragen<br />

werden. Die digitalen Standards<br />

reduzieren Probleme <strong>der</strong> bisherigen<br />

analogen Übertragungsverfahren wie<br />

begrenzte Programmvielfalt, vermin<strong>der</strong>te<br />

Signalqualität in schwierigen<br />

Empfangssituationen o<strong>der</strong> systembedingte<br />

Schwächen. Momentan haben<br />

sich drei wesentliche digitale terrestrische<br />

Fernsehstandards etabliert. Der<br />

4 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

1996 durch die amerikanische Regulierungsbehörde<br />

(FCC) verabschiedete<br />

ATSC-Standard findet Anwendung in<br />

USA, Kanada, Argentinien, Südkorea<br />

und Taiwan. ISDB-T, die japanische<br />

Variante des DVB-T-Standards, wird<br />

bisher ausschließlich in Japan favorisiert.<br />

Der erste landesweite Einsatz <strong>ist</strong><br />

dort für 2003 geplant.<br />

Mit <strong>der</strong> bisher größten Verbreitung in<br />

über 19 Län<strong>der</strong>n, darunter den 15 EU-<br />

Staaten sowie in Australien, Neuseeland,<br />

Indien und Singapur scheint sich<br />

<strong>der</strong> 1997 durch die ETSI spezifizierte<br />

DVB-T-Standard am schnellsten durchzusetzen<br />

(ETSI: European Telecommu-<br />

nications Standards Institute). Nach<br />

Großbritannien steht in Spanien,<br />

Schweden und Neuseeland die landesweite<br />

Ausstrahlung von digitalen<br />

Fernsehsignalen in diesem Standard<br />

kurz vor <strong>der</strong> Einführung.<br />

Die Anfor<strong>der</strong>ungen an die Zuverlässigkeit<br />

und Qualität <strong>der</strong> digital übertragenen<br />

Signale sind angesichts <strong>der</strong><br />

Konkurrenz von Kabel und Satellit<br />

und den hohen Erwartungen <strong>der</strong><br />

Fernsehzuschauer sehr hoch. Die<br />

Meßempfängerfamilie EFA deckt nun<br />

mit dem neuen Modell EFA-T alle in<br />

diesem Umfeld anfallenden Meßaufgaben<br />

ab.


EFA-T – Eigenschaften<br />

Der Meßempfänger, <strong>der</strong> in allen Funktionen<br />

voll kompatibel zu ETS 300 744<br />

<strong>ist</strong>, empfängt, decodiert und analysiert<br />

DVB-T-Signale. Wahlweise automatisch<br />

o<strong>der</strong> manuell lassen sich alle<br />

wesentlichen Parameter wählen, mit<br />

denen das Empfangssignal demoduliert<br />

wird:<br />

Bandbreite 8 MHz, optional<br />

6 MHz und 7 MHz<br />

Modulationsart COFDM mit 2Ko<strong>der</strong><br />

8K-FFT<br />

Konstellation QPSK, 16QAM o<strong>der</strong><br />

64QAM<br />

Code-Rate 1/2, 2/3, 3/4, 5/6,<br />

7/8<br />

Guard-Intervall 1/4, 1/8, 1/16,<br />

1/32<br />

Hierarchische Demodulation<br />

� = 1, 2, 4<br />

EFA-T – Meßreferenz für DVB-T<br />

Der neu entwickelte Meßempfänger<br />

EFA-T verfügt bereits in <strong>der</strong> Grundausführung<br />

über zahlreiche innovative<br />

Meßfunktionen, die ihn zur Meßreferenz<br />

werden lassen und mit denen <strong>der</strong><br />

Anwen<strong>der</strong> gezielt nach Störungen im<br />

Übertragungskanal suchen kann (mehrere<br />

internationale Patente sind angemeldet).<br />

Neben <strong>der</strong> alles umfassenden<br />

Gesamtanalyse von z.B. <strong>der</strong> Bitfehler-<br />

BILD 2 Funktionsprinzip des EFA-T.<br />

Empfangsteil<br />

Synchronisation<br />

Pegelmesser<br />

AGC 1<br />

NCO<br />

Rauschgenerator<br />

rate (BER) lassen sich auch Detailanalysen<br />

in einem beliebig wählbaren Trägerbereich<br />

innerhalb des OFDM-<br />

Signals durchführen. Dazu gehören:<br />

Konstellationsdiagramm<br />

Berechnung <strong>der</strong> Übertragungsparameter<br />

Darstellung des Modulationsfehlers<br />

(MER) als Funktion <strong>der</strong><br />

Frequenz<br />

Darstellung <strong>der</strong> Augenöffnung als<br />

Funktion <strong>der</strong> Frequenz<br />

Auftretende Störungen werden bereits<br />

in <strong>der</strong> Darstellung mit allen Trägern des<br />

OFDM-Signals sicher erkannt. Sie können<br />

dann durch Eingrenzung des Trägerbereiches<br />

genau lokalisiert werden<br />

(siehe BILD 3 bis 8). Beson<strong>der</strong>s bewährt<br />

hat sich dabei die Darstellung<br />

<strong>der</strong> Augenöffnung als Funktion <strong>der</strong><br />

Frequenz (BILD 5): hier werden die<br />

I- und Q-Werte zusammen mit den Entscheidungsschwellen<br />

dargestellt, so<br />

daß eventuelle Übertragungsfehler auf<br />

einen Blick erkannt und die gestörten<br />

Träger identifiziert werden können.<br />

Untersuchungen haben ergeben, daß<br />

für das Entstehen von Übertragungsfehlern<br />

(BER) häufig nur wenige Träger<br />

verantwortlich sind, während die Mehrheit<br />

<strong>der</strong> Träger einwandfrei decodiert<br />

wird. Für die Feinanalyse läßt sich das<br />

Konstellationsdiagramm des zuvor identifizierten<br />

einzelnen Trägers darstellen.<br />

SAW<br />

8 (7/6) MHz<br />

f = 36 MHz IF,1<br />

LPF<br />

fIF,2 FFT<br />

2/8 K<br />

Kanalschätzung<br />

Innerer<br />

De-Interleaver<br />

Osc. fOSC Viterbi-<br />

Deco<strong>der</strong><br />

Steuerbus<br />

Äußerer<br />

De-Interleaver<br />

FEC<br />

AGC 2<br />

A<br />

f CLK<br />

D<br />

Reed-<br />

Solomon-<br />

Deco<strong>der</strong><br />

OFDM-<br />

Demodulator<br />

Energy<br />

Dispersal<br />

Fachbeitrag<br />

EFA-T – Das Funktionsprinzip<br />

(BILD 2)<br />

Zuerst wird das Empfangssignal für den<br />

OFDM-Demodulator aufbereitet. Für die<br />

Bandbegrenzung stehen im Empfangszug<br />

drei Steckplätze für Filter mit 8 MHz<br />

(optional 6 o<strong>der</strong> 7 MHz) Bandbreite zur<br />

Verfügung.<br />

Über den eingebauten Rauschgenerator<br />

mit dazugehöriger Eichleitung kann dem<br />

Empfangssignal Rauschen überlagert werden.<br />

Eine Pegelmeßeinrichtung sowohl für<br />

das Nutz- wie auch für das Rauschsignal<br />

ermöglicht es, direkt das C/N-Verhältnis<br />

einzugeben.<br />

Einer weiteren Abwärtsmischung auf die<br />

zweite Zwischenfrequenz folgen die analogen<br />

passiven Tiefpaßfilter, wonach das<br />

Signal zum Analog/Digital-Umsetzer gelangt.<br />

Dieser arbeitet mit 12 bit Auflösung<br />

(festfrequente Abtastung ohne Oszillatornachführung).<br />

Das digitalisierte Signal passiert nun <strong>der</strong><br />

Reihe nach die Stufen Synchronisation,<br />

digitaler komplexer Mischer, FFT, Kanalschätzung,<br />

Fehlerschutz und MPEG2-Aufbereitung.<br />

Nach <strong>der</strong> Kanalschätzung werden die<br />

I- und Q-Komponenten zur Darstellung des<br />

Konstellations-Diagrammes und für die<br />

Berechnung weiterer Übertragungsparameter<br />

ausgekoppelt und in die DSP-Einheit<br />

geführt. Diese steuert auch direkt den<br />

Display-Controller, was die sehr schnelle<br />

grafische Aufbereitung <strong>der</strong> gemessenen<br />

Werte zur Folge hat.<br />

MPEG-<br />

Interface<br />

DSP:<br />

Konstellations-<br />

Analysator<br />

Parameter-<br />

Analysator<br />

I/Q (f)<br />

MER (f)<br />

Display<br />

Controller<br />

MPEG2-<br />

Meßdeco<strong>der</strong><br />

(optional)<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 5


Fachbeitrag<br />

· 3 EFA-T – Signalanalyse in<br />

Echtzeit<br />

6 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

4<br />

5<br />

6<br />

Die le<strong>ist</strong>ungsstarke digitale Signalverarbeitung<br />

des EFA-T analysiert das<br />

empfangene DVB-T-Signal schnell und<br />

umfassend. Die Auswertung geschieht<br />

hierbei zeitgleich und völlig unabhängig<br />

von <strong>der</strong> Demodulation/Decodierung.<br />

Der MPEG-Transportstrom steht<br />

permanent zur Decodierung sowie zur<br />

Bild- und Tonwie<strong>der</strong>gabe zur Verfügung.<br />

Diese Fähigkeit zur Analyse in Echtzeit<br />

macht es möglich, die für die komplexen<br />

Berechnungs- und Darstellungsverfahren<br />

erfor<strong>der</strong>liche hohe Anzahl<br />

von Meßwerten in bisher unerreicht<br />

kurzer Zeit zur Verfügung zu stellen<br />

und anschließend nach mathematischstat<strong>ist</strong>ischen<br />

Methoden weiterzuverarbeiten.<br />

Wegen seiner schnellen Meßwerterfassung<br />

eignet sich <strong>der</strong> Meßempfänger<br />

EFA-T nicht nur bestens für<br />

die Forschung und Entwicklung, son<strong>der</strong>n<br />

auch für den Einsatz in <strong>der</strong> Fertigungsüberwachung,<br />

wo kurze Meßzyklen<br />

gefor<strong>der</strong>t sind.<br />

EFA-T – mobil o<strong>der</strong> stationär<br />

einsetzbar<br />

Um den unterschiedlichen Anfor<strong>der</strong>ungen<br />

bei <strong>der</strong> Verbreitung von<br />

DVB-T-Signalen gerecht zu werden,<br />

kann <strong>der</strong> OFDM-Demodulator sowohl<br />

für den mobilen als auch für den stationären<br />

Empfang per Tastendruck<br />

optimiert werden. Die Einstellungen<br />

haben insbeson<strong>der</strong>e Auswirkungen<br />

auf die Geschwindigkeit und Arbeitsweise<br />

<strong>der</strong> Kanalkorrektur (channel<br />

equalisation) sowie auf die interne<br />

Pegelregelung. So <strong>ist</strong> auch unter sehr<br />

schwierigen Bedingungen noch ein<br />

Empfang möglich.<br />

Darüber hinaus können die Bandbreiten<br />

<strong>der</strong> wichtigsten internen Phasenregelkreise<br />

konfiguriert werden, z.B. für<br />

die Analyse beson<strong>der</strong>s stark „jittern<strong>der</strong>“<br />

o<strong>der</strong> verrauschter Signale (z.B.<br />

Phasenrauschen).<br />

EFA-T – <strong>der</strong> Monitoring-<br />

Empfänger<br />

Monitoring-Empfänger überwachen<br />

direkt an <strong>der</strong> Sendestation im Dauerbetrieb<br />

die wichtigsten Parameter des<br />

ausgestrahlten Signals. Verläßt ein<br />

Meßwert ein vorher festgelegtes Meßintervall,<br />

wird Alarm ausgelöst. Der<br />

Meßempfänger EFA-T <strong>ist</strong> maßgeschnei<strong>der</strong>t<br />

für diese Anwendung: Sechs<br />

Parameter, für die je eine individuelle<br />

Alarmschwelle einstellbar <strong>ist</strong>, können<br />

zur Überwachung ausgewählt werden<br />

(siehe Bild 9). Beson<strong>der</strong>s hervorzuheben<br />

<strong>ist</strong> dabei die BER-Überwachung in<br />

den verschiedenen Empfangsstufen. So<br />

läßt sich schon frühzeitig ein auftretendes<br />

Problem erkennen.<br />

Auftretende Fehler legt <strong>der</strong> EFA-T intern<br />

mit Datum und Uhrzeit in Fehlerreports<br />

mit bis zu 1000 Einträgen ab.<br />

Darüber hinaus löst er einen Warnton<br />

für das Bedienpersonal aus.<br />

Legende zu Bild 3 bis Bild 10<br />

BILD 3 Das Meßmenü: Alle wichtigen<br />

Eckdaten und die DVB-T-Konfiguration sind<br />

auf einen Blick überschaubar.<br />

BILD 4 Das Konstellationsdiagramm, hier<br />

in <strong>der</strong> gleichzeitigen Darstellung von 100<br />

OFDM-Symbolen.<br />

BILD 5 Gesamtanalyse des Übertragungskanals<br />

in <strong>der</strong> Darstellung I/Q als Funktion<br />

<strong>der</strong> Frequenz. Deutlich <strong>ist</strong> hier eine Störung<br />

etwa bei Träger 1300 zu erkennen.<br />

BILD 6 Darstellung des Übertragungskanals<br />

(gleiches Signal wie bei Bild 5). Der<br />

gestörte Träger <strong>ist</strong> hier mit Nummer 1299<br />

identifiziert.<br />

BILD 7 Darstellung des MER-Verlaufs als<br />

Funktion <strong>der</strong> Frequenz (gleiches Signal wie<br />

bei Bild 5). Deutlich <strong>ist</strong> auch hier eine<br />

Störung etwa bei Träger 1300 zu<br />

erkennen.<br />

BILD 8 Detaillierte Analyse des Konstellationsdiagramms<br />

des gestörten Trägers<br />

(Scattered Pilot). Es <strong>ist</strong> erkennbar, daß es<br />

sich um eine schmalbandige Störung<br />

handelt.<br />

BILD 9 Ideal für Monitoring-Aufgaben: Die<br />

gleichzeitige Überwachung <strong>der</strong> sechs<br />

wichtigsten Parameter.<br />

BILD 10 Parameterberechnung am Beispiel<br />

<strong>der</strong> 2K-FFT. Hier: Detail-Analyse des<br />

zentralen Trägers (Nummer 852 innerhalb<br />

des übertragenen OFDM-Spektrums).


EFA – Meßempfängerfamilie mit<br />

Kombi-Lösung: analog + digital<br />

Die Bedeutung des digitalen Fernsehens<br />

wird zwar immer stärker zunehmen,<br />

das bisherige analoge Fernsehen<br />

aber trotzdem für einen längeren Übergangszeitraum<br />

seine große Verbreitung<br />

beibehalten. Dies hat seine Ursachen<br />

in <strong>der</strong> Beschränkung des zur Verfügung<br />

stehenden Frequenzbereiches<br />

und dem seit Einführung des Farbfernsehens<br />

gewachsenen riesigen Bestand<br />

an analogen Fernsehempfängern. Daraus<br />

resultiert eine Koex<strong>ist</strong>enz analog<br />

und digital modulierter TV-Signale in<br />

einem Frequenzband.<br />

LITERATUR<br />

[1] Chr<strong>ist</strong>oph Balz; Ernst Polz; Walter Fischer:<br />

TV-Meßempfängerfamilie EFA – Bestens<br />

gerüstet für´s digitale Fernsehen. Neues von<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> (1996) Nr. 152, S. 17–19.<br />

Kurzdaten DVB-T-Meßempfänger EFA-T<br />

Frequenzbereich 45 MHz…1000 MHz<br />

5 MHz…1000 MHz mit Option<br />

Selektion (EFA-B3)<br />

Eingangspegelbereich –47 dBm…+14 dBm<br />

–84 dBm…+14 dBm (low noise)<br />

mit Option Selektion (EFA-B3)<br />

Bandbreiten 6/7/8 MHz<br />

FFT-Modus 2 K und 8 K<br />

Modulation QPSK, 16QAM, 64QAM<br />

Guard Intervall 1/4, 1/8, 1/16, 1/32<br />

Innere Co<strong>der</strong>ate 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8<br />

BER-Auswertungen vor Viterbi, vor und nach Reed-Solomon<br />

Meßfunktionen Pegel, BER, MER, Trägerunterdrückung,<br />

Quadratur-Fehler, Phasenjitter,<br />

Amplitudenimbalance<br />

Grafiken Konstellationsdiagramm, MER (f), I/Q (f),<br />

weitere in Vorbereitung (z.B. Spektralanalyse<br />

Ausgangssignale MPEG-TS: ASI, SPI<br />

Optionen MPEG2-Meßdeco<strong>der</strong> (EFA-B4),<br />

HF-Vorselektion (EFA-B3)<br />

Näheres Leserdienst Kennziffer 164/01<br />

Dieser Tatsache trägt die Meßempfängerfamilie<br />

EFA Rechnung: Ein analoger<br />

Empfänger kann optional mit <strong>der</strong><br />

DVB-T-Option EFA-B10 ausgestattet<br />

werden und wird so zu einem Kombi-<br />

Gerät für Messungen analoger wie<br />

auch digitaler terrestrischer TV-Signale.<br />

Auf diese Weise bewährt sich erneut<br />

das modulare und zukunftssichere Konzept<br />

<strong>der</strong> EFA-Empfängerfamilie.<br />

Weitere Optionen wie beispielsweise<br />

<strong>der</strong> MPEG2-Meßdeco<strong>der</strong> EFA-B4<br />

erweitern den Meßempfänger zum<br />

kompakten und universellen All-In-One-<br />

Meßgerät für digitale und analoge TV-<br />

Signale.<br />

Chr<strong>ist</strong>oph Balz; Mathias Leutiger<br />

7<br />

8<br />

9<br />

10<br />

Fachbeitrag<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 7


Foto Werk Köln<br />

Fachbeitrag<br />

Mobile Air Traffic Control Tower MX400<br />

In die Wüste geschickt –<br />

Flugsicherung im Niemandsland<br />

Der MATC – Mobile Air Traffic Control Tower – MX400 (BILD 1) von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

<strong>ist</strong> für vielseitige Aufgaben in <strong>der</strong> Flugsicherung konzipiert. Er findet weltweit vor<br />

allem dort Anwendung, wo innerhalb kürzester Zeit ohne entsprechende Infrastruktur<br />

ein gesicherter Flugbetrieb aufgenommen werden muß. Er wurde bereits<br />

vielfach unter extremen Einsatzbedingungen erprobt und <strong>ist</strong> bei internationalen<br />

Kunden im Einsatz, <strong>der</strong>zeit u.a. bei friedenssichernden Maßnahmen im Kosovo.<br />

Sofort einsatzbereit – auch im<br />

Niemandsland<br />

Die Konstruktion des MX400 erlaubt<br />

den reibungslosen Einsatz in nahezu<br />

allen Regionen <strong>der</strong> Welt. Er kann einen<br />

stationären Tower ersetzen z. B. wenn<br />

dieser noch in Bau o<strong>der</strong> ausgefallen<br />

<strong>ist</strong>, weil er technisch umgerüstet bzw.<br />

gewartet werden muß. Dabei spielt es<br />

keine Rolle, ob es sich um zivile o<strong>der</strong><br />

militärische Anlagen handelt. Die effektive<br />

thermische Isolierung <strong>der</strong><br />

BILD 1 Der MX400 <strong>ist</strong> schnell aufgebaut und<br />

dank le<strong>ist</strong>ungsfähiger Klimaanlage und autarker<br />

Stromversorgung praktisch überall einsetzbar.<br />

8 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

Kabine und le<strong>ist</strong>ungsstarke Split-Klimaanlagen<br />

gewährle<strong>ist</strong>en selbst unter<br />

extremen klimatischen Bedingungen<br />

eine optimale Arbeitsumgebung für die<br />

Besatzung und den sicheren Betrieb<br />

<strong>der</strong> Anlage. Weil normalerweise an<br />

den Einsatzorten des MATC keine o<strong>der</strong><br />

nur eine unzureichende Infrastruktur<br />

vorhanden <strong>ist</strong>, übernehmen ein<br />

separater Dieselgenerator und eine<br />

Anlage für die unterbrechungsfreie<br />

Stromversorgung die sichere Versorgung<br />

mit Strom.<br />

Die Einsatzmöglichkeiten sind äußerst<br />

vielfältig:<br />

� Stand-by-System für die Haupt-<br />

Flugsicherungsanlage<br />

� Visueller Kontrollraum für Flugplätze/Trainingsanlage<br />

� Halbaktive Anlage für Flugplätze<br />

mit unterschiedlich starkem<br />

Flugaufkommen<br />

� Mobiles System für „Search and<br />

Rescue“-Aufgaben<br />

� Operation Center für die Luftverteidigung


Foto Werk Köln<br />

Modulares, kundenspezifisches<br />

Konzept<br />

Trailer und Stromversorgung<br />

Der mobile Tower MX400 basiert auf<br />

einem modularen Systemdesign und<br />

wird in enger Abstimmung mit dem<br />

Kunden nach dessen Spezifikationen<br />

konzipiert (BILD 2). Er besteht aus:<br />

� dem Trailer mit integriertem<br />

Hubmechanismus und abnehmbarer<br />

Kontrollturmkabine und<br />

� einem separaten Dieselgenerator<br />

auf Ein-Achs-Anhänger (BILD 3)<br />

Ein Scherenhubsystem sorgt für das Anheben<br />

<strong>der</strong> Kabine auf die erfor<strong>der</strong>liche<br />

Betriebshöhe von 6,5 m (Zwischenstufen<br />

sind möglich). Die Kabine <strong>ist</strong> als<br />

unabhängig arbeitendes Subsystem<br />

entsprechend den operationellen Anfor<strong>der</strong>ungen<br />

an mobile Systeme aufgebaut<br />

(BILD 5) und erfüllt die For<strong>der</strong>ungen<br />

<strong>der</strong> Flugsicherheitsbehörden<br />

und <strong>der</strong> ICAO (International Civil Aviation<br />

Organization).<br />

Global einsatzfähig und hochmobil<br />

Der MX400 <strong>ist</strong> sehr schnell aufgebaut<br />

und in Betrieb genommen: Zwei Personen<br />

brauchen dazu nur ca. eine<br />

Stunde. Ebenso schnell <strong>ist</strong> <strong>der</strong> Standort<br />

verän<strong>der</strong>t, da <strong>der</strong> Tower sich einfach<br />

transportieren läßt. Den Abmessungen<br />

<strong>der</strong> Kabine (20" Normgröße)<br />

liegen Vorschriften und Normen von<br />

DIN und ISO zugrunde. Sie erleichtern<br />

bzw. ermöglichen den Transport<br />

im internationalen Verkehr:<br />

BILD 2<br />

Bis zu drei<br />

Bedienerplätze<br />

gewährle<strong>ist</strong>en<br />

vollen Zugriff auf<br />

alle Funkkommunikationsgeräte,<br />

das<br />

Sprachvermittlungssystem<br />

und die<br />

meteorologischen<br />

Daten.<br />

Funkkommunikation über HF, VHF<br />

und UHF<br />

Für die Kommunikation im VHF-UHF-<br />

Frequenzband werden die bewährten<br />

Funkgeräte <strong>der</strong> Serien 200/400 U von<br />

… zu Lande<br />

Sensoren<br />

Verteiler<br />

Dieselgenerator<br />

� Das komplette System kann von<br />

einem Zugfahrzeug, z. B. einem<br />

Unimog, gezogen werden, wobei<br />

<strong>der</strong> Generator an den Trailer<br />

angekuppelt werden kann<br />

� Im Huckepack-Verfahren auf<br />

Transportfahrzeug<br />

… zu Wasser<br />

� Verladung im Schiff als oberster<br />

Container<br />

BILD 3 Trailer und Generator: kompakt und<br />

für den internationalen Transportverkehr konstruiert.<br />

Multiband-Vertikalstrahler<br />

VHF-UHF-Kommunikations-System<br />

Sprachaufzeichnung<br />

Externe Schnittstellen<br />

Fachbeitrag<br />

Sprachvermittlung<br />

Klimaanlage<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> eingesetzt (BILD 6).<br />

Optional sind HF-Funkgeräte-Ausrüstung<br />

und VHF-UHF-Peiler erhältlich.<br />

Integrierte Bediengeräte steuern die<br />

gesamte Funkausstattung.<br />

… und in <strong>der</strong> Luft<br />

� Verladbar in Transportflugzeuge,<br />

z.B. in eine Hercules C-130 o<strong>der</strong> in<br />

eine Iljuschin (BILD 4)<br />

� o<strong>der</strong> mittels Lastenhubschrauber<br />

BILD 4 Verladung des MATC in ein Transportflugzeug<br />

Iljuschin IL-76.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 9<br />

Foto Werk Köln


Fachbeitrag<br />

Hochselektive automatische Filter beugen<br />

Kollokationsproblemen vor und<br />

sorgen für einen störungsfreien Funkbetrieb.<br />

Dank bis zu vier Multiband-<br />

Vertikalstrahlern <strong>ist</strong> es nicht erfor<strong>der</strong>lich,<br />

zusätzliche Antennenmasten auf<br />

freiem Feld aufzubauen.<br />

Sprachvermittlungssystem<br />

Das Sprachvermittlungssystem nimmt<br />

die Funktion einer Fernsprechvermittlung<br />

wahr. Darüber hinaus bietet es<br />

die Möglichkeit, über Auswahlfel<strong>der</strong><br />

auf jedes Funkgerät zugreifen zu<br />

können.<br />

Sprachaufzeichnung<br />

Der digitale Dokumentationsrecor<strong>der</strong><br />

ermöglicht das Speichern <strong>der</strong><br />

BILD 5<br />

Die Kontrollturmkabine bietet drei vollwertige<br />

Arbeitsplätze für Fluglotsen.<br />

BILD 6<br />

Über die bewährten VHF-UHF-Transceiver von<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> wird die Kommunikation<br />

abgewickelt.<br />

10 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

Gespräche vom Sprachvermittlungssystem<br />

auf Festplatte o<strong>der</strong> magnetooptische<br />

Datenträger, auf die per<br />

Applikations-Software umfassend zugegriffen<br />

werden kann.<br />

Meteorologische Ausrüstung<br />

Die Sensoren sind an einem externen<br />

Mast auf dem Dach <strong>der</strong> Kontrollturmkabine<br />

befestigt. Die Anzeige und<br />

Auswertung von flugsicherheitsrelevanten<br />

Daten geschieht am Bedienerplatz.<br />

Stromerzeugungsaggregat<br />

Die autarke Stromversorgung des<br />

Systems gewährle<strong>ist</strong>et einen mehrtägigen<br />

Betrieb bei ausreichen<strong>der</strong><br />

Le<strong>ist</strong>ungsreserve.<br />

Sicherheitspaket<br />

Es beinhaltet Signalleuchten, optische<br />

Beobachtungs- und Signalisier-Einrichtungen,<br />

Crash-Alarm, Feuerlöschanlage,<br />

etc.<br />

Die Ausstattung des Systems zeigt: Es<br />

<strong>ist</strong> an alles gedacht. Schnell und zuverlässig<br />

kann <strong>der</strong> MATC überall den<br />

Betrieb aufnehmen. Mit dem MX400<br />

<strong>ist</strong> man selbst in <strong>der</strong> Wüste nicht verloren<br />

… .<br />

Michael Fraebel<br />

Näheres unter Kennziffer 164/02<br />

Foto 40 738/6<br />

Foto 41 960


Optical Network Analyzer Q7750 und<br />

Optical Chirpform Test Set Q7606<br />

Einzigartige Meßgeräte für<br />

Wavelength-Division-Multiplex-Verfahren<br />

Für das Verteilen <strong>der</strong> riesigen Datenmengen rund um den Globus werden heute<br />

vielfach Glasfaserkabel eingesetzt, unter denen die Seekabel eine bedeutende<br />

Rolle einnehmen [1]. Ein wirtschaftliches Verfahren zur Steigerung <strong>der</strong> Datenübertragungsrate<br />

in Glasfasernetzen <strong>ist</strong> die Nutzung mehrerer optischer Wellenlängen<br />

mit dem Wavelength-Division-Multiplex-Verfahren. Für das Messen<br />

aktiver und passiver Komponenten in diesem Bereich hat ADVANTEST, ein langjähriger<br />

Kooperationspartner von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>, zwei Meßgeräte auf den<br />

Markt gebracht, die in ihrer Art völlig neu und auf dem Weltmarkt einzigartig<br />

sind.<br />

Bisher:<br />

eine Faser, eine Wellenlänge<br />

Den Entwicklern <strong>der</strong> ersten Glasfaserübertragungsstrecken<br />

war bekannt,<br />

daß diese im Vergleich zu Kupferkabeln<br />

über eine ungleich größere Bandbreitenreserve<br />

verfügen. Es bedurfte allerdings<br />

vieler Jahre intensiver For-<br />

schungsarbeit, bis dieses Potential<br />

auch in entsprechendem Umfang genutzt<br />

werden konnte.<br />

Bis vor etwa drei Jahren wurden Informationen<br />

in Glasfaserkabeln praktisch<br />

ausschließlich mittels einer einzigen<br />

Wellenlänge an relativ breitbandige<br />

Empfänger übertragen. Im Labor<br />

Fachbeitrag<br />

BILD 1<br />

Wer mit Meßgeräten<br />

für die HF-<br />

Netzwerkanalyse<br />

vertraut <strong>ist</strong>, wird<br />

sich auch mit ihm<br />

sofort zurechtfinden:<br />

dem Optical<br />

Network Analyzer<br />

Q7750. Lediglich<br />

die Eingabetaste mit<br />

<strong>der</strong> Beschriftung<br />

„THz“ wird im<br />

erstem Moment<br />

vielleicht etwas<br />

ungewohnt<br />

erscheinen … .<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 11<br />

Foto 43 308<br />

Foto: Photodisk


Foto 43 307<br />

Fachbeitrag<br />

erreichten die Ingenieure mit dieser Methode<br />

bereits vor mehr als zehn Jahren<br />

Datenübertragungsraten von 2,5 GBit/s,<br />

bald darauf waren es schon 10 GBit/s<br />

und mehr. Weil diese Transferraten<br />

heute aber längst nicht mehr ausreichen,<br />

um den internationalen Informationsaustausch<br />

z.B. über das Internet zu bewältigen,<br />

wurde nach neuen Wegen gesucht,<br />

um die tatsächliche Bandbreite<br />

einer Glasfaser auch entsprechend<br />

nutzen zu können.<br />

Aktuell:<br />

eine Faser, viele Wellenlängen<br />

Da es technisch <strong>der</strong>zeit nur mit erheblichem<br />

Aufwand möglich <strong>ist</strong>, die Übertragungsrate<br />

auf <strong>der</strong> Sen<strong>der</strong>seite weiter<br />

zu steigern, bietet sich die Nutzung<br />

mehrerer optischer Wellenlängen im<br />

Multiplexverfahren als wirtschaftliche<br />

Alternative an. So können zum Beispiel<br />

mit acht <strong>der</strong> heute recht preisgünstigen<br />

2,5-GBit-Kanälen auf einer einzigen<br />

Faser mit dem WDM-Verfahren<br />

(Wavelength Division Multiplex)<br />

20 GBit/s übertragen werden. Durch<br />

BILD 2 Das Optical Chirp Test Set Q 7606<br />

kann die Wellenlängenstabilität im Pegelübergang<br />

mit einer bislang unerreichten zeitlichen<br />

und spektralen Auflösung messen.<br />

12 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

eine dichtere Kanalanordnung von bis<br />

zu 128 � 10 GBit/s wird <strong>der</strong>zeit in<br />

den Labors gerade <strong>der</strong> Sprung in die<br />

Tera-Bit-Übertragung bewältigt (Dense<br />

Wavelength Division Multiplex,<br />

DWDM).<br />

Der Schritt in die Multiplex-Technik<br />

wurde im Hochfrequenzbereich schon<br />

vor Jahrzehnten vollzogen – in <strong>der</strong> optischen<br />

Übertragungstechnik war das<br />

aber lange Zeit nicht möglich, standen<br />

doch vor wenigen Jahren die entsprechend<br />

stabilen Sen<strong>der</strong> noch nicht<br />

zur Verfügung. Anfangs behalfen sich<br />

die Entwickler deshalb mit <strong>der</strong> Verwendung<br />

zweier weit auseinan<strong>der</strong> liegen<strong>der</strong><br />

Wellenlängen, was sich aber für<br />

die Weitverkehrstechnik als nicht praktikabel<br />

erwies. Die mo<strong>der</strong>nen WDMund<br />

DWDM-Systeme arbeiten heute<br />

alle im Bereich um 1550 nm – bei einem<br />

Kanalabstand von oftmals nur<br />

100 GHz (0,8 nm), bald sogar nur<br />

noch mit 50 GHz (0,4 nm).<br />

Dies scheint – gemessen an den Maßstäben<br />

in <strong>der</strong> Funktechnik – ein sehr<br />

großer Abstand zu sein, und er berei-<br />

tet dort auch keine nennenswerten Probleme.<br />

Doch die Verhältnisse in <strong>der</strong><br />

Optik liegen völlig an<strong>der</strong>s. Hier sind<br />

extrem stabile Laser und hochselektive<br />

Wellenlängen-Demultiplexer erfor<strong>der</strong>lich<br />

und die Anfor<strong>der</strong>ungen an die<br />

Meßtechnik dabei sehr hoch.<br />

Diese Herausfor<strong>der</strong>ung nahm das Unternehmen<br />

ADVANTEST an und erweiterte<br />

das Meßgeräteprogramm entsprechend.<br />

Der langjährige Partner<br />

von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> stellt zwei neue<br />

Geräte vor, die in ihrer Art völlig neu<br />

und auf dem Weltmarkt einzigartig<br />

sind.<br />

Einzigartige Meßgeräte für aktive<br />

und passive Komponenten<br />

Der Optical Network Analyzer<br />

Q7750 (BILD 1) <strong>ist</strong> für das Charakterisieren<br />

passiver Elemente ausgelegt,<br />

z.B. von optischen Wellenlängensplittern,<br />

die ein WDM-Signal wie<strong>der</strong> in<br />

einzelne Kanäle zerlegen, bevor es<br />

von den entsprechenden Empfängern<br />

ausgewertet werden kann.


Wer mit <strong>der</strong> Netzwerkanalyse in <strong>der</strong><br />

HF-Meßtechnik vertraut <strong>ist</strong>, wird sich<br />

mit diesem Gerät schnell zurechtfinden.<br />

Lediglich die Eingabetaste mit<br />

<strong>der</strong> Beschriftung „THz“ (1 THz =<br />

1000 GHz) we<strong>ist</strong> darauf hin, daß <strong>der</strong><br />

Q7750 im Bereich des infraroten Lichtes<br />

mißt. Er erfaßt gleichzeitig die Reflexions-<br />

und die Transmissions-Charakter<strong>ist</strong>ik,<br />

wobei die Anzeige zwischen<br />

Amplitude, optischer Gruppenlaufzeit<br />

und chromatischer Dispersion umgeschaltet<br />

werden kann. Revolutionär <strong>ist</strong><br />

dabei nicht nur Art und Umfang <strong>der</strong><br />

Meßwerterfassung, son<strong>der</strong>n auch die<br />

kurze Meßzeit, die je nach Einstellung<br />

nur wenige Sekunden beträgt.<br />

Das Optical Chirp Test Set Q7606<br />

(BILD 2) dient dem Charakterisieren aktiver<br />

Komponenten, d.h. Lasererzeugern<br />

und Modulatoren. Es mißt die<br />

Wellenlängenstabilität im Pegelübergang<br />

mit bisher unerreichter zeitlicher<br />

und spektraler Auflösung. Das Q7606<br />

arbeitet nach dem Prinzip des optischen<br />

Überlagerungsempfängers und<br />

bietet mit einer Frequenzauflösung von<br />

20 MHz im Spektralbereich gegenüber<br />

einem optischen Spektrumanalysator<br />

eine Verbesserung um mehrere<br />

Zehnerpotenzen. Für den noch recht<br />

jungen Bereich <strong>der</strong> optischen Phasenmodulation<br />

eröffnen sich mit diesem<br />

Meßgerät völlig neue Möglichkeiten,<br />

die mit keinem bisher auf dem Markt<br />

befindlichen Produkt vergleichbar sind.<br />

BILD 3 zeigt den Verlauf von Amplitude<br />

(blau) und optischer Frequenzmodulation<br />

(Chirp) im Vergleich.<br />

Mit diesen neuartigen Meßgeräten<br />

trägt <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> ganz erheblich<br />

dazu bei, den Zeitaufwand für die<br />

Messung wichtiger Kenngrößen an<br />

WDM-Komponenten in Entwicklung,<br />

Fertigung und Qualitätssicherung drastisch<br />

zu vermin<strong>der</strong>n. Die Anwen<strong>der</strong><br />

sind damit in <strong>der</strong> Lage, die Entwicklung<br />

noch le<strong>ist</strong>ungsfähigerer Übertragungskomponenten<br />

für die Informationsgesellschaft<br />

<strong>der</strong> Zukunft zügig und<br />

erfolgreich voranzutreiben.<br />

Peter Wollmann<br />

Kurzdaten Q7750<br />

Wellenlänge 1530 nm…1600 nm<br />

Kanäle S11 und S21 (optisch)<br />

Meßfunktionen Amplitude, Gruppenlaufzeit,<br />

Chromatische Dispersion<br />

Wellenlängen-Fehler �0,025 nm<br />

Sweep-Bereich 0,1 nm…70 nm<br />

Dynamikbereich Transmission: 35 dB (typ. 40 dB)<br />

Reflexion: 33 dB (typ. 38 dB)<br />

Gruppenlaufzeit 0,1 ps…25 ns<br />

Chromatische Dispersion 0,01 ps/nm…1 µs/nm<br />

Kurzdaten Q7606<br />

Wellenlänge 1510 nm…1590 nm (Q7606B)<br />

1530 nm…1580 nm (Q7606A)<br />

Le<strong>ist</strong>ungsbereich –20 dBm…+10 dBm (Q7606B)<br />

–10 dBm…+10 dBm (Q7606A)<br />

Freier Spektralbereich 150 GHz �15 GHz<br />

Demodulations-Bandbreite 100 Hz…50 GHz<br />

Auflösung <strong>der</strong> Auflösungs-Bandbreite 20 MHz pp<br />

Einfügedämpfung 10 dB (nur Q7606B)<br />

Näheres Leserdienst Kennziffer 164/03<br />

LITERATUR<br />

[1] Peter Wollmann: Global Players unterm<br />

Meer – Führende Rolle bei <strong>der</strong> Fehlerortung<br />

in Seekabeln. Neues von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> (1999) Nr. 163, S. 42 – 43.<br />

BILD 3 Verlauf von Amplitude (blau) und<br />

optischer Frequenzmodulation (rot).<br />

Fachbeitrag<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 13


Fachbeitrag<br />

Communication System Panel TS-CSP<br />

Überblick statt „Kabelsalat“ –<br />

Testsysteme flexibel verschalten<br />

Automatische Testsysteme für den Funktions- und den Endtest elektronischer Produkte<br />

erfor<strong>der</strong>n vielfältige Meßsignal-Adaptionen, Stimulus-Signale usw. Schnell<br />

entsteht ein Wirrwarr aus unterschiedlichsten Verbindungskabeln. Und wehe, wenn<br />

kurzfr<strong>ist</strong>ig etwas geän<strong>der</strong>t werden muß … . Abhilfe schafft hier das Communication<br />

System Panel TS-CSP mit seinen Schaltmatrix-Modulen. Es wurde speziell für<br />

den Einsatz in Produktionstestsystemen entwickelt und stellt effizient und kostengünstig<br />

Verbindungen jeglicher Art zwischen dem Testobjekt und den Meßgeräten<br />

her. Eine komfortable Steuerung per Software hilft dabei, den Überblick zu behalten<br />

und schnell und fehlerfrei Än<strong>der</strong>ungen durchführen zu können.<br />

14 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

Effizienz und Flexibilität für die<br />

mo<strong>der</strong>ne Fertigung<br />

Anstelle eines „chaotischen Kabelsalats“,<br />

wie er häufig zwischen Meßobjektadapter,<br />

Meßgeräten, Relais-<br />

Boxen o<strong>der</strong> Datenerfassungskarten<br />

und Stromversorgsgeräten zu finden<br />

<strong>ist</strong>, bietet das Communication System<br />

Panel TS-CSP (BILD 1) eine kostengünstige<br />

Alternative, die vor allem in <strong>der</strong><br />

mo<strong>der</strong>nen Fertigung sehr gefragt <strong>ist</strong>:<br />

Sie führt alle Prüflings-Signale über<br />

Schaltmatrix-Module übersichtlich zu<br />

und bietet die Möglichkeit, diese per<br />

Software komfortabel beliebig zu verschalten.<br />

Bei herkömmlichem Aufbau werden<br />

oftmals mehrere Signalquellen und<br />

Meßgeräte mit hohem Verkabelungsaufwand<br />

über verschiedene Steckadapter<br />

übergeben o<strong>der</strong> als kostspielige<br />

Pylonsteckverbindungen ausgeführt.<br />

Nicht so beim TS-CSP. Das Panel<br />

reduziert den Zeitaufwand und damit<br />

BILD 1<br />

Das Communication System Panel TS-CSP –<br />

die Schaltzentrale für Testsysteme (hier<br />

zusammen mit dem Digital Radiocommunication<br />

Tester CMD 65 für den Test von<br />

Mobiltelefonen).


Einsatzgebiete gibt es viele …<br />

Das Communication System Panel <strong>ist</strong><br />

bestens geeignet für die Anwendung in:<br />

� Funktionstestsystemen für Telekommunikationsprodukte<br />

wie Mobilfunktelefone,<br />

schnurlose Endgeräte<br />

und <strong>der</strong>en Basisstationen<br />

� Produktionstestern für Industrieprodukte<br />

im Bereich Automation,<br />

Sensorik und Telemetrie<br />

� Automotive-Testsystemen<br />

� EMV-Testsystemen als<br />

HF-Schaltmatrix<br />

� Labormeßplätzen<br />

die Kosten sowohl beim Aufbau als<br />

auch bei Wartungs- und Umbaumaßnahmen<br />

erheblich: Die Signale werden<br />

gebündelt übergeben und im<br />

TS-CSP verschaltet. Durch diese Optimierung<br />

des Panels für den Einsatz in<br />

Fertigungssystemen und die integrierte<br />

Verbindungstechnik ergibt sich ein sehr<br />

günstiger Preis pro Meßkanal.<br />

Basisfunktionen kompakt<br />

integriert in modulares Konzept<br />

Das Panel steht in zwei Gehäusevarianten<br />

zur Aufnahme von zwei o<strong>der</strong><br />

fünf Modulen <strong>der</strong> Schaltmatrix-Familie<br />

zur Verfügung. Dadurch können auch<br />

kleinere Produktionstestsysteme effizient<br />

aufgebaut werden. Folgende<br />

Schaltmatrix-Module sind lieferbar:<br />

� TS-USM<br />

Universal Switch Matrix: bietet<br />

Multi-I/O-Funktionalität<br />

� TS-RFM<br />

Radio Frequency Switch Matrix:<br />

Schaltmatrix für HF-Signale<br />

� TS-USMF<br />

Universal Switch Matrix Fixture:<br />

robuste Adapterschnittstelle für<br />

den Einsatz in Produktionstests<br />

BILD 2 Die Bedienoberfläche für den interaktiven<br />

Zugriff auf alle Gerätefunktionen.<br />

Für das effiziente Verteilen von HF-<br />

Signalen stehen zwei verschiedene<br />

RF-Switch-Matrix-Module TS-RFM mit<br />

vier o<strong>der</strong> zwölf HF-Relais zur Verfügung.<br />

So kann die benötigte Zahl von HF-Testpunkten<br />

mit Signalen im Frequenzbereich<br />

DC…12 GHz software-gesteuert<br />

beliebig auf die vorgesehenen Meßinstrumente<br />

aufgeschaltet werden.<br />

BILD 3<br />

Überblick statt<br />

Kabelsalat: So<br />

„aufgeräumt“<br />

präsentiert sich die<br />

Bedienoberfläche<br />

für die Schaltmatrix-<br />

Relais.<br />

Fachbeitrag<br />

Auch Knotenpotentiale, Betriebsspannungen<br />

und Audio-Signale, die bei<br />

Funktionstests geprüft werden müssen,<br />

lassen sich über das Universal Switch<br />

Matrix Modul TS-USM automatisiert<br />

verschalten.<br />

Möglichkeiten zum Messen analoger<br />

Spannungen sowie das Erfassen digi-<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 15


Fachbeitrag<br />

taler Signale sind bereits im TS-USM<br />

integriert. Ebenfalls enthalten <strong>ist</strong> eine<br />

programmierbare Spannungsquelle für<br />

analoge Ausgangspegel und digitale<br />

Ausgabe-Ports für die Stimulation des<br />

Meßobjekts. Die Prüflingsversorgung<br />

über ein externes Netzteil wird im<br />

TS-USM über Power-Relais geschaltet.<br />

Zum Steuern <strong>der</strong> Schaltmatrix-Module<br />

steht standardmäßig eine IEC-Bus- o<strong>der</strong><br />

optional eine schnelle TTL-Schnittstelle<br />

mit <strong>der</strong> PC-Einsteckkarte PS-B11 von<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> zur Verfügung.<br />

Parallele Tests durch<br />

Kaskadierung<br />

Wegen <strong>der</strong> flexiblen Skalierbarkeit und<br />

<strong>der</strong> hohen Kanalzahl des TS-CSP <strong>ist</strong><br />

auch das parallele Testen mehrerer<br />

Meßobjekte möglich: Mit <strong>der</strong> Fernsteuerschnittstelle<br />

im TS-USM kann dieses<br />

als Basis-Board zur Kaskadierung<br />

weiterer Schaltmatrix-Modulen eingesetzt<br />

werden. So lassen sich le<strong>ist</strong>ungsfähige<br />

Systeme aufbauen, welche z.B.<br />

Kurzdaten TS-CSP, TS-USM, TS-RFM<br />

TS-CSP Steckplätze 2 o<strong>der</strong> 5 (Gehäusehöhe 2 HE o<strong>der</strong><br />

4 HE)<br />

Fernsteuerschnittstelle IEC-Bus o<strong>der</strong> Direct-TTL mit PS-B11<br />

TS-USM Digitale Ein-/Ausgänge 40<br />

Optokoppler 8 Eingänge, 8 Ausgänge, 5 V/24 V<br />

Open-Collector-Treiber 16<br />

A/D-Wandler 8 Kanäle/12 bit, 2 Kanäle/16 bit<br />

D/A-Wandler 1 Kanal, 16 bit, �5V/�10 V<br />

NF-Matrix Analogschalter, Relaismatrix<br />

Einzel-Relais, Power-Relais<br />

TS-RFM TS-RFM1 12 HF-Relais, DC…12 GHz<br />

TS-RFM3 4 HF-Relais, DC…12 GHz<br />

Näheres Leserdienst Kennziffer 164/04<br />

16 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

die komplette Signalverschaltung eines<br />

Funktionstesters für Mobilfunktelefone<br />

übernehmen, <strong>der</strong> einen Nutzen mit vier<br />

Platinen gleichzeitig testen kann.<br />

Praxisgerechte Verkabelung für<br />

komplexe Testsysteme<br />

Der Testadapter kann direkt mit <strong>der</strong><br />

Universal Switch Matrix TS-USM über<br />

zwei 160polige Steckverbin<strong>der</strong> verbunden<br />

werden, d. h. mechanisch<br />

direkt andocken.<br />

Häufig aber <strong>ist</strong> <strong>der</strong> Testadapter abgesetzt,<br />

weil er sich in einer automatisierten<br />

Kontaktierstation innerhalb einer Produktionslinie<br />

befindet. Um ihn in diesem<br />

Fall mit dem Panel verbinden zu können,<br />

gibt es eine weitere Methode, bei<br />

welcher <strong>der</strong> Steckadapter TS-USMF zum<br />

Einsatz kommt. Dabei werden die Leitungen<br />

mit den Meß- und Versorgungssignalen<br />

prüflingsspezifisch gruppiert<br />

und umgebündelt, so daß sie mit verriegelbaren<br />

Pfostensteckverbin<strong>der</strong>n adaptierbar<br />

sind. So sind Service und War-<br />

tung des Testers sowie Anpassungen im<br />

Testadapter außerordentlich zeitsparend<br />

durchführbar.<br />

Die HF-Kabelverbindungen zu den<br />

Meßgeräten sind über N-Stecker hergestellt.<br />

Für die Zuführung <strong>der</strong> Signale<br />

vom Meßobjekt auf die RF Switch<br />

Matrix TS-RFM werden die bei Testadaptionen<br />

bevorzugten SMA-Stecker<br />

verwendet.<br />

Für umfassende Software-<br />

Unterstützung <strong>ist</strong> gesorgt<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> bietet eine umfassende<br />

Treiberunterstützung für die Programmiersprache<br />

C unter LabWindows/CVI.<br />

Die Treiber-Software entspricht<br />

dem internationalen VISA-Standard<br />

(Virtual Instrument Standard<br />

Architecture), dessen Ziel es <strong>ist</strong>, standardisierte<br />

Software-Module für mehr<br />

Effizienz in <strong>der</strong> Testprogrammerstellung<br />

bereitzustellen. Selbstverständlich<br />

sind die für den Produktionsbetrieb<br />

erfor<strong>der</strong>lichen Selbsttestfunktionen für<br />

Hardware und Software vorhanden.<br />

Ein Bedienprogramm für das Communication<br />

System Panel, das auf dieser<br />

Treiber-Software basiert, <strong>ist</strong> ebenfalls<br />

lieferbar (BILD 2). Mit ihm kann<br />

<strong>der</strong> Anwen<strong>der</strong> das Gerät bequem per<br />

Mausklick steuern, und die Einarbeitungszeit<br />

wird auf ein Mindestmaß<br />

reduziert. Da auch die Relaismatrix-<br />

Module anschaulich vom Bildschirm<br />

aus bedienbar sind (BILD 3), kann <strong>der</strong><br />

Testingenieur die Adapterverdrahtung<br />

interaktiv in Betrieb nehmen und<br />

testen.<br />

Kabelsalat <strong>ist</strong> out!<br />

Erwin Böhler; Daniel Seemann


Foto 43 172/2<br />

Funküberwachung von DAB- und DVB-T-Sendesystemen<br />

Messen kann so einfach sein:<br />

Komplexe Aufgaben fest im Griff<br />

Zum Identifizieren von Sen<strong>der</strong>n sowie für die Störungsbearbeitung und das Überwachen<br />

<strong>der</strong> Genehmigungsbedingungen müssen die Meßdienste <strong>der</strong> lizenzgebenden<br />

Behörden in <strong>der</strong> Lage sein, die technischen Parameter von Sendesystemen<br />

„off air“ zu messen. <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> offeriert dafür ein umfangreiches<br />

Komplettprogramm an Überwachungs- und Meßtechnik (BILD 1).<br />

BILD 1 <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> bietet ein umfangreiches<br />

Komplettprogramm an stationärer und mobiler<br />

Überwachungs- und Meßtechnik für die<br />

mo<strong>der</strong>nsten digitalen Übertragungsverfahren.<br />

Ein Komplettprogramm für<br />

umfangreiche Meßaufgaben<br />

Mo<strong>der</strong>ne DAB- und DVB-T-Systeme bedienen<br />

sich komplexer digitaler Übertragungsverfahren,<br />

für <strong>der</strong>en Messung<br />

und Identifizierung spezielle Meßgeräte<br />

und -verfahren erfor<strong>der</strong>lich sind. Alle<br />

wesentlichen technischen Parameter<br />

solcher Systeme können mit dem<br />

Spektrum-Monitoring-System ARGUS-IT<br />

(ehemals SMSI) [1] zusammen mit dem<br />

Spektrumanalysator FSE, dem Signalanalysator<br />

FSIQ o<strong>der</strong> dem EMI-Meßempfänger<br />

ESI sowie <strong>der</strong> Meß-Software<br />

ArgusMon durchgeführt werden<br />

(BILD 2). Einige typische Messungen<br />

werden nachstehend beschrieben.<br />

Zur Beurteilung von Störungen auf<br />

digitalen Übertragungsstrecken sind<br />

zusätzlich Versorgungsmessungen und<br />

Bitfehlerratenmessungen erfor<strong>der</strong>lich.<br />

Auch dafür bietet <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

verschiedene Versorgungs-Meßsysteme<br />

an [2].<br />

BILD 2 Dialogfenster des EMI-Meßempfängers<br />

ESI bei DAB-/DVB-T-Messungen mit <strong>der</strong> Meß-<br />

Software ArgusMon.<br />

Typische Aufgaben <strong>der</strong><br />

Meßdienste<br />

Applikation<br />

Empfangspegel<br />

Die Größe des Empfangspegels <strong>ist</strong> für<br />

die Beurteilung <strong>der</strong> Qualität und <strong>der</strong><br />

Ausbreitungsbedingungen erfor<strong>der</strong>lich.<br />

Außerdem stellt diese Messung die<br />

Grundlage für Versorgungsmessungen<br />

dar. An<strong>der</strong>s als bei analogen Signalen<br />

kommt bei Aussendungen mit digitalen<br />

Inhalten <strong>der</strong> Art des Detektors eine<br />

beson<strong>der</strong>e Bedeutung zu. Der Pegel<br />

eines DAB-/DVB-T-Signals hat je nach<br />

Modulation <strong>der</strong> Einzelträger unterschiedliche<br />

Spitzen-, Mittel- und Effektivwerte.<br />

Während <strong>der</strong> Spitzenwert des<br />

Hauptträgers (o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Summe <strong>der</strong> Träger<br />

bei COFDM) die Spitze <strong>der</strong> in <strong>der</strong><br />

Meßzeit gesammelten zeitlichen Effektivwerte<br />

darstellt, entspricht <strong>der</strong> zeitlich<br />

gemittelte Effektivwert <strong>der</strong> Le<strong>ist</strong>ung, die<br />

ein gleichstarker unmodulierter Dauerträger<br />

hätte. Beide Werte lassen sich<br />

durch geeignete Beeinflussung (Codierung)<br />

<strong>der</strong> zu übertragenden Information<br />

verän<strong>der</strong>n: Wenn man z. B. bei<br />

einer 64QAM dafür sorgt, daß fast<br />

keine Werte die Phase 0° o<strong>der</strong> 180°<br />

bei gleichzeitig maximaler Amplitude<br />

haben, so wird sich ein Signal mit sehr<br />

hohem Abstand zwischen Spitzen- und<br />

Effektivwert ergeben, während bei<br />

einer einfachen Frequenzumtastung<br />

ohne Än<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Amplitude beide<br />

Werte gleich sind.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 17


Applikation<br />

Für eine ausreichende Empfangsqualität<br />

<strong>ist</strong> grundsätzlich die gesamte<br />

Energie, die dem Empfänger zugeführt<br />

wird, also <strong>der</strong> Effektivwert (RMS),<br />

entscheidend. Ist das digitale Sendesystem<br />

dagegen <strong>der</strong> Störer, so <strong>ist</strong> <strong>der</strong><br />

Spitzenwert ausschlaggebend, da dieser<br />

beson<strong>der</strong>s bei analogen Empfängern<br />

für das Ausmaß <strong>der</strong> Störerscheinung<br />

maßgebend <strong>ist</strong>. Meßdienste müssen<br />

deshalb Spitzen- sowie Effektivwerte<br />

messen können. Die Differenz<br />

aus beiden wird CREST-Faktor genannt<br />

und in dB angegeben. Dieser Faktor<br />

<strong>ist</strong> ein charakter<strong>ist</strong>isches Merkmal je<strong>der</strong><br />

digitalen Übertragungsart und liegt bei<br />

DAB/DVB-T im allgemeinen zwischen<br />

10 dB und 13 dB. Um an<strong>der</strong>e Funkdienste<br />

durch hohe Signalspitzen nicht<br />

zu stören sowie zum effektiven Ausnutzen<br />

<strong>der</strong> zur Verfügung stehenden Sen<strong>der</strong>le<strong>ist</strong>ung<br />

<strong>ist</strong> es erfor<strong>der</strong>lich, diesen<br />

Wert u.a. durch geeignete Codierung<br />

des Datenstroms möglichst gering zu<br />

halten.<br />

Bei <strong>der</strong> erheblichen Bandbreite digitaler<br />

Sendesysteme sind zur genauen<br />

Pegelmessung me<strong>ist</strong> breitere ZF-Filter<br />

als für analoge Funkdienste erfor<strong>der</strong>lich.<br />

Unter <strong>der</strong> Voraussetzung, daß die<br />

ausgesendete Energie über den gesamten<br />

Nutzkanal gleichmäßig verteilt <strong>ist</strong><br />

(wie bei DAB und DVB-T), läßt sich <strong>der</strong><br />

Gesamtpegel auch mit schmaleren<br />

Meßfiltern messen und auf die tatsächliche<br />

Bandbreite umrechnen. Der Analysator<br />

wird für diese Messung von <strong>der</strong><br />

Software ArgusMon auf eine Meßfilterbandbreite<br />

von 1 MHz eingestellt.<br />

Die Umrechnung auf den Gesamtpegel<br />

geschieht automatisch unter Verwendung<br />

<strong>der</strong> schmalbandig gemessenen<br />

belegten Bandbreite.<br />

Belegte Bandbreite<br />

Sie liefert ein wesentliches Indiz zum<br />

Identifizieren <strong>der</strong> Funkdienste, da diesen<br />

bekannte Kanalraster zugeordnet<br />

sind. Darüber hinaus <strong>ist</strong> die Messung<br />

<strong>der</strong> belegten Bandbreite digitaler Funksysteme<br />

vor allem deshalb wichtig,<br />

weil diese wegen <strong>der</strong> gewählten<br />

Modulationen oft zu erheblichen<br />

Nebenaussendungen neigen, welche<br />

18 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

die tatsächlich belegte Bandbreite<br />

unzulässig erhöhen. Grundsätzlich<br />

geschieht die Bandbreitenmessung<br />

nach gleichen Prinzipien wie bei analogen<br />

Signalen. Entscheidend <strong>ist</strong> in den<br />

me<strong>ist</strong>en Fällen die sog. 99-%-Bandbreite,<br />

d. h. 99 % <strong>der</strong> gesamten ausgesendeten<br />

Energie fallen in diese<br />

Bandbreite. Das DAB-/DVB-T-Signal<br />

wird hierzu unter Verwendung eines<br />

1 kHz breiten Meßfilters gescannt. Die<br />

Berechnung <strong>der</strong> 99-%-Bandbreite<br />

erfolgt dann durch grafische Integration<br />

des aufgenommenen HF-Spektrums.<br />

Zur Plausibilitätsprüfung durch<br />

den Benutzer werden zwei Marker auf<br />

die Eckfrequenzen gesetzt.<br />

Frequenz<br />

Das Messen <strong>der</strong> Frequenz von DAB-/<br />

DVB-T-Signalen kann wegen <strong>der</strong> Eigenart<br />

<strong>der</strong> Modulation nicht wie bei analogen<br />

Signalen durchgeführt werden.<br />

Die Meß-Software ArgusMon berechnet<br />

die Frequenz unter Zuhilfenahme<br />

<strong>der</strong> beiden Markerfrequenzen aus <strong>der</strong><br />

Bandbreitenmessung und zeigt sie an.<br />

BILD 3<br />

DAB-Sen<strong>der</strong>masken<br />

nach dem<br />

„<strong>Wie</strong>sbadener<br />

Abkommen“.<br />

BILD 4<br />

DVB-Sen<strong>der</strong>maske<br />

nach dem „Chester<br />

Abkommen” 1997.<br />

Relativer Pegel<br />

(bezogen auf<br />

4-kHz-Filter)<br />

Relativer Pegel<br />

(bezogen auf 4-kHz-Filter)<br />

Verlauf <strong>der</strong> Restseitenbandaussendungen<br />

Der Messung des Verlaufs von Restseitenbandaussendungen<br />

kommt bei<br />

DAB-/DVB-T-Sen<strong>der</strong>n eine beson<strong>der</strong>e<br />

Bedeutung zu.<br />

Wegen <strong>der</strong> nahezu rechteckigen Form<br />

des HF-Spektrums von DAB-/DVB-T-<br />

Sen<strong>der</strong>n steht – im Gegensatz zu allen<br />

an<strong>der</strong>en Systemen – direkt an <strong>der</strong><br />

Kanalgrenze zu benachbarten Funkdiensten<br />

praktisch die volle Sendeenergie<br />

an. Die vorgeschriebene Sen<strong>der</strong>maske,<br />

die den Spektralverlauf<br />

über <strong>der</strong> Frequenz festlegt, hat an diesen<br />

Stellen sehr steile Flanken, um<br />

sicherzustellen, daß benachbarte Funkdienste<br />

nicht durch zu viel Restseitenbandaussendungen<br />

gestört werden.<br />

Das Einhalten dieser Masken <strong>ist</strong> bei<br />

DAB-/DVB-T-Sen<strong>der</strong>n beson<strong>der</strong>s<br />

schwierig, da es durch die Art des<br />

Signals mit seinen vielen benachbarten<br />

Trägern sehr schnell zu Intermodulationsprodukten<br />

kommt. Das notwendige<br />

Absenken <strong>der</strong> Restseitenbandaus-<br />

DAB-Sen<strong>der</strong>masken<br />

–30 dB<br />

–50 dB<br />

–70 dB<br />

–90 dB<br />

–130 dB<br />

–110 dB<br />

–4 MHz –3 MHz –2 MHz –1 MHz 0 MHz 1 MHz 2 MHz 3 MHz 4 MHz<br />

Frequenzversatz<br />

DAB-Sen<strong>der</strong>maske für 8-MHz-Systeme<br />

–30 dB<br />

–50 dB<br />

–70 dB<br />

–90 dB<br />

–110 dB<br />

–130 dB<br />

–12 MHz –7 MHz –2 MHz 3 MHz 8 MHz<br />

Frequenzversatz<br />

kritische Fälle<br />

unkritische Fälle


sendungen <strong>ist</strong> hier me<strong>ist</strong> nur mit erheblichem<br />

technischen Aufwand auf <strong>der</strong><br />

Sen<strong>der</strong>seite zu erreichen. Der Meßdienst<br />

sowie <strong>der</strong> Betreiber solcher Sen<strong>der</strong><br />

müssen daher in <strong>der</strong> Lage sein,<br />

den Verlauf <strong>der</strong> Seitenbandaussendungen<br />

messen zu können. Die zur Zeit<br />

gültigen Sen<strong>der</strong>masken für DAB und<br />

DVB-T (BILD 3/4) schreiben Pegelabsenkungen<br />

von bis zu –126 dB vor (bezogen<br />

auf Gesamtpegel und 4 kHz<br />

Meßbandbreite).<br />

Aus BILD 3 wird deutlich, daß man den<br />

Spektralverlauf eines DAB-Sen<strong>der</strong>s mit<br />

einer Meßdynamik von mindestens<br />

110 dB aufzeichnen müßte, um das<br />

Einhalten <strong>der</strong> kritischen Maske nachweisen<br />

zu können. Das <strong>ist</strong> mit heute<br />

erhältlichen Meßempfängern o<strong>der</strong><br />

Analysatoren alleine nicht möglich. Im<br />

Fall von DVB-T zeigen sich ebenso die<br />

Grenzen <strong>der</strong> Meßtechnik: Auch <strong>der</strong><br />

Meßempfänger <strong>ist</strong> bei einem Vielträgersignal<br />

für Intermodulationen anfällig,<br />

weshalb <strong>der</strong> maximale Nutzpegel<br />

bei einer solchen Messung ca.<br />

50 dBµV nicht überschreiten darf (vor-<br />

Signal<br />

90 dBµV<br />

70 dBµV<br />

50 dBµV<br />

30 dBµV<br />

10 dBµV<br />

–10 dBµV<br />

–30 dBµV<br />

2<br />

1 Schaltmatrix<br />

Filter<br />

DVB-Signalverlauf<br />

Pegel/4 kHz<br />

Grenzwert<br />

682 MHz 684 MHz 686 MHz 688 MHz 690 MHz 692 MHz<br />

ausgesetzt es steht ein Meßfilter mit<br />

4 kHz Bandbreite zur Verfügung). Bei<br />

DVB-T wäre es bei diesem Nutzpegel<br />

erfor<strong>der</strong>lich, in 12 MHz Abstand Aussendungen<br />

von –27 dBµV noch einwandfrei<br />

nachweisen zu können.<br />

Für die Messung <strong>der</strong> Restseitenbandaussendungen<br />

von DAB- und DVB-T-<br />

Sen<strong>der</strong>n wird daher eine Bandsperre<br />

vorgeschaltet, die den Nutzkanal möglichst<br />

gut sperrt, den Nachbarkanal<br />

aber durchläßt. Dadurch <strong>ist</strong> <strong>der</strong> Meßempfänger<br />

vom starken Nutzsignal<br />

nicht übersteuert, während er im Bereich<br />

<strong>der</strong> Restseitenbandaussendungen<br />

seine volle Empfindlichkeit behält. Die<br />

Bandsperre muß abstimmbar sein. Die<br />

Dämpfung entlang des darzustellenden<br />

Frequenzbereiches muß zum gemessenen<br />

Signal addiert werden, um das<br />

reale, ungefilterte Signal zu erhalten.<br />

Um die Filterkurve genau bestimmen zu<br />

können, wird <strong>der</strong> Mitlauf-Generator des<br />

Empfängers benötigt. Das Zusammenschalten<br />

<strong>der</strong> Geräte zeigt BILD 5; ein<br />

Beispiel, wie einfach solche Messungen<br />

sein können, <strong>der</strong> Kasten rechts.<br />

HF-<br />

Eingang<br />

Empfänger<br />

Mitlaufgenerator<br />

BILD 5<br />

Blockschaltung für<br />

das Messen <strong>der</strong><br />

DAB/DVB-<br />

Restseitenbandaussendungen.<br />

BILD 6<br />

Ergebnis einer<br />

Restseitenbandmessung<br />

mit hoher<br />

Dynamik.<br />

Fazit<br />

Die Kombination aus dem Spectrum<br />

Monitoring System ARGUS-IT mit den<br />

Geräten FSE, FSIQ o<strong>der</strong> ESI erlaubt auf<br />

sehr einfache Weise, alle oben aufgeführten<br />

Messungen an DAB-/DVB-T-<br />

Signalen durchzuführen, die zur Störungsbearbeitung<br />

sowie zur Beurteilung<br />

des HF-Signalverlaufes notwendig<br />

sind.<br />

So einfach kann Messen sein … .<br />

Jörg Pfitzner<br />

LITERATUR<br />

[1] Wolf D. Seidl: Spektrum-Monitoring nach<br />

ITU-Handbuch. Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

(1997) Nr. 153, S. 26 – 27.<br />

[2] Michael Lehmann; Dr. Manfred Schukat:<br />

Versorgungsmeß- und Monitoring-Systeme<br />

für DAB-T und DVB-T. Neues von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> (1999) Nr. 162, S. 22 – 24.<br />

Näheres unter Kennziffer 164/05<br />

Applikation<br />

So einfach können Messungen mit<br />

<strong>der</strong> Software ArgusMon sein …<br />

Restseitenbandaussendungen eines DVB-<br />

Sen<strong>der</strong>s oberhalb des Nutzkanals (BILD 6).<br />

Als erstes wird die Bandsperre manuell so<br />

abgestimmt, daß <strong>der</strong> Durchlaßbereich gerade<br />

an <strong>der</strong> darzustellenden Eckfrequenz beginnt<br />

(abhängig von <strong>der</strong> Flanke, die gemessen werden<br />

soll). Als Filter kann hier auch ein abstimmbarer<br />

Hoch- o<strong>der</strong> Tiefpaß bzw. ein Bandpaß<br />

verwendet werden.<br />

In die Software ArgusMon müssen nur die<br />

Werte für den darzustellenden Frequenzbereich<br />

eingegeben werden (682 MHz bis<br />

692 MHz). Die übrigen Angaben wie Mittenfrequenz<br />

(680 MHz) und Bandbreite<br />

(7,61 MHz) übernimmt das Programm automatisch<br />

aus den Ergebnissen <strong>der</strong> Messung im<br />

Nutzkanal.<br />

Nach Start <strong>der</strong> Messung geschieht alles weitere<br />

automatisch: Zunächst werden <strong>der</strong> Dämpfungsverlauf<br />

des Filters, danach <strong>der</strong> Pegelverlauf<br />

des gefilterten Signals im gewünschten<br />

Bereich gemessen und beide Kurven entsprechend<br />

verrechnet. Dargestellt wird eine Grafik<br />

mit dem wahren – also ungefilterten –<br />

Signalverlauf. In diese Kurve wird dann die<br />

jeweils gültige Grenzwertlinie pegelnormiert<br />

eingeblendet, so daß auf einen Blick zu<br />

erkennen <strong>ist</strong>, ob <strong>der</strong> Sen<strong>der</strong> die gefor<strong>der</strong>te<br />

Maske einhält o<strong>der</strong> nicht.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 19


Foto 42 499/3<br />

Applikation<br />

MPEG2-Meßgeneratoren und -Meßdeco<strong>der</strong><br />

Let´s go West:<br />

ab sofort startklar für ATSC<br />

In den USA wird für die terrestrische Ausstrahlung digitaler Fernsehsignale ein<br />

speziell auf dortige Verhältnisse angepaßter Standard verwendet: ATSC<br />

(Advanced Television Systems Commitee). Er basiert zwar – wie <strong>der</strong> europäische<br />

Standard DVB – auch auf <strong>der</strong> MPEG2-Codierung, dennoch unterscheidet er sich<br />

durch wesentliche Merkmale. Weitere Län<strong>der</strong> in Südamerika und Asien werden<br />

dieses Verfahren übernehmen. Deshalb hat <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> ATSC nun als festen<br />

Bestandteil in die entsprechenden Meßgeräte integriert.<br />

Seit drei Jahren begleitet <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> weltweit die Einführung des<br />

digitalen Fernsehens mit dem „Dream<br />

Team”, das aus MPEG2-Meßgenerator<br />

DVG und MPEG2-Meßdeco<strong>der</strong><br />

DVMD [1] sowie den optionalen Software-Paketen<br />

Stream Combiner ® und<br />

Stream Explorer ® besteht [2]. Die<br />

Geräte sind nun mult<strong>ist</strong>andardfähig<br />

und unterstützen den nordamerikanischen<br />

Standard ATSC, <strong>der</strong> sich durch<br />

einige wesentliche Merkmale vom<br />

europäischen unterscheidet:<br />

� Höher auflösende Bildformate<br />

(480, 720, 1080 Zeilen)<br />

� Progressive Bildabtastung (60 Hz)<br />

� 6-Kanal-Dolby-Surround-Ton in<br />

AC-3-Codierung<br />

� An<strong>der</strong>e Tabellen<br />

� Datenkomprimierte Tabelleninhalte<br />

20 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

Der MPEG2-Meßgenerator DVG <strong>ist</strong> eine<br />

flexible und für den Dauereinsatz beson<strong>der</strong>s<br />

geeignete Transportstrom-Signalquelle<br />

mit einem umfangreichen Vorrat<br />

an Testbil<strong>der</strong>n (Bounce, Sweep, Colorbars<br />

etc …) und Testtönen (CCITT.033)<br />

sowie von Bewegtbildsequenzen für den<br />

nahtlosen Endlosbetrieb. Damit <strong>ist</strong> er bestens<br />

geeignet für den Produktionstest<br />

von Settop-Boxen und den Testbetrieb<br />

von Modulatoren und Übertragungsstrecken.<br />

Das Gerätekonzept wurde<br />

überarbeitet und ergänzt, folgende<br />

Neuerungen sind enthalten:<br />

ATSC-Sequenzen mit HDTV-Videound<br />

Audio-Elementarströmen<br />

(Dolby-AC-3)<br />

Schnellere Hardware<br />

Größerer Speicher<br />

Erweiterung <strong>der</strong> SPI- und ASI-<br />

Schnittstellen auf 208 Byte/Paket<br />

BILD 1<br />

Der MPEG2-Meßgenerator DVG und <strong>der</strong><br />

MPEG2-Meßdeco<strong>der</strong> DVMD sowie die<br />

optionale Software unterstützen nun auch das<br />

nordamerikanische Verfahren ATSC.<br />

Mit <strong>der</strong> optional zum DVG erhältlichen<br />

Software Stream Combiner ® DVG-B1<br />

lassen sich auch an<strong>der</strong>e, externe Elementarströme<br />

einbinden und zu einem<br />

nahtlosen Transportstrom für den<br />

Generator zusammenstellen bzw. multiplexen<br />

(BILD 2). Diese Funktion wurde<br />

insbeson<strong>der</strong>e für die Verwendung von<br />

Dolby-AC-3-codierten Audio- und<br />

4:2:2- bzw. HDTV-Videosequenzen bis<br />

25 Mbit/s erweitert. Ein ATSC-Setup<br />

sorgt dafür, daß das Programm-Paradigma<br />

eingehalten und alle notwendigen<br />

ATSC-Tabellen und -Deskriptoren<br />

hinzugefügt werden. Der umfangreiche<br />

Editor ermöglicht das Modifizieren<br />

<strong>der</strong> ATSC-Tabellen (STT, MGT,<br />

TVCT, CVCT, RRT, EIT, ETT, PIT) und ihre<br />

Ergänzung um weiteren Deskriptoren.<br />

Der Editor bietet auch die Huffman-<br />

Codierung von Informationstexten


innerhalb <strong>der</strong> Tabellen. Ebenso neu <strong>ist</strong><br />

die Möglichkeit zum Einbinden von<br />

umfangreichen o<strong>der</strong> nicht standardisierten<br />

Tabellen und Deskriptoren aus<br />

Dateien.<br />

Der MPEG2-Meßdeco<strong>der</strong> DVMD dient<br />

<strong>der</strong> Überwachung von DVB-konformen<br />

Transportströmen an Knotenpunkten<br />

von Übertragungstrecken und Verteilzentren.<br />

Er kontrolliert den Transportstrom<br />

auf Fehler gemäß ETR290 (DVB<br />

Measurement Guidelines), z. B. welche<br />

Datenraten verwendet werden, ob alle<br />

Zeitmarken korrekt sind und alle notwendigen<br />

Tabellen mit den festgelegten<br />

<strong>Wie</strong><strong>der</strong>holraten eingebettet sind.<br />

Diesen Überwachungsdienst kann er<br />

nun auch an ATSC-konformen Transportströmen<br />

le<strong>ist</strong>en.<br />

Auch das zum DVMD optional erhältliche<br />

Software-Paket Stream Explorer ®<br />

DVMD-B1 <strong>ist</strong> jetzt ATSC-kompatibel. Es<br />

bietet neben den MPEG2-spezifischen<br />

Messungen zusätzlich die Ermittlung<br />

<strong>der</strong> Datenrate von ATSC-Elementarströmen<br />

und -Tabellen sowie einen ATSC-<br />

Tabelleninterpreter mit Huffman-Decodierung<br />

von komprimierten Informations-Texten.<br />

Damit läßt sich <strong>der</strong><br />

gesamte Tabelleninhalt von ATSC-Transportströmen<br />

erfassen, übersichtlich darstellen<br />

und einfach überprüfen (BILD 3).<br />

Alle genannten Produkte gibt es ab<br />

sofort ausschließlich in mult<strong>ist</strong>andardfähiger<br />

Ausführung, d. h. sowohl DVG<br />

und DVMD als auch Stream<br />

Combiner ® und Stream Explorer ®<br />

arbeiten entsprechend dem europäischen<br />

DVB- und auch nach dem nordamerikanischen<br />

ATSC-Standard. Ältere<br />

Geräte können aufgerüstet werden.<br />

Mit diesen neuen Eigenschaften sind<br />

die Kunden in Nordamerika in <strong>der</strong><br />

Lage, die Zuverlässigkeit des digitalen<br />

Fernsehens sicherzustellen. Doch auch<br />

den europäischen Geräteherstellern,<br />

die diesen Markt bedienen wollen,<br />

werden die Meßgeräte in Entwicklung<br />

und Produktion helfen, die erfor<strong>der</strong>liche<br />

hohe Qualität zu garantieren.<br />

Harald Weigold<br />

LITERATUR<br />

[1] Fischbacher, M.; Weigold, H.: MPEG2-<br />

Meßgenerator DVG und MPEG2-Meßdeco<strong>der</strong><br />

DVMD – Meßtechnik für das digitale<br />

Fernsehen. Neues von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> (1996) Nr. 152, S. 20–23.<br />

[2] Fischbacher, M.; <strong>Rohde</strong>, W.: PC-Software<br />

für das MPEG2-Dream-Team DVG/DVMD.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> (1997) Nr.<br />

154, S. 29.<br />

Näheres zu DVG, DVMD und <strong>der</strong> optionalen<br />

Software unter Kennziffer 164/06<br />

Applikation<br />

BILD 2 Konfigurieren eines ATSC-Transportstroms für den MPEG2-Meßgenerator DVG mit <strong>der</strong><br />

Software Stream Combiner ® .<br />

BILD 3 Datenratenüberwachung von ATSC-Tabellen (PSIP) mit dem MPEG2-Meßdeco<strong>der</strong> DVMD<br />

und <strong>der</strong> Software Stream Explorer ® .<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 21


Applikation<br />

TV-Meßempfänger EFA<br />

Das Präzisionsmeßgerät auch für die<br />

Analyse beliebiger QAM-Signale<br />

In mo<strong>der</strong>nen Kommunikations- und<br />

Übertragungssystemen gewinnt die<br />

Quadratur-Amplituden-Modulation<br />

(QAM) immer mehr an Bedeutung,<br />

weil dieses Verfahren beson<strong>der</strong>s frequenzökonomisch<br />

und für das Übertragen<br />

digitaler Daten beson<strong>der</strong>s<br />

robust <strong>ist</strong>. Dies gilt sowohl für leitungsgebundene<br />

wie auch für drahtlose<br />

Verbindungen.<br />

Der TV-Meßempfänger EFA von<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>, die „Meßreferenz“<br />

für analoge und digitale Fernsehsignale,<br />

kann auch beliebige QAM-<br />

Signale ohne spezielle Synchronisationssequenzen<br />

mit hoher Präzision<br />

analysieren und darstellen.<br />

Beliebige QAM-Signale mit EFA<br />

analysieren<br />

Der digitale TV-Meßempfänger EFA<br />

(siehe auch Seite 4 in diesem Heft<br />

sowie [1]) <strong>ist</strong> wegen seiner universellen<br />

Konfigurierbarkeit neben Messungen<br />

für DVB-C auch für die Analyse<br />

beliebiger QAM-Signale bestens einsetzbar<br />

(Modell 20 o<strong>der</strong> 23). Für die<br />

Synchronisation des Signals o<strong>der</strong> für<br />

die Darstellung des Konstellationsdiagramms,<br />

für Parameterberechnungen<br />

sowie für Spektrums- und Echomessungen<br />

sind keine speziellen Synchronwörter<br />

erfor<strong>der</strong>lich. Allerdings spielen<br />

für eine problemlose Synchronisation<br />

auf das Eingangssignal die für die<br />

Modulation verwendeten Daten eine<br />

entscheidende Rolle, beson<strong>der</strong>s bei<br />

sich wie<strong>der</strong>holenden Datensequenzen.<br />

22 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

BILD 1 Die Gerätefamilie EFA <strong>ist</strong> eine vielseitige<br />

und sehr le<strong>ist</strong>ungsfähige TV-Meßempfänger-<br />

und -demodulator-Plattform, die für jeden<br />

Anwendungszweck – ob digital o<strong>der</strong> analog –<br />

bestens konfiguriert werden kann.<br />

Was bei <strong>der</strong> Modulation mit<br />

PRBS-Sequenzen zu beachten <strong>ist</strong><br />

Für das Erzeugen von QAM-Signalen<br />

werden häufig PRBS-(Pseudo Random<br />

Binary Sequence)-Folgen eingesetzt.<br />

Der Vorteil solcher Signale <strong>ist</strong> die<br />

scheinbar <strong>zufällig</strong>e Verteilung, was bei<br />

QAM zu einer gleichmäßigen Belegung<br />

aller Entscheidungsfel<strong>der</strong> führt.<br />

Verschiedene Standardsequenzen mit<br />

Bit-Längen von 2 9 –1, 2 15 –1 und 2 23 –1<br />

werden verwendet. Insbeson<strong>der</strong>e in<br />

Verbindung mit höherwertigen QAM-<br />

Ordnungen (z.B. bei 256QAM) <strong>ist</strong> jedoch<br />

die Sequenz 2 9 –1 aus folgenden<br />

Gründen nicht geeignet:<br />

1. Beim Einsatz von Standardsequenzen<br />

wird die Datenfolge zyklisch<br />

wie<strong>der</strong>holt: Nach dem Ende einer<br />

Sequenz startet sofort die nächste;<br />

das Signal hat also einen periodischen<br />

Zeitverlauf. Dadurch we<strong>ist</strong><br />

das Ausgangssignal des QAM-<br />

Modulators ein diskretes Spektrum<br />

auf. Bei sehr kurzen PRBS-Folgen,<br />

wie es bei <strong>der</strong> Sequenz 2 9 –1 <strong>der</strong><br />

Fall <strong>ist</strong>, ergeben sich im Spektrum<br />

große Abstände zwischen den<br />

diskreten Linien, die eine Synchronisation<br />

auf das Eingangssignal<br />

unmöglich machen.<br />

2. Für die 256QAM werden 8 Bit zu<br />

einem Symbol zusammengefaßt.<br />

Bei kurzen PRBS-Folgen sind nur<br />

wenige verschiedene Bit-Kombinationen<br />

möglich. Bei zyklischer<br />

Verwendung <strong>der</strong> 2 9 –1-Folge<br />

(= 511 bit) wie<strong>der</strong>holen sich<br />

bereits nach acht Folgen die<br />

Symbole. Bei den 256 verschiedenen<br />

Entscheidungsfel<strong>der</strong>n (bedingt<br />

durch 256QAM) sind somit nur<br />

etwa zwei Symbole pro Entscheidungsfeld<br />

möglich, bevor sich die<br />

Folge wie<strong>der</strong>holt. Wegen <strong>der</strong><br />

<strong>zufällig</strong>en Verteilung kommt es<br />

vor, daß manche Entscheidungsfel-<br />

Foto 43 310/5


Einstellungen am QAM-Modulator<br />

SMIQ mit Option SMIQ-B10<br />

(nach Preset)<br />

Frequency:<br />

Frequency: 36.000 MHz<br />

Level:<br />

Amplitude: – 7 dBm<br />

Digital Modulation:<br />

State: ON<br />

Modulation:<br />

Type: 256QAM – 8b/symb<br />

Symbol rate: 5 000 000 symb/s<br />

Digital Modulation:<br />

Source:<br />

Source: PRBS<br />

PRBS Length: 215 –1<br />

Filter:<br />

Filter type: SQR COS<br />

Filter parameter: 0.15<br />

Coding: Phase Diff.<br />

BILD 2<br />

Erfor<strong>der</strong>liche Einstellungen am Signal<br />

Generator SMIQ, um mit dem TV-Meßempfänger<br />

EFA ein beliebiges 256QAM-Signal<br />

zu synchronisieren<br />

<strong>der</strong> gar keine Symbole enthalten,<br />

an<strong>der</strong>e dagegen vier und mehr<br />

Symbole. Für eine einwandfreie<br />

Synchronisation des QAM-Signals<br />

<strong>ist</strong> es aber notwendig, daß alle<br />

Entscheidungsfel<strong>der</strong> etwa gleich<br />

häufig mit Symbolen belegt sind.<br />

Beide genannten Probleme sind prinzipieller,<br />

d. h. physikalisch bedingter<br />

Natur und gelten deshalb grundsätzlich<br />

für alle Messungen QAM-modulierter<br />

Signale, unabhängig davon,<br />

welches Meßgerät Anwendung findet.<br />

Und so wird´s gemacht<br />

Im Beispiel erzeugt <strong>der</strong> Signalgenerator<br />

SMIQ [2] von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

mit Option SMIQ-B10 das QAM-<br />

Signal, und <strong>der</strong> TV-Meßempfänger EFA<br />

wertet es aus. BILD 2 zeigt die erfor<strong>der</strong>lichen<br />

Einstellungen am QAM-Mo-<br />

Einstellungen am TV-Meßempfänger<br />

EFA<br />

(nach Preset)<br />

Mode:<br />

QAM Analyzer/Demod<br />

Input: IF (36 MHz)<br />

Status:<br />

Or<strong>der</strong> of QAM: 256<br />

SAW Filter Bandwidth: OFF<br />

Symbol Rate:<br />

Symbol rate value: 5 MSPS<br />

Special Function:<br />

Min BER integr.: BER EXT<br />

MPEG Data Output:<br />

Par. MPEG Data PLL: ON<br />

IQ Inversion: Normal<br />

BILD 3 (rechts oben)<br />

Konstellationsdiagramm bei 256QAM.<br />

BILD 4 (rechts unten)<br />

Berechnete Parameter bei 256QAM.<br />

dulator für die einwandfreie Übertragung<br />

eines QAM-Signals und für die<br />

meßtechnische Beurteilung im Meßempfänger.<br />

Der SMIQ kann intern und<br />

für beliebige Standards die I/Q-<br />

Signale generieren und das modulierte<br />

Signal am RF-Ausgang bereitstellen.<br />

Die Einstellungen gewährle<strong>ist</strong>en, daß<br />

alle notwendigen physikalischen und<br />

technischen Voraussetzungen für die<br />

Synchronisation aller QAM-Signale bis<br />

hin zur 256QAM erfüllt sind (BILD 3<br />

und 4).<br />

Fazit<br />

Für die Analyse und die Beurteilung<br />

beliebiger QAM-Signale <strong>ist</strong> <strong>der</strong> TV-<br />

Meßempfänger EFA bestens geeignet,<br />

auch wenn diese Signale keinerlei<br />

Synchronisationsinformationen enthalten.<br />

Für die einwandfreie Übertragung<br />

Applikation<br />

solcher Signale sind nur wenige physikalisch<br />

bedingte Zusammenhänge zu<br />

beachten, z. B. die Länge <strong>der</strong> <strong>Zufall</strong>sfolge<br />

bei repetierenden Datensequenzen.<br />

Außerdem muß am Generator die<br />

Differentielle Codierung eingestellt<br />

sein. Bereits mit relativ kurzen Sequenzen,<br />

z.B. mit PRBS 2 15 –1, lassen sich<br />

dann ausgezeichnete Ergebnisse erzielen.<br />

Chr<strong>ist</strong>oph Balz<br />

Näheres unter Kennziffer 164/07<br />

LITERATUR<br />

[1] Chr<strong>ist</strong>oph Balz; Ernst Polz; Walter Fischer:<br />

TV-Meßempfängerfamilie EFA – Bestens gerüstet<br />

für´s digitale Fernsehen. Neues von<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> (1996) Nr. 152, S. 17–19.<br />

[2] Johann Klier: Signal Generator SMIQ –<br />

Digitale Modulation hoher Qualität bis<br />

3,3 GHz. Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

(1997) Nr. 154, S. 4–6.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 23


Foto 43 408/1<br />

Applikation<br />

Miniport-Empfänger EB200<br />

Kleine Lauscher ohne Chance<br />

Der Miniport-Empfänger EB200 – die portable Komplettlösung für die Funkerfassung<br />

[1] – kann mit <strong>der</strong> Option HF-Spektrum DIGI-Scan ein breites HF-<br />

Spektrum darstellen (10 kHz bis 3 GHz). Dadurch eröffen sich dem Anwen<strong>der</strong><br />

viele Applikationsmöglichkeiten, z. B. auch das Aufspüren und Lokalisieren von<br />

Lauschsen<strong>der</strong>n (BILD 1).<br />

Industriespionage richtet großen<br />

Schaden an<br />

Professionelle „Lauscher“ bedienen<br />

sich raffinierter elektronischer Methoden,<br />

um an gewünschte Informationen<br />

heranzukommen. Der Aufwand scheint<br />

sich zu lohnen, sind doch Information<br />

und Kommunikation heute Faktoren<br />

von strategischer Bedeutung. Beson<strong>der</strong>s<br />

gefährdet <strong>ist</strong> die High-Tech-Industrie.<br />

Schäden durch Industriespionage<br />

werden allein in Deutschland pro<br />

Jahr auf viele Milliarden Mark geschätzt.<br />

Lauschsen<strong>der</strong> sind seit jeher ein beliebtes<br />

Mittel, um sich über die Vorhaben<br />

an<strong>der</strong>er ein Bild (bzw. Gehör) zu verschaffen.<br />

Selbst Amateure haben es<br />

heute leicht, sich mit entsprechenden<br />

Geräten zu versorgen. Sogenannte<br />

Spy Shops bieten ihre Produkte unverhüllt<br />

im Internet an – Minisen<strong>der</strong> zum<br />

Abhören von Räumen und Telefonen,<br />

24 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

Richtmikrofone und Kleinstkameras in<br />

Zigarettenschachteln und Kugelschreibern.<br />

Kleine Lauscher schnell<br />

ermittelt: EB200 mit DIGI-Scan<br />

Gegen den EB200 haben kleinen Lauscher<br />

aber keine Chance, unentdeckt<br />

zu bleiben. Die Option HF-Spektrum<br />

DIGI-Scan zum EB200 ermöglicht es<br />

dem Anwen<strong>der</strong>, sich in Sekundenschnelle<br />

einen Überblick über das<br />

aktuelle Frequenzspektrum zu verschaffen,<br />

eventuelle Störer o<strong>der</strong> auch Hopping-Frequenzen<br />

blitzschnell zu erkennen<br />

und dann mit <strong>der</strong> Handrichtantenne<br />

zielsicher zu lokalisieren.<br />

BILD 1<br />

Dank geringem Gewicht, le<strong>ist</strong>ungsfähigen<br />

Richtantennen und hoher Empfindlichkeit <strong>ist</strong><br />

<strong>der</strong> Miniport-Empfänger EB200 für zahlreiche<br />

Aufgaben gerüstet, so z.B. auch zum<br />

Aufspüren von Lauschsen<strong>der</strong>n … .<br />

Der elektronische „Spürhund“ –<br />

einfach zu bedienen<br />

Das genaue Orten von Kleinstsen<strong>der</strong>n<br />

geschieht zunächst über das Ermitteln<br />

<strong>der</strong> Frequenz, auf <strong>der</strong> ein Sen<strong>der</strong><br />

arbeitet. Hierzu ruft man beim EB200<br />

die Option DIGI-Scan auf und läßt den<br />

Miniport-Empfänger im gewünschten<br />

Frequenzbereich scannen (BILD 2).<br />

Beim Ausfindigmachen von Kleinstsen<strong>der</strong>n<br />

im Nahbereich hilft <strong>der</strong> Differential-Mode<br />

von DIGI-Scan (BILD 3).<br />

Nach dem Aufrufen dieser Betriebsart<br />

wird das aktuelle Spektrum als Referenzspektrum<br />

gespeichert. Neue Spektren<br />

zeigt das Display als Differenz<br />

zum Referenzspektrum an, in dem neu<br />

hinzugekommene o<strong>der</strong> in <strong>der</strong> Intensität<br />

verän<strong>der</strong>te Signale deutlich als Spitzen<br />

erkennbar sind. Ist nun im DIGI-<br />

Scan-Modus die Frequenz des Minisen<strong>der</strong>s<br />

ermittelt, so sind alle weiteren<br />

Schritte schnell getan: den EB200 auf<br />

diese Frequenz einstellen (BILD 4), im


Display-Menü die Betriebsart TONE<br />

aufrufen und den Pegel <strong>der</strong> ermittelten<br />

Frequenz ungefähr auf Balken-<br />

Mitte im Level-Display einstellen. Beim<br />

Orten <strong>der</strong> Aussendungen mit <strong>der</strong> Richtantenne<br />

muß <strong>der</strong> Anwen<strong>der</strong> nur die<br />

Pegelanzeige o<strong>der</strong> die Tonhöhe kontrollieren<br />

und sich dabei am maximalen<br />

Pegel o<strong>der</strong> am höchsten Ton orientieren<br />

– und er bewegt sich damit zielsicher<br />

in Richtung Lauschsen<strong>der</strong>.<br />

Der EB200 verfügt übrigens als einziger<br />

portabler Mini-Empfänger über<br />

Spektrumsanzeige und Level-Tone-<br />

Sucheinrichtung in einem Gerät.<br />

Theodor Fokken<br />

LITERATUR<br />

[1] Günther Klenner: Miniport-Empfänger<br />

EB 200 und Handrichtantenne HE 200 –<br />

Funkerfassung von 10 kHz bis 3 GHz jetzt<br />

auch portabel. Neues von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> (1997) Nr. 156, S. 4– 6.<br />

Näheres unter Kennziffer 164/08<br />

Berichtigung<br />

Im Meßtip „Umrechnung von C/N<br />

bzw. SNR auf E b /N 0 bei DVB“ in Heft<br />

163 wurde versehentlich in einigen<br />

Gleichung das „S“ mit einem „C“ vertauscht.<br />

Rechts sind nun die korrekten<br />

Gleichungen abgedruckt. Wir bitten<br />

um Entschuldigung.<br />

BILD 2 EB200 im DIGI-Scan-Modus „Normal“.<br />

BILD 3 EB200 im DIGI-Scan-Modus „Differential“.<br />

S⁄ N E<br />

b<br />

⁄ N<br />

0<br />

10 lg 188<br />

× ---------- 10 × lg( m)<br />

10 × lg( P)<br />

10 lg 1<br />

204<br />

α<br />

= + + +<br />

– × ⎛ – -- ⎞ dB<br />

⎝ 4⎠<br />

E<br />

b<br />

⁄ N<br />

0<br />

S⁄ N 10 lg 188<br />

– × ---------- – 10 × lg( m)<br />

– 10 × lg( P)<br />

10 lg 1<br />

204<br />

α<br />

=<br />

+ × ⎛ – -- ⎞ dB<br />

⎝ 4⎠<br />

Bei Messungen im QAM-Demodulator<br />

muß die �cos-roll-off-Filterung berücksichtigt<br />

werden:<br />

E<br />

b<br />

⁄ N<br />

0<br />

S⁄ N 10 lg 188<br />

– × ---------- – 10 × lg( m)<br />

10 lg 1<br />

204<br />

α<br />

=<br />

+ × ⎛ – -- ⎞ dB<br />

⎝ 4⎠<br />

Bei Messungen im Satellitendemodulator<br />

mit QPSK lautet die Gleichung<br />

für das Bestimmen <strong>der</strong> BER als Funktion<br />

von E b /N 0 nach <strong>der</strong> Viterbi-FEC:<br />

E<br />

b<br />

⁄ N<br />

0<br />

S⁄ N 10 lg 188<br />

– × ---------- – 10 × lg( m)<br />

– 10 × lg( P)<br />

10 lg 1<br />

204<br />

α<br />

=<br />

+ × ⎛ – -- ⎞ dB<br />

⎝ 4⎠<br />

Applikation<br />

BILD 4 EB200 im DIGI-Scan-Modus mit feiner ZF-Auflösung zur Frequenzabstimmung.<br />

Gleichung 1<br />

Gleichung 2<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 25


Foto 43 350/1<br />

Panorama<br />

EMV-Prüfzentren in je<strong>der</strong> Größe –<br />

präzise, vollautomatisch, universell<br />

Jahrzehntelange Erfahrung und ein vollständiges Gerätespektrum machten<br />

<strong>Rohde</strong>&<strong>Schwarz</strong> zum Weltmarktführer für EMV-Meßtechnik und -Prüfzentren. Viele<br />

namhafte Firmen <strong>der</strong> Automobil-, Elektrogeräte- und Maschinenbauindustrie vertrauen<br />

seit Jahren auf EMV-Meßtechnik aus diesem Hause: Für den Test von kleinen<br />

Meßobjekten bis hin zum Großraumjet. Kürzlich nahm die Audi AG ihr neues<br />

EMV-Prüfzentrum in Betrieb, das über eine komplette meßtechnische Ausstattung<br />

von <strong>Rohde</strong>&<strong>Schwarz</strong> verfügt. Der Artikel zeigt beispielhaft das Konzept solcher<br />

Prüfzentren, wie es auch schon für zahlreiche an<strong>der</strong>e Firmen realisiert wurde.<br />

26 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

Mo<strong>der</strong>nste Prüftechnik für<br />

fortschrittliche Fahrzeuge<br />

Das EMV-Prüfzentrum <strong>der</strong> Audi AG in<br />

Ingolstadt umfaßt eine große und eine<br />

kleine Absorberhalle sowie mehrere<br />

geschirmte und ungeschirmte Arbeitsbereiche.<br />

Audi verfügt damit im eigenen<br />

Haus über alle Möglichkeiten, die<br />

elektromagnetische Verträglichkeit<br />

(EMV) <strong>der</strong> Fahrzeuge sicherzustellen<br />

und Zulieferteile auf Herz und Nieren<br />

zu prüfen. Das EMV-Prüfzentrum kann<br />

nach allen wesentlichen Richtlinien<br />

messen, u.a. nach <strong>der</strong> EG-Richtlinie<br />

95/54, den Normen ISO 11451/<br />

11452, DIN/VDE 40839, CISPR12<br />

sowie nach hausinternen Vorschriften.<br />

Die effizienten und zuverlässigen Testsysteme<br />

sind vielseitig einsetzbar sowohl<br />

für entwicklungsbegleitende Untersuchungen<br />

als auch für Abnahmemessungen.<br />

Sie zeichnen sich aus<br />

durch:<br />

� Le<strong>ist</strong>ungsfähige Software, die für<br />

kurze Vorbereitungs- und Meßzeiten<br />

und damit für hohen Durchsatz<br />

sorgt<br />

� Präzise Geräte und Systemkomponenten,<br />

die reproduzierbare<br />

Meßergebnisse gewährle<strong>ist</strong>en<br />

BILD 1 Die Messungen in <strong>der</strong> großen Absorberhalle<br />

laufen automatisch ab. Der Prüfer kann<br />

sich voll auf das Verhalten des Testobjekts konzentrieren.


� Höchstmögliche Genauigkeit<br />

durch automatische Korrektur von<br />

Frequenzgangfehlern<br />

� Zuverlässige und vollautomatisch<br />

arbeitende Systeme, mit denen<br />

sich <strong>der</strong> Bediener voll auf das<br />

Testobjekt konzentrieren kann<br />

� Vollautomatisches Überwachen<br />

und Dokumentieren <strong>der</strong> Reaktionen<br />

des Meßobjekts<br />

System-Software EMS-K1:<br />

Was <strong>ist</strong> neu in Version 1.20?<br />

� Analyse-Modus:<br />

– Kombination von automatischem und<br />

manuellem Scan, mit freier Wahl <strong>der</strong><br />

Frequenzschritte, Variation <strong>der</strong><br />

Modulationsparameter und Verän<strong>der</strong>ung<br />

von Antennenpolarisation und<br />

Drehtischposition<br />

– Darstellung <strong>der</strong> Systemparameter im<br />

Testkontrollfenster<br />

– Verkürzung <strong>der</strong> Testzeiten durch<br />

gleichzeitige Messung <strong>der</strong> vor- und<br />

rücklaufenden Le<strong>ist</strong>ung mit zwei<br />

Le<strong>ist</strong>ungsmessern<br />

� Prüflingsüberwachung (EUT Monitoring):<br />

Schnittstelle zur neuen Monitoring-<br />

Software EMON-K1<br />

EUT-Monitoring-Software EMON-K1:<br />

Neue Möglichkeiten für die<br />

Prüflingsüberwachung<br />

� Wahlweise synchrone Überwachung<br />

(komplette Messung bei je<strong>der</strong> Testfrequenz)<br />

o<strong>der</strong> asynchroner Betrieb<br />

(freilaufende Messung) im Verbund mit<br />

<strong>der</strong> System-Software EMS-K1<br />

� Darstellung <strong>der</strong> Meßdaten in aussagekräftiger<br />

Grafik o<strong>der</strong> tabellarischer Form<br />

� Komfortable Berichterstellung<br />

� Speicherung aller Einstellungen und<br />

Meßergebnisse in ASCII- und WMF-<br />

Format zur einfachen Weiterverarbeitung<br />

� Monitoring- und Stimulus-Kanäle<br />

verfügbar<br />

� Gerätetreiber können vom Anwen<strong>der</strong><br />

erstellt werden<br />

� Grafische Bedienoberfläche und<br />

kontextsensitive Hilfe<br />

Prüfung kompletter Fahrzeuge<br />

in <strong>der</strong> großen Absorberhalle<br />

Auch wenn durch entwicklungsbegleitende<br />

EMV-Untersuchungen einzelner<br />

Komponenten bereits ein hohes Maß<br />

an Sicherheit erreicht wird, sind die<br />

abschließenden Fahrzeugprüfungen<br />

unverzichtbar. Denn im Fahrzeug eingebaut,<br />

können sich die Komponenten<br />

durchaus an<strong>der</strong>s verhalten, als es<br />

in <strong>der</strong> TEM-Zelle o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Streifenleitung<br />

<strong>der</strong> Fall war.<br />

Für die Prüfung ganzer Fahrzeuge<br />

dient deshalb die 25 m x 20 m x 10 m<br />

große Absorberhalle mit Rollenprüfstand<br />

(BILD 1). Das Testsystem simuliert<br />

die im Freien vorhandenen elektromagnetischen<br />

Fel<strong>der</strong> im Frequenzbereich<br />

6 MHz bis 3 GHz.<br />

Präzise EMV-Meßtechnik von<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

Ganz vorne in <strong>der</strong> Signalkette erzeugt<br />

<strong>der</strong> Signalgenerator SME03 ein im<br />

Pegel einstellbares, modulierbares HF-<br />

Signal, das über eine fernsteuerbare<br />

Relais-Matrix zu den Le<strong>ist</strong>ungsverstärkern<br />

gelangt. Diese liefern HF-Ausgangsle<strong>ist</strong>ungen<br />

von bis zu 10 kW,<br />

was Feldstärken bis zu 200 V/m ergibt.<br />

Vier isotrope Feldsensoren übertragen<br />

über Glasfaserkabel die Größe<br />

<strong>der</strong> am Ort des Testobjekts herrschenden<br />

Feldstärke.<br />

Die drei für Fahrzeugmessungen eingesetzten<br />

logarithmisch-periodischen<br />

Antennen sind speziell für hohe Feldstärken<br />

und große Prüfvolumina konzipiert.<br />

Den Bereich 3 MHz bis 30 MHz<br />

deckt eine Antenne ab, die an <strong>der</strong><br />

Rückwand befestigt <strong>ist</strong> und sich ferngesteuert<br />

bewegen läßt. Die beiden an<strong>der</strong>en<br />

Antennen (30 MHz bis<br />

220 MHz) und (220 MHz bis 1 GHz)<br />

sind auf einen schienengeführten Wagen<br />

montiert. Oberhalb von 1 GHz<br />

wird eine Hornantenne verwendet.<br />

Die Messung <strong>der</strong> vor- und rücklaufenden<br />

Le<strong>ist</strong>ung übernehmen zwei Milli-<br />

Panorama<br />

voltmeter URV5. Durch die Verwendung<br />

zweier Le<strong>ist</strong>ungsmeßgeräte ergibt<br />

sich, unterstützt durch die optimierte<br />

Software, eine deutliche Verkürzung<br />

<strong>der</strong> Einregelzeit an jedem Frequenzpunkt.<br />

Die System-Software EMS-K1 im Feldregelrechner<br />

(siehe Kasten) steuert den<br />

Prüfablauf und unterstützt alle gebräuchlichen<br />

Methoden <strong>der</strong> Fel<strong>der</strong>zeugung:<br />

� Feldregelung mit geschlossener<br />

Regelschleife (Testobjekt und<br />

Feldsensor sind am gleichen Ort)<br />

� Substitutionsmethode (<strong>der</strong>zeit das<br />

gebräuchlichste Verfahren; <strong>der</strong><br />

eigentlichen Messung geht eine<br />

Referenzmessung in <strong>der</strong> leeren<br />

Halle voraus)<br />

� Theoretische Methode (die<br />

benötigte Le<strong>ist</strong>ung wird anhand<br />

einer Formel o<strong>der</strong> tabellarisch<br />

vorliegen<strong>der</strong> Antennengewinne<br />

ermittelt)<br />

Da sich wegen <strong>der</strong> hohen Feldstärken<br />

niemand in <strong>der</strong> Absorberhalle aufhalten<br />

darf, übernimmt das EUT-Monitoring-System<br />

(EUT: Equipment Un<strong>der</strong><br />

Test) über Glasfaserkabel die Stimulation<br />

und Überwachung des Testobjekts.<br />

Das Monitoring-System wird von einem<br />

eigenen Rechner gesteuert, auf<br />

dem die neu entwickelte Software<br />

EMON-K1 installiert <strong>ist</strong> (siehe Kasten).<br />

Sie steuert das System und liefert Informationen<br />

über die Prüflingsfunktionen<br />

an den Feldregelrechner weiter.<br />

Ein Video-System mit drei fest installierten<br />

Kameras schafft Überblick über<br />

das Geschehen in <strong>der</strong> Absorberhalle<br />

und ermöglicht mit zwei mobilen Kameras<br />

beispielsweise das Beobachten<br />

<strong>der</strong> Instrumente im Fahrzeug. In die<br />

Bil<strong>der</strong> <strong>der</strong> mobilen Kameras werden<br />

die aktuellen Frequenz- und Feldstärkewerte<br />

eingeblendet.<br />

Eine Wechselsprechanlage mit mehreren<br />

Sprechstellen erleichtert die Vorbereitung<br />

des Fahrzeugs für die Prüfung<br />

sowie die Wartung des Rollenprüfstands<br />

und <strong>der</strong> Verstärker.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 27


Panorama<br />

Großprojekte sind bei<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> in besten<br />

Händen<br />

Das gesamte Projekt wurde in<br />

12 Monaten verwirklicht. Bei solch<br />

engen Terminvorgaben darf nichts<br />

dem <strong>Zufall</strong> überlassen werden. Die<br />

Audi AG vertraute auf die langjährige<br />

Erfahrung von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> in <strong>der</strong><br />

Realisierung von EMV-Systemen und<br />

auf die Le<strong>ist</strong>ungsfähigkeit <strong>der</strong> Partnerfirmen.<br />

Neben Konzeption und Lieferung <strong>der</strong><br />

EMV-Meßtechnik übernahm <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> auch die Planung und Realisierung<br />

<strong>der</strong> kompletten Laboreinrichtung<br />

im Erdgeschoß. Basierend auf<br />

den Vorgaben des Lastenhefts und dem<br />

beauftragten Liefer- und Le<strong>ist</strong>ungsumfang<br />

stimmte <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> mit<br />

dem Auftraggeber frühzeitig alle Ausführungsdetails<br />

ab. Ein umfassen<strong>der</strong><br />

Schnittstellenkatalog wurde erarbeitet<br />

und mit <strong>der</strong> örtlichen Bauleitung und<br />

Kurz gemeldet<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> präsentiert einen<br />

völlig neu gestaIteten Internet-Auftritt.<br />

Die neuen Web-Seiten enthalten<br />

ausführliche Informationen zu den Produkten<br />

aller Bereiche sowie Hintergrundberichte<br />

zu neuen Technologien.<br />

Außerdem stehen zahlreiche weiterführende<br />

Informationen wie Datenblätter,<br />

Kataloge, Application Notes, technische<br />

Broschüren und die Ausgaben<br />

von „Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>“<br />

sowie Treiber-Software zum Download<br />

bereit.<br />

Bei <strong>der</strong> Gestaltung standen Schnelligkeit<br />

und Benutzerfreundlichkeit im Vor<strong>der</strong>grund.<br />

So wurde vielfach Echttext<br />

eingesetzt und die Grafiken sind größenoptimiert,<br />

wodurch sich die Ladezeiten<br />

erheblich verkürzen. Dynamische<br />

Navigation und übersichtliche<br />

28 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

dem Lieferanten <strong>der</strong> Schirmräume abgestimmt.<br />

Die Systeme konnten planmäßig<br />

installiert und nach <strong>der</strong> Einweisung<br />

des Bedienpersonals ihrer Bestimmung<br />

übergeben werden.<br />

Reinhard Göster<br />

Gestaltung erleichtern<br />

die Bedienung.<br />

Die Volltextsucheermöglicht<br />

das schnelle<br />

Auffinden <strong>der</strong> gewünschtenThemen.<br />

Alle aktuellen<br />

Produkte von<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

sind komplett mit<br />

Abbildung, Beschreibung und die me<strong>ist</strong>en<br />

sogar mit Datenblatt im Internet<br />

abrufbar. Weitere Inhalte sind Service-<br />

Angebote, Seminarübersichten, ein<br />

News-Bereich, eine Veranstaltungsübersicht,<br />

allgemeine Informationen zu<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> sowie ein separater<br />

Presse-Bereich.<br />

BILD 2 Blick in die Meßwarte: Präzise EMV-<br />

Meßtechnik von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> gewährle<strong>ist</strong>et<br />

reproduzierbare Meßergebnisse.<br />

Näheres über EMV-Testsysteme unter<br />

Kennziffer 164/09<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>-Web-Seiten neu gestaltet und umfangreicher denn je<br />

Die neuen Web-Seiten sind im Internet<br />

unter <strong>der</strong> Adresse http://www.rsd.de<br />

zu finden. Zur optimalen Darstellung<br />

werden Web-Browser ab <strong>der</strong> Version 4<br />

und aktiviertes Javascript empfohlen.<br />

Chr<strong>ist</strong>ian Hess<br />

Foto 43 350/7


3G-Testszenario im Bereich Forschung und Entwicklung<br />

Die dritte Mobilfunkgeneration –<br />

universelle Testkonzepte ebnen ihr den Weg<br />

Die Welt <strong>der</strong> mobilen Funkkommunikation befindet sich – was Technologie,<br />

Dienste und Typzulassung anbelangt – im Umbruch: Die dritte Mobilfunkgeneration<br />

(3G) kündigt sich an (BILD 1). Richtungsweisende Meßtechnik muß<br />

frühzeitig Lösungen für die immer komplexeren Testanfor<strong>der</strong>ungen bereitstellen<br />

und ihr zum Durchbruch verhelfen. Als Weltmarktführer im Bereich<br />

Mobilfunkmeßtechnik stellt sich <strong>Rohde</strong>&<strong>Schwarz</strong> dieser gewaltigen Herausfor<strong>der</strong>ung<br />

mit einem flexiblen und zukunftssicheren<br />

Testkonzept.<br />

Foto 43 360<br />

2G – 2,5G – 3G:<br />

Die mobile Funkkommunikationstechnik<br />

entwickelt sich rasant weiter<br />

Mit <strong>der</strong> Einführung schneller Datendienste<br />

(HSCSD) und paketorientierter<br />

Übertragungsverfahren (GPRS) für die<br />

zweite Mobilfunkgeneration (2G) wird<br />

momentan <strong>der</strong> erste Schritt hin zu<br />

neuen Anwendungen mit hohen<br />

Datenraten getan (2,5G-Technologien).<br />

Testplattformen von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> sind darauf bestens vorbereitet<br />

[1], [2].<br />

Parallel wird aber schon an <strong>der</strong> nächsten,<br />

auf W-CDMA basierenden Mo-<br />

bilfunkgeneration<br />

(3G) gearbeitet.<br />

Deren Standardisierung<br />

schreitet im Rahmen des international<br />

besetzten 3GPP-Gremiums (3 rd<br />

Generation Partnership Project) rasch<br />

voran. Signalgeneratoren und -analysatoren<br />

von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> setzten<br />

in diesem Bereich schon frühzeitig die<br />

Standards [3], [4], [5]. In gleichem<br />

Maß, wie die 3G-Aktivitäten das Forschungsstadium<br />

verlassen und in ehrgeizige<br />

Entwicklungsprojekte münden,<br />

wächst <strong>der</strong> Bedarf an umfassen<strong>der</strong>en<br />

Testlösungen. Die Anfor<strong>der</strong>ungen gehen<br />

weit über reine HF-Messungen an<br />

<strong>der</strong> Luftschnittstelle bzw. über Signalisierungstests<br />

auf Layer1- bis Layer3-<br />

Panorama<br />

BILD 1<br />

Während heutige Mobiltelefone überwiegend<br />

<strong>der</strong> Sprachkommunikation dienen,<br />

werden die Geräte <strong>der</strong> dritten Generation<br />

(3G) die Nutzung des gesamten<br />

Multimediaspektrums ermöglichen.<br />

Ebene hinaus. Das Testen überlagerter<br />

Applikationen auf höherer Protokollebene<br />

(�Layer3) gewinnt an Bedeutung.<br />

BILD 2 gibt einen Überblick über das<br />

sich abzeichnende Szenario. Während<br />

heutige Mobiltelefone me<strong>ist</strong> als<br />

End-Terminal für Sprachkommunikation<br />

dienen, ermöglichen Geräte <strong>der</strong> dritten<br />

Generation die Nutzung des gesamten<br />

Multimediaspektrums. Dies<br />

reicht von Sprachtelefonie über Videoapplikationen<br />

bis hin zu Datendiensten,<br />

die auf dem Internet-Protokoll (IP)<br />

basieren und über das Wireless Application<br />

Protocol (WAP) eingebunden<br />

sind. Denkbar <strong>ist</strong>, daß <strong>der</strong> Zugang zu<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 29


Panorama<br />

Zweite Mobilfunkgeneration (2G)<br />

MSC<br />

BSC<br />

A (ATM, ...)<br />

A bis<br />

BTS<br />

den jeweiligen Diensten über spezielle<br />

Terminals wie Personal Digital Ass<strong>ist</strong>ants<br />

(PDA) erfolgt und damit das<br />

Handy als mobile Vermittlungsstation<br />

agiert. Die Übertragung im Nahbereich<br />

zwischen Terminal und Mobilstation<br />

wird sich auf hierfür optimierte<br />

Standards wie Bluetooth stützen,<br />

während die Verbindung vom Mobile<br />

zum Netzwerk über W-CDMA o<strong>der</strong><br />

GSM gegeben <strong>ist</strong>.<br />

Auch auf <strong>der</strong> Netzwerkseite zeichnet<br />

sich die Durchdringung mit IP-transparenten<br />

Strukturen ab. Es <strong>ist</strong> leicht ersichtlich,<br />

daß Protokolltests in diesem<br />

Szenario mit seiner Vielzahl an Multimode-Handover-Vorgängen<br />

und <strong>der</strong><br />

stärkeren Ausrichtung auf Datenapplikationen<br />

enorm an Bedeutung gewinnen<br />

werden.<br />

Fehler im Produktentwicklungsprozeß<br />

frühzeitig eliminieren<br />

Oberstes Testziel in Forschung und<br />

Entwicklung <strong>ist</strong> es, bei maximaler Produktqualität<br />

die Zeit bis zur Marktein-<br />

30 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

L3<br />

L2<br />

L1<br />

Dritte Mobilfunkgeneration (3G)<br />

MSC<br />

BSC<br />

A (IP, ATM, ...)<br />

A bis<br />

BTS<br />

L3<br />

L2<br />

L1<br />

GSM<br />

GSM<br />

Heute:<br />

Mobiltelefon dient als<br />

End-Terminal für<br />

Sprachkommunikation<br />

Künftig:<br />

Mobiltelefon dient auch<br />

als mobile Vermittlungsstation <br />

führung (time to market) und den Entwicklungsaufwand<br />

zu minimieren.<br />

Dazu müssen Fehler im Produktentwicklungsprozeß<br />

möglichst frühzeitig<br />

eliminiert werden. Dieser kann in vier<br />

Phasen zunehmen<strong>der</strong> Komplexität unterteilt<br />

werden, für die jeweils unterschiedliche<br />

Testanfor<strong>der</strong>ungen gelten<br />

(BILD 3).<br />

Anzahl<br />

entdeckte<br />

Fehler<br />

Phase1<br />

Forschung<br />

HF-Modul-<br />

Tests<br />

Basisband-Modul-<br />

Tests<br />

Software-Modul-<br />

Tests<br />

(reine Software-<br />

Signalisierung)<br />

W-CDMA Bluetooth<br />

Phase 2<br />

Modul-Test<br />

Integrations-<br />

Tests<br />

Phase 3<br />

Integrations-Test<br />

WAP<br />

Headset<br />

BILD 2<br />

Mobiltelefone <strong>der</strong><br />

dritten Generation<br />

können auch als<br />

mobile Vermittlungsstationen<br />

für<br />

multimediale<br />

Angebote dienen.<br />

Video-Brille<br />

Personal<br />

Digital<br />

Ass<strong>ist</strong>ant<br />

In <strong>der</strong> Forschungsphase steht zunächst<br />

die Untersuchung von HF-Parametern<br />

und Codierungsalgorithmen unter<br />

wechselnden Umgebungsbedingungen<br />

wie Interferenz und Fading im Vor<strong>der</strong>grund.<br />

Weil dafür endliche Signalsequenzen<br />

ausreichen, braucht die<br />

Signalverarbeitung noch nicht in Echtzeit<br />

zu erfolgen. Auf <strong>der</strong> Ebene des<br />

Modul-Tests sind die größten Einspa-<br />

Feld-Tests<br />

Conformance-<br />

Tests<br />

Phase 4<br />

Optimierung<br />

Komplexität des<br />

Test-Szenarios<br />

BILD 3<br />

Mo<strong>der</strong>ne Testmethoden<br />

müssen Fehler<br />

im Produktentwicklungsprozeß<br />

möglichst frühzeitig<br />

eliminieren.


Phase 1<br />

Forschung<br />

TS8950 (A)<br />

Signalerzeugung<br />

Signal-<br />

Analyse<br />

Controller<br />

Switch<br />

AMIQ<br />

SMIQ<br />

FSIQ<br />

PSM17<br />

SSCU<br />

Erste HF-Tests<br />

Software-Modul-Tests<br />

PCO<br />

…<br />

PCO<br />

L3<br />

PCO<br />

L2<br />

PCO PCO<br />

Interface L1<br />

Phase 2<br />

Modul-Test<br />

rungspotentiale vorhanden. Während<br />

bisher z. B. die Signalisierungs-Software<br />

erst nach vollständiger Integration<br />

des Meßobjekts über die Luftschnittstelle<br />

getestet wurde, müssen<br />

künftige Prüfmittel die Analyse <strong>der</strong><br />

parallel zu entwickelnden HF-, Basisband-<br />

und Software-Module unabhängig<br />

voneinan<strong>der</strong> ermöglichen. Damit<br />

lassen sich Tests über die Luftschnittstelle<br />

in <strong>der</strong> Integrationsphase auf jene<br />

Fehler beschränken, die im Zusammenwirken<br />

<strong>der</strong> einzelnen Module begründet<br />

sind. Zur Verbesserung <strong>der</strong> Produkteigenschaften<br />

schließen sich in <strong>der</strong><br />

Optimierungsphase komplexe Conformance-Tests<br />

sowie reale Feldtests bzw.<br />

<strong>der</strong>en Simulation an.<br />

Universelles Testkonzept für jede<br />

Phase <strong>der</strong> Produktentwicklung<br />

Den unterschiedlichen Anfor<strong>der</strong>ungen<br />

in je<strong>der</strong> <strong>der</strong> vier Phasen trägt <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> mit einem äußerst flexiblen<br />

Testkonzept Rechnung. Dessen Basis<br />

bilden <strong>der</strong> modular ausbaufähige 3G<br />

Air Interface Simulator TS8950 sowie<br />

Engine<br />

- Appl. &<br />

Layer<br />

Manag.<br />

Entity<br />

- Test<br />

Software<br />

- …<br />

TS8950 (B)<br />

Interferenz<br />

& Fading<br />

Signalanalyse &<br />

Le<strong>ist</strong>ungsmessung<br />

Controller<br />

L1<br />

Switch<br />

GUI<br />

Betriebssystem<br />

L2-/L3--Protokoll-Tester<br />

FSIQ<br />

HF-Modul-Tests<br />

AMIQ<br />

SMIQ<br />

PSM17<br />

SSCU<br />

PCO<br />

PCO<br />

PCO<br />

PCO PCO<br />

L1<br />

I Q<br />

HF Front End<br />

Phase 3<br />

Integrations-Test<br />

TS8950 (C)<br />

Interferenz<br />

& Fading<br />

Signalanalyse &<br />

Le<strong>ist</strong>ungsmessung<br />

Controller<br />

Switch<br />

Protokoll-Tester<br />

Protokoll-Tests<br />

Engine<br />

… - Appl. &<br />

Layer<br />

Manag.<br />

L3<br />

Entity<br />

- Test<br />

L2 Software<br />

- …<br />

AMIQ<br />

SMIQ<br />

FSIQ<br />

PSM17<br />

SSCU<br />

Conformance-Tests<br />

integrierbare Komponenten für Protokolltests<br />

(BILD 4). Anstelle starrer Testfälle<br />

verfügt dieses hochmo<strong>der</strong>ne Testsystem<br />

über individuell parametrisierbare<br />

Testmethoden, die sich zu beliebigen<br />

Testszenarien kombinieren lassen.<br />

Dank dieser Strategie vermag das<br />

TS8950 nicht nur den sich <strong>der</strong>zeit<br />

noch än<strong>der</strong>nden Vorgaben <strong>der</strong> 3GPP-<br />

Standardisierung zu folgen, son<strong>der</strong>n<br />

kann vielmehr auch hersteller- bzw.<br />

netzwerkspezifische Testreihen unterstützen.<br />

Im Zuge <strong>der</strong> zum 01.01.2000 wirksam<br />

werdenden R & TTE-Direktive<br />

(Radio & Telecommunications Equipment)<br />

<strong>der</strong> Europäischen Kommission,<br />

wonach obligatorische Typzulassungstests<br />

durch verbindliche Herstellerangaben<br />

ersetzt werden, gewinnt dieses<br />

flexible Testkonzept enorm an Bedeutung.<br />

Zudem kann damit auch den anspruchsvollen<br />

For<strong>der</strong>ungen von Netzwerkbetreibern<br />

wie <strong>der</strong> japanischen<br />

NTT-DoCoMo entsprochen werden,<br />

die Anfang 2001 das erste 3G-Netz<br />

in Betrieb nehmen wird.<br />

GUI<br />

Betriebssystem<br />

Protokoll-Tester<br />

Komplexität des<br />

Test-Szenarios<br />

Phase 4<br />

Optimierung<br />

TS8950 (XL)<br />

Interferenz<br />

& Fading<br />

Signalanalyse &<br />

Le<strong>ist</strong>ungsmessung<br />

Controller<br />

Switch<br />

Protokoll-Tester<br />

Panorama<br />

BILD 4<br />

Die verschiedenen<br />

Ausbaustufen des<br />

3G Air Interface<br />

Simulator TS 8950<br />

decken die<br />

Testanfor<strong>der</strong>ungen<br />

in allen Produktentstehungsphasen<br />

ab.<br />

AMIQ<br />

SMIQ<br />

FSIQ<br />

PSM17<br />

SSCU<br />

In <strong>der</strong> nächsten Ausgabe von „Neues<br />

von <strong>Rohde</strong>& <strong>Schwarz</strong>” wird das Testsystem<br />

TS8950 ausführlicher vorgestellt.<br />

Holger Jauch<br />

Näheres zu den Lösungen für 3G von<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> unter Kennziffer 164/10<br />

LITERATUR<br />

[1] Peter Ludwig; Frank Körber: Digital<br />

Radiocommunication Test Set CRTx-DUO<br />

– Die Testplattform für HSCSD- und Multiträger-Applikationen.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> (1999) Nr. 161, S. 13–14.<br />

[2] Heinz Mellein: Typprüfung von GSM900/<br />

GSM1800-Multiband-Mobilfunkstationen<br />

mit Systemsimulator TS8915. Neues von<br />

<strong>Rohde</strong>&<strong>Schwarz</strong> (1998) Nr. 157, S. 28–29.<br />

[3] Josef Wolf: Signal Analyzer FSIQ – Der<br />

ideale Analysator für die dritte Mobilfunkgeneration.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> (1998) Nr. 160, S. 4–6.<br />

[4] Klaus-Dieter Tiepermann; Andreas Pauly:<br />

Fit fürs nächste Jahrtausend – W-CDMA-<br />

Signale mit Signalgenerator SMIQ und<br />

Software WinIQSIM. Neues von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> (1999) Nr. 161, S. 16–17.<br />

[5] Wolfgang Kernchen; Klaus-Dieter<br />

Tiepermann: I/Q-Modulationsgenerator<br />

AMIQ – Komfortable Erzeugung<br />

komplexer I/Q-Signale. Neues von<br />

<strong>Rohde</strong>&<strong>Schwarz</strong> (1998) Nr. 159, S. 10–12.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 31


Panorama<br />

VHF/UHF-Flugfunkgeräte Serie 6000<br />

Software Radios mit höchster<br />

Daten- und Sprachsicherheit<br />

Die neue VHF/UHF-Flugfunkgeräte Serie 6000 bieten auf kleinstem Raum und<br />

bei geringem Gewicht multifunktionale Anwendungen für höchstgesicherte und<br />

zuverlässige Daten- und Sprach-Übertragung. Die Software Radios lassen die<br />

Wahl zwischen allen wichtigen EPM-Verfahren (EPM: Electronic Protection<br />

Measures) und halten durch ihre P 3 I-Technik (Pre Planned Product Improvement)<br />

mit künftigen Entwicklungen Schritt. Während <strong>der</strong> größten europäischen Luftfahrtschau,<br />

dem Aerosalon Le Bourget bei Paris, wurde die neue Generation<br />

dem Fachpublikum vorgestellt.<br />

kompakt und robust<br />

VHF<br />

P 3 I<br />

COMSEC<br />

Funktionen per Software<br />

definiert<br />

Die neuen Flugfunkgeräte Serie 6000<br />

sind die erste Generation von Software<br />

Radios, die sich u. a. durch außergewöhnliche<br />

Flexibilität auszeichnen:<br />

Ihre Funktion wird im wesentlichen<br />

durch Software bestimmt. Per „Upgrade“<br />

lassen sich die Flugfunkgeräte<br />

dem technischen Fortschritt anpassen.<br />

So gewährle<strong>ist</strong>et ihre offene Architektur<br />

eine ausgezeichnete Zukunftssicherheit<br />

(BILD 1).<br />

VHF/UHF-Flugfunkgeräte<br />

Serie 6000<br />

HAVE QUICK<br />

+ SECOS<br />

MULTIPLE TRANSEC<br />

(EPM)<br />

BILD 1 Die neuen Software Radios Serie 6000<br />

(hier die Cockpit-Version) überzeugen durch ihre<br />

Flexibilität und universelle Verwendbarkeit.<br />

32 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

SATURN<br />

+ HAVE QUICK<br />

UHF<br />

TDMA<br />

64 kbit/s<br />

Daten-Pre-Prozessor<br />

Kombinierte EPM-Verfahren<br />

Die Transceiver <strong>der</strong> Serie 6000 verwenden<br />

sowohl das neueste, sehr<br />

schnelle Frequenzsprungverfahren<br />

SATURN wie auch aus Kompatibilitätsgründen<br />

das frühere HAVE QUICK I/II.<br />

Auf <strong>der</strong> Welt einzigartig bietet<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> zusätzlich das<br />

eigenentwickelte Frequenzsprungverfahren<br />

SECOS, mit dem Län<strong>der</strong> mit<br />

eigenständigen Sicherheitsbedürfnissen<br />

direkten Einfluß auf den Algorithmus<br />

für COMSEC (Sprach- und<br />

Datenverschlüsselung) und TRANSEC<br />

(Frequenzsprungverfahren) nehmen<br />

können.<br />

Die Kombination all dieser EPM-Verfahren<br />

sowie die Vorbereitung auf<br />

weitere zukünftige Verfahren durch die<br />

P 3 I-Technik hat <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> in<br />

den kompakten Multiband Software<br />

Radios <strong>der</strong> Serie 6000 verwirklicht.<br />

Der herausragende Vorteil dieser<br />

Lösung <strong>ist</strong>, daß diese neue Generation<br />

von Flugzeug-Bordfunkgeräten – zusammen<br />

mit den Bodenstationen <strong>der</strong><br />

Serie 400U sowie mit taktischen<br />

Bodenfunkgeräten von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> – ein umfassendes und<br />

äußerst flexibles Bord-Boden-EPM-Kommunikationssystem<br />

zur Verfügung stellt.<br />

Neuausrüstung o<strong>der</strong> Retrofit für<br />

zahlreiche Plattformen<br />

Flugfunkgeräte von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

dienen Streitkräften weltweit zuverlässig<br />

in fliegenden Plattformen, so auch<br />

in den neuesten Systemen wie Eurofighter<br />

TYPHOON sowie in den Hubschraubern<br />

TIGER und NH90.<br />

Die Geräte <strong>der</strong> Serie 6000 sind sowohl<br />

für die Neuausrüstung zahlreicher<br />

fliegen<strong>der</strong> Plattformen als auch<br />

für Retrofit-Vorhaben F ³ (Form, Fit,<br />

Function) zum direkten Ersatz von AN/<br />

ARC-164 Radios mit o<strong>der</strong> ohne<br />

Adaptern bestens geeignet.


Serie 6000 –<br />

beson<strong>der</strong>e Eigenschaften<br />

� VHF/UHF 108 bis 400 MHz<br />

– 10 W AM, 15 W FM,<br />

– 30 bis 88 MHz optional<br />

� Volle F 3 -Austauschbarkeit für<br />

AN/ARC-Typen wie ARC-164<br />

� Einbau im Cockpit o<strong>der</strong> in die<br />

Avionic Bay<br />

� EPM-Verfahren HAVE QUICK I/II,<br />

SECOS, SATURN<br />

� Modularer Aufbau, SMD-Technik<br />

� Hohe Zuverlässigkeit<br />

� BIT (Built-In Test) auf Modulebene<br />

mit hoher Fehlererkennung<br />

� Nutzdatenrate bis 64 kbit/s<br />

� Gewicht �4kg<br />

Die Versionen im Überblick<br />

Die Serie 6000 besteht aus VHF-/UHF-<br />

Sende-/Empfangsgeräten für<br />

� Orts- o<strong>der</strong> Fernbedienung (BILD 2)<br />

� Cockpiteinbau mit MIL-Bus<br />

� Avionic Bay mit MIL-Bus<br />

sowie aus<br />

� Bediengeräten<br />

Bediengeräten Bediengeräten mit/ohne MIL-Bus<br />

Empfohlene Ergänzungen<br />

� Testgerät STTE (Special To Type<br />

Testequipment)<br />

� Schlüsselverteilungsgerät KDD-3700<br />

� Software für Kommunikations-<br />

Management und Handling<br />

(CMHS)<br />

BILD 3<br />

Die Flugfunkgeräte Serie 6000 können nicht<br />

nur per Software dem technischen Fortschritt<br />

angepaßt werden, son<strong>der</strong>n bieten durch<br />

ihren modularen Aufbau auch eine schnelle<br />

und wirtschaftliche Wartung.<br />

BILD 2<br />

VHF/UHF-Transceiver in <strong>der</strong> Version für<br />

abgesetzte Bedienung.<br />

Modulares Konzept und<br />

minimale Wartung<br />

Die einzelnen Baugruppen <strong>der</strong> VHF/<br />

UHF-Sende-/Empfangsgeräte besitzen<br />

definierte Schnittstellen. Sie sind ohne<br />

Abgleich austauschbar und gewährle<strong>ist</strong>en<br />

damit eine schnelle und wirtschaftliche<br />

Wartung (BILD 3).<br />

Weitere Vorteile:<br />

� Ausgezeichnete Zugänglichkeit<br />

� Austausch ohne Abgleich<br />

� Standardisierte Bauteile<br />

� Minimale Anzahl von Werkzeugen<br />

erfor<strong>der</strong>lich<br />

� Minimierte geplante Wartung Näheres unter Kennziffer 164/11<br />

Panorama<br />

Mit <strong>der</strong> Serie 6000, <strong>der</strong>en Technologie<br />

eine Spitzenstellung am Weltmarkt<br />

einnimmt, erwartet <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

international einen beachtlichen Markterfolg.<br />

Von zwei Län<strong>der</strong>n liegen bereits<br />

große Aufträge zur Mo<strong>der</strong>nisierung<br />

<strong>der</strong> Funkgeräteausrüstung vor, ein<br />

Beleg für die bedeutende Marktstellung<br />

von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> bei ECMres<strong>ist</strong>entenBord-Boden-Kommunikationssystemen<br />

(ECM: Electronic Counter<br />

Measures).<br />

Ekkehardt Claußen<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 33


Druckschriften<br />

Digital Radiocommunication Testers CMD<br />

Multiband, multimode tests for all GSM mobiles and DECT devices<br />

T h e solution for<br />

• Production<br />

• Quality assurance<br />

•Service<br />

• Development<br />

Digital Radiocommunication Testers CMD Die<br />

für Messungen nach GSM und DECT geeigneten<br />

Modelle einschließlich des jüngsten Modells<br />

CMD 65 und alle Optionen sind in dem neuen<br />

Datenblatt zusammengefaßt und die Daten<br />

umfassend überarbeitet worden.<br />

Datenblatt PD 757.2596.22 Kennziffer 164/12<br />

BMS Coverage Measurement System TS 6200<br />

Die ausführliche Beschreibung von System und<br />

Einzelgeräten ließ aus <strong>der</strong> Erstausgabe ein<br />

8-Seiten-Datenblatt werden, dem zu DAB-T- und<br />

DVB-T-Messungen noch ein Einlageblatt hinzugefügt<br />

wurde.<br />

Datenblatt PD 757.3828.12 Kennziffer 164/13<br />

BMS Coverage Measurement System TS6200<br />

Coverage measurement for Broadcasting Networks<br />

Detection and localization of<br />

coverage gaps<br />

Determination of network quality<br />

Applicable to any kind of continuous<br />

wave (CW) measurements<br />

Time-triggered or d<strong>ist</strong>ance-trigered<br />

measurements<br />

Both high-speed and high-accuracy<br />

measurements in one shot<br />

Spectrum Measurements<br />

Combined use of various navigation<br />

schemes (GPS, wheel<br />

trigger)<br />

Single-frequency measurements<br />

at a rate of up to 1 ms<br />

(time-triggered)<br />

Field-strength measurements<br />

with an accuracy of up to<br />

0.5 dB<br />

D<strong>ist</strong>ance-triggered measurements<br />

to avoid redundant data<br />

during drive stops<br />

Measurement software with online<br />

graphics and alphanumeric<br />

data<br />

Route display with cartographic<br />

map un<strong>der</strong>lay<br />

ROSEVAL evaluation software<br />

(optional)<br />

GPS navigation module<br />

34 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

DVG & Stream Combiner � for ATSC und<br />

DVMD & Stream Explorer � for ATSC Die Software<br />

für Meßgenerator DVG und Meßdeco<strong>der</strong><br />

DVMD <strong>ist</strong> auch zur Analyse und Darstellung von<br />

TV-Signalen nach DVB- und ATSC-Standard ausgelegt.<br />

Datenblatt<br />

DVG: PD 757.4730.21 Kennziffer 164/14<br />

DVMD: PD 757.4747.21 Kennziffer 164/15<br />

TV-Meßempfängerfamilie EFA (5 MHz bis<br />

1000 MHz) <strong>ist</strong> um Meßempfänger und Meßdemodulator<br />

für Standard M/N, DVB-C-Meßdemodulator<br />

sowie Optionen zur Videobandbreitenumschaltung,<br />

Restträgermessung, Pilotspitzenhubmessung<br />

und 6-MHz-SAW-FIlter<br />

(DVB-C) erweitert worden.<br />

Datenblatt PD 757.2421.12 Kennziffer 164/16<br />

Spannungsmeßköpfe URV5-Z (9 kHz bis<br />

3 GHz; 200 µV bis 1000 V; 1 nW bis 200 W)<br />

Die Modelle URV 5-Z2 und URV 5-Z4 mit erweitertem<br />

Frequenzbereich (einschließlich <strong>der</strong> Varianten<br />

mit 5 m Kabel) wurden aufgenommen<br />

und die Übersicht <strong>der</strong> Le<strong>ist</strong>ungsmeßköpfe um<br />

die Modelle NRV-Z15/-Z32/-Z33/-Z55 ergänzt.<br />

Datenblatt PD 756.9816.12 Kennziffer 164/17<br />

Spectrum Monitoring Software ARGUS (10 kHz<br />

bis 40 GHz) bietet alle Möglichkeiten zur Überwachung,<br />

Messung, Reg<strong>ist</strong>rierung und stat<strong>ist</strong>ischen<br />

Auswertung von Signalen in Einzelstationen<br />

ebenso wie in nationweiten Netzwerken<br />

verbunden mit einem umfassenden Frequenzmanagementangebot.<br />

Info PD 757.4818.21 Kennziffer 164/18<br />

ARGUS<br />

Spectrum Monitoring Software<br />

“Your ARGUS eye on the spectrum”<br />

“ARGUS has the whole spectrum covered”<br />

MPEG2 Measurement Deco<strong>der</strong><br />

DVMD and PC software Stream<br />

Explorer can now monitor and<br />

analyze TV signals to DVB and<br />

ATSC standards.<br />

One product only to cover both<br />

DVB and ATSC<br />

DVMD & Stream Explorer for ATSC<br />

MPEG2 transport stream monitoring and analysis<br />

MPEG2 Measurement Deco<strong>der</strong><br />

DVMD:<br />

TS packet lengths 188, 204<br />

and 208 bytes<br />

Monitoring of PSIP tables to<br />

ATSC standard<br />

Decoding of SDTV video<br />

elementary streams<br />

150-kHz-Hochpaß EZ-25 (bis 30 MHz) ermöglicht<br />

Störaussendungsmessungen (nach<br />

EN 50065 Teil I) bei hohen Längstwellen-<br />

Netzstörungen mit jedem Meßempfänger nach<br />

CISPR; Impulsbelastbarkeit 50 mWs.<br />

Datenblatt PD 757.4976.11 Kennziffer 164/19<br />

Systemlieferant für mechanische und elektrische<br />

Komponenten <strong>ist</strong> R & S Werk Teisnach und bietet<br />

mechanische Präzision für den Weltmarkt in <strong>der</strong><br />

Qualität nach ISO und entsprechend den<br />

NATO-Anfor<strong>der</strong>ungen an.<br />

Info PD 757.4624.11 Kennziffer 164/20<br />

TV-Meßsen<strong>der</strong> SFQ (300 kHz bis 3,3 GHz)<br />

Neu im Datenblatt sind die SFQ-Modelle 20<br />

für DVB-T (Bandbreiten 7/8/9 MHz) und 30<br />

für ATSC (8VSB/16VSB) sowie die Optionen<br />

für Fadingsimulation (bis 6 o<strong>der</strong> 12 Pfade) und<br />

ATSC-Co<strong>der</strong>.<br />

Datenblatt PD 757.3334.14 Kennziffer 164/21<br />

Neue Applikationsschriften<br />

Stream Explorer DVMD-B1:<br />

Clear-structure display of all<br />

transport stream elements with<br />

table types to DVB and ATSC<br />

Interpretation of PSIP tables<br />

to ATSC standard<br />

Realtime measurements with<br />

graphic display<br />

Bit Error Rate Measurements with AMIQ and<br />

WinIQSIM<br />

Appl. 1GP36_0E Kennziffer 164/22<br />

Akustische Messungen an GSM-Mobiltelefonen<br />

mit dem Audio Analysator UPL und dem Digital<br />

Radiocommunication Tester CMD<br />

Appl. 1GA39_0D Kennziffer 164/23<br />

GPIB-Bus Device Fin<strong>der</strong><br />

Appl. 1MA17_2E Kennziffer 164/24<br />

Frequency Response Measurements<br />

Appl. 1MA09_2E Kennziffer 164/25<br />

Schz


Foto 43 122/1<br />

Foto 43 264/3<br />

Sensible Prüfungen mit Testplattform<br />

TSU<br />

Die Fachzeitschrift „Elektronik Praxis“ berichtete<br />

in ihrer Ausgabe 6/99 über den Einsatz<br />

<strong>der</strong> <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>-Testplattform TSU in <strong>der</strong><br />

Produktionsprüfung von ABS-Baugruppen.<br />

Für diesen beson<strong>der</strong>s sensiblen Bereich <strong>der</strong><br />

Steuerelektronik im Kfz beherbergt TSU das<br />

Automotive Production Test System APTS und<br />

das Analoge Meßsubsystem AMV. Der Artikel<br />

beschreibt die Funktionsweise <strong>der</strong> ABS-<br />

Baugruppenprüfung und stellt die Vorzüge<br />

von APTS und AMV vor.<br />

Leckerbissen für Funkprofis<br />

Als „Leckerbissen“ bezeichnet die Zeitschrift<br />

„Radio Scanner“ in ihrer Ausgabe 2/99 den<br />

Miniport Receiver EB200.<br />

„Für Funk-Profis, die an den Empfang höchste<br />

Ansprüche stellen und denen selbst die<br />

Le<strong>ist</strong>ung guter Radio-Scanner nicht ausreicht,<br />

hat die Firma <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> aus München<br />

einen neuen Leckerbissen parat. Es <strong>ist</strong><br />

<strong>der</strong> Miniport Receiver EB200, ein Profi-<br />

Monitoring-Empfänger. ...“<br />

Klein, aber oho<br />

Unter diesem Titel beschreibt das deutsche<br />

„Elektronik Journal“ in seiner Ausgabe 5/99<br />

den neuen Mikrowellen-Signalgenerator SMR<br />

von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>.<br />

„Klein, leicht und zuverlässig, dazu einfach<br />

bedienbar und preisgünstig in Anschaffung<br />

und Unterhalt, das sind die Hauptfor<strong>der</strong>ungen<br />

<strong>der</strong> me<strong>ist</strong>en Anwen<strong>der</strong> an mo<strong>der</strong>ne<br />

Mikrowellengeneratoren. ... Mit Kenntnis<br />

dieser Kundenwünsche ging man in den Entwicklungslabors<br />

bei <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> zu<br />

Werke und kann nun als Resultat die neue<br />

SMR-Familie präsentieren. ...“<br />

Mit „Bildqualitätsmeßtechnik für das digitale<br />

Fernsehen“ beschäftigte sich die Ausgabe 112<br />

<strong>der</strong> Zeitschrift „TV Amateur“.<br />

<strong>Wie</strong> schon <strong>der</strong> Titel zeigte, drehte sich hierbei<br />

alles um die Lösungen von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong>: Die zwei Titelmotive sind Testbil<strong>der</strong>,<br />

anhand <strong>der</strong>er mittels des Bildqualitätsanalysators<br />

DVQ die subjektive und die<br />

objektive Bildqualität gemessen wurde. Im<br />

Heft wird dann sowohl das Meßverfahren<br />

als auch die <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>-Technik dazu<br />

ausführlich beschrieben.<br />

Presse-Echo<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> sendet ausfallsicher<br />

vom Pic du Midi<br />

Die weltweit erscheinende Rundfunk-Fachzeitschrift<br />

„Radio World“ widmete sich in Ausgabe<br />

3/99 <strong>der</strong> neuen <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>-Sen<strong>der</strong>installation<br />

auf dem Pic du Midi d´Ossau,<br />

180 km entfernt von Toulouse, Frankreich, für<br />

die TDF (Télédiffusion de France).<br />

Dabei wird vorrangig über die speziellen<br />

Herausfor<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> Vor-Ort-Installation<br />

<strong>der</strong> drei 2,5-kW-FM-Sen<strong>der</strong> und über <strong>der</strong>en<br />

Funktionalität berichtet. „... Das neue Equipment<br />

<strong>ist</strong> komplett solid state, wodurch die<br />

Ausfallsicherheit selbst im Falle eines Modul-<br />

o<strong>der</strong> Stromausfalles gewährle<strong>ist</strong>et bleibt.<br />

...“<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 35<br />

Foto 43 077/3


Kurznachrichten<br />

Fernsehsen<strong>der</strong> für erstes<br />

DVB-T-Netz in Norwegen<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> hat von <strong>der</strong><br />

norwegischen Betreibergesellschaft<br />

Norkring den Auftrag<br />

zur Lieferung von fünf<br />

DVB-T-Hochle<strong>ist</strong>ungssen<strong>der</strong>n<br />

erhalten. Mit den vier 5-kW-Sen<strong>der</strong>n<br />

NV6500 und einem 2,5kW-Sen<strong>der</strong><br />

NV2500 soll das<br />

erste DVB-T-Netz in Norwegen<br />

errichtet werden. Die Entscheidung<br />

für die neuen flüssigkeitsgekühlten<br />

Sen<strong>der</strong> von <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> fiel laut Norkring aufgrund<br />

<strong>der</strong>en kompakten Aufbaus<br />

und mo<strong>der</strong>ner Verstärkertechnologie<br />

sowie des Knowhow<br />

von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> im<br />

Bereich DVB-T. Der Aufbau des<br />

DVB-T-Netzes in Norwegen –<br />

<strong>der</strong> mit den Standorten Oslo,<br />

Bergen und Gulen beginnt – <strong>ist</strong><br />

<strong>der</strong> erste Schritt des Landes in<br />

das digital-terrestrische TV-Zeitalter.<br />

Das Projekt <strong>ist</strong> auch <strong>der</strong><br />

erste Auftrag für die neue<br />

flüssigkeitsgekühlte TV-Sen<strong>der</strong>familie<br />

von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>, die<br />

dank dem Einsatz mo<strong>der</strong>nster<br />

Technologien <strong>der</strong>zeit die weltweit<br />

beste Kompaktheit und die<br />

geringste Standfläche bietet.<br />

Durch neueste LDMOS-Transi-<br />

stortechnologie wird zudem die<br />

Le<strong>ist</strong>ungsfähigkeit erheblich erhöht.<br />

Dies waren auch die<br />

Hauptkriterien für die Entscheidung<br />

von Norkring, <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong>-Sendetechnologie einzusetzen.<br />

Weitere Gründe<br />

waren die langjährigen Erfahrungen<br />

<strong>der</strong> Firma mit <strong>der</strong><br />

Modulation und Aufbereitung<br />

von DVB-T-Signalen und die<br />

Möglichkeit <strong>der</strong> Fernüberwachung<br />

(Remote Control Systems)<br />

<strong>der</strong> TV-Sen<strong>der</strong>.<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> übernimmt<br />

die Abteilung<br />

IT-Sicherheit von Bosch<br />

Telecom<br />

Die SIT Gesellschaft für Systeme<br />

<strong>der</strong> Informationstechnik mbH,<br />

ein Tochterunternehmen von<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>, hat zum<br />

1. Juli 1999 die Produktabteilung<br />

Informationssicherheit von<br />

<strong>der</strong> Bosch Telecom GmbH, Stuttgart,<br />

übernommen. <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> <strong>ist</strong> schon seit längerem<br />

erfolgreich im Bereich IT-Sicherheit,<br />

Datenschutz und Verschlüsselung<br />

tätig. Dieses Know-how<br />

fließt nicht nur in neue Produkte<br />

für IT-Sicherheit son<strong>der</strong>n auch in<br />

die Funkkommunikationssysteme<br />

von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>. Mit dem<br />

Erwerb sollen verstärkt Lösungen<br />

für die sichere und zuverlässige<br />

Nutzung <strong>der</strong> Informations-<br />

und Kommunikationstechnik<br />

entwickelt werden.<br />

36 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

Funkkommunikationstechnik<br />

für den<br />

Eurofighter Typhoon<br />

Für die Serienfertigung des mo<strong>der</strong>nsten<br />

europäischen Kampfflugzeugs<br />

Eurofighter Typhoon<br />

wurde <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> als Lieferant<br />

für die Funkkommunikation<br />

ausgewählt: Im ersten<br />

Fertigungslos werden 147 Flugzeuge<br />

produziert, für <strong>der</strong>en 317<br />

Funkgeräte das Unternehmen<br />

den Auftrag erhalten hat. Die<br />

VHF-UHF-Geräte ermöglichen<br />

das unverschlüsselte und verschlüsselte<br />

Senden und Empfangen<br />

von Sprache. Insgesamt<br />

werden in den nächsten zehn<br />

Jahren 620 Eurofighter Typhoon<br />

für Deutschland, Großbritannien,<br />

Italien und Spanien gebaut<br />

und mit den VHF-UHF-Sen<strong>der</strong>-<br />

Empfängern von <strong>Rohde</strong>& <strong>Schwarz</strong><br />

ausgestattet. Zusätzlich gibt es<br />

bereits erste Export-Interessenten.<br />

Die VHF-UHF-Sen<strong>der</strong>-Empfänger<br />

wurden speziell für den Eurofighter<br />

Typhoon entwickelt: Die<br />

Realisierung wird entsprechend<br />

Regierungsabsprachen von vier<br />

Unternehmen aus den an dem<br />

Projekt beteiligten Län<strong>der</strong>n<br />

durchgeführt. Dieses Konsor-<br />

tium wird von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

geleitet. Mit <strong>der</strong> Beteiligung an<br />

diesem Projekt festigt das Unternehmen<br />

– das auch den neuen<br />

Hubschrauber TIGER mit Funkkommunikation<br />

ausstattet –<br />

seine Position als führen<strong>der</strong> Lieferant<br />

für professionelle Funkkommunikationstechnik.<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> übernimmt<br />

REMA Leo Haag<br />

und gründet eigene<br />

Nie<strong>der</strong>lassung in Spanien<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> hat zum<br />

1. Juli 1999 seine langjährige<br />

spanische Vertretung REMA Leo<br />

Haag übernommen und wird sie<br />

in eine eigene Nie<strong>der</strong>lassung<br />

umwandeln, die unter <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> España firmiert. Das<br />

Unternehmen REMA Leo Haag<br />

– das bereits seit Ende <strong>der</strong> 30er<br />

Jahre <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>-Produkte<br />

in Spanien vertreibt –<br />

zählt zu den führenden Elektronikanbietern<br />

in Spanien. Mit <strong>der</strong><br />

Übernahme wird <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong> seine Marktposition in<br />

Europa weiter ausbauen und<br />

auf dem wichtigen Wachstumsmarkt<br />

Spanien direkt präsent<br />

sein.<br />

Stefan Böttinger


<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> verleiht<br />

Fakultätspreis 1999<br />

Der Tag <strong>der</strong> Fakultät für Elektrotechnik<br />

und Informationstechnik<br />

<strong>der</strong> Technischen Universität<br />

München war auch dieses Jahr<br />

wie<strong>der</strong> <strong>der</strong> würdige Rahmen für<br />

die Preisverleihung des <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong>-Fakultätspreises. Geschäftsführer<br />

Hans Wagner<br />

überreichte den Preis an Dr.-Ing.<br />

Chr<strong>ist</strong>ian Legl (BILD).<br />

Legl hatte sich in seiner Dissertation<br />

mit <strong>der</strong> Logiksynthese für<br />

Erste tragbare Quarzuhr <strong>der</strong> Welt<br />

wie<strong>der</strong> im Museum von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

Im Jahr 1972, als die Olympischen<br />

Spiele in München (Sommer) und<br />

Sapporo (Winter) ausgetragen wurden,<br />

entschlossen sich die beiden<br />

Städte, eine Partnerschaft einzugehen.<br />

Unter diesem Aspekt fand in Sapporo<br />

eine Ausstellung statt, auf <strong>der</strong> repräsentative<br />

Produkte <strong>der</strong> Stadt München<br />

vorgestellt wurden. Der Bürgerme<strong>ist</strong>er<br />

von München hatte bedeutende Firmen<br />

seiner Stadt zur Teilnahme eingeladen,<br />

und <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> bot – als h<strong>ist</strong>orischen<br />

Meilenstein in <strong>der</strong> Meßtechnik<br />

– die 1936 entwickelte Quarzuhr für<br />

die Ausstellung an.<br />

Das Meßgerät war die erste tragbare<br />

Quarzuhr und <strong>der</strong> erste Referenz-<br />

Signalgenerator <strong>der</strong> Welt. Die Quarzuhr<br />

hatte einen maximalen Fehler von<br />

0,004 Sekunden pro Tag, <strong>der</strong> Referenz-Signalgenerator<br />

1x 10 –7 pro Tag<br />

im Bereich 1 kHz bis 100 kHz. Aufgrund<br />

dieser extrem hohen Genauig-<br />

wertetabellenbasierte anwen<strong>der</strong>programmierbare<br />

Bausteine<br />

(Field Programmable Gate<br />

Arrays, FPGAs) beschäftigt und<br />

für <strong>der</strong>en Logiksynthese ein<br />

höchst effizientes Verfahren entwickelt,<br />

das in <strong>der</strong> Fachwelt<br />

große Beachtung findet. Hans<br />

Wagner würdigte in seiner Ansprache<br />

die Bedeutung des Beitrages<br />

von Dr. Legl gerade für<br />

Unternehmen wie <strong>Rohde</strong> &<br />

<strong>Schwarz</strong>, die FPGAs als wirtschaftlich<br />

günstige Lösungen im<br />

mittleren Stückzahlenbereich<br />

gerne einsetzen.<br />

Die erste tragbare<br />

Quarzuhr <strong>der</strong> Welt<br />

kehrt von Sapporo<br />

nach München<br />

zurück. Dr. Matthias<br />

Ludwig,<br />

<strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong>,<br />

spricht dem<br />

Generaldirektor für<br />

Wirtschaftsangelegenheiten<br />

<strong>der</strong> Stadt<br />

Sapporo, Noboru<br />

Takahashi (Mitte),<br />

seinen Dank aus.<br />

keit fand die Uhr als Normalzeitmesser<br />

weltweit breite Verwendung.<br />

Für <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> – und speziell für<br />

Dr. <strong>Schwarz</strong>, einem <strong>der</strong> beiden Grün<strong>der</strong><br />

des Unternehmens – hatte das<br />

Meßgerät eine ganz beson<strong>der</strong>e Bedeutung,<br />

war es doch das mit Abstand<br />

populärste Produkt in den Anfangsjahren<br />

des Unternehmens.<br />

Kurznachrichten<br />

Kurz gemeldet<br />

Die Uhr, die sich seitdem zusammen<br />

mit an<strong>der</strong>en Produkten <strong>der</strong> Stadt München<br />

als Exponat im Access Sapporo<br />

– dem neuen Veranstaltungshaus –<br />

befand, wurde nun zurückgegeben.<br />

Sie wird künftig wie<strong>der</strong> das Meßgerätemuseum<br />

von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong><br />

schmücken.<br />

Akihiko Yoshimura<br />

ADVANTEST<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 37


Schlußbeitrag<br />

<strong>Wie</strong> <strong>zufällig</strong><br />

<strong>ist</strong> <strong>der</strong> <strong>Zufall</strong>?<br />

Über Fragen „Was <strong>ist</strong> <strong>zufällig</strong>, was <strong>ist</strong><br />

gesetzmäßig?” wird je<strong>der</strong> schon mehr<br />

o<strong>der</strong> weniger tiefgründige Diskussionen<br />

geführt haben. Der berühmte Ziegelstein,<br />

<strong>der</strong> gerade dann vom Dach<br />

fällt, wenn unten jemand vorbeiläuft,<br />

<strong>ist</strong> ein typischer Startpunkt für solche<br />

Betrachtungen. Mit „<strong>Zufall</strong>“ sind intuitiv<br />

kaum o<strong>der</strong> gar nicht vorhersagbare<br />

Ereignisse gemeint, wie etwa das Verhalten<br />

<strong>der</strong> Lottokugeln in einem Ziehungsgerät.<br />

In Wissenschaft und Technik hat das<br />

Untersuchen und Ausnutzen des <strong>Zufall</strong>s<br />

seit langem einen festen Platz.<br />

Die Wahrscheinlichkeitstheorie und die<br />

mathematische Stat<strong>ist</strong>ik befassen sich<br />

mit <strong>der</strong> „Messung” des <strong>Zufall</strong>s. Die<br />

nachfolgenden Anwendungsmöglichkeiten<br />

zeigen den Nutzen, den <strong>der</strong><br />

gezielte Einsatz <strong>zufällig</strong>er Ereignisse<br />

bringen kann.<br />

38 Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV)<br />

Wozu werden <strong>Zufall</strong>szahlen<br />

gebraucht?<br />

Die Anwendung des <strong>Zufall</strong>s geht weit<br />

über das Glücksspiel hinaus. In <strong>der</strong><br />

Mathematik verwendet man bewußt<br />

<strong>zufällig</strong>e Ereignisse, u.a. für Optimierungsverfahren<br />

und zur Berechnung<br />

von komplizierten Integralen. Mit<br />

Monte-Carlo-Methoden – hier deutet<br />

schon <strong>der</strong> Name auf den <strong>Zufall</strong> als<br />

wichtigem Bestandteil – <strong>ist</strong> es z.B.<br />

möglich, Flächeninhalte komplizierter<br />

Gebilde ziemlich genau zu ermitteln:<br />

Man legt ein Rechteck um die betreffende<br />

Fläche und „wirft“ eine größere<br />

Anzahl von <strong>zufällig</strong>en Punkten in das<br />

Rechteck. Dabei zählt man diejenigen<br />

Punkte, die innerhalb <strong>der</strong> zu berechnenden<br />

Fläche liegen. Aus dem Produkt<br />

des Anteils <strong>der</strong> gezählten Punkte<br />

und dem Flächeninhalt des Rechtecks<br />

erhält man schließlich einen Nähe-<br />

rungswert für den gesuchten Flächeninhalt.<br />

Die Genauigkeit des Ergebnisses<br />

hängt dabei von <strong>der</strong> Anzahl und<br />

<strong>der</strong> „Zufälligkeit“ <strong>der</strong> Punkte ab.<br />

Für die Simulation komplexer Systeme<br />

am Rechner werden häufig als Eingabewerte<br />

<strong>zufällig</strong> erzeugte Parameter<br />

verwendet. Das hat den Vorteil, daß<br />

die Simulation „unvoreingenommen”<br />

gestaltet und die Systemanalyse nicht<br />

durch „Vorzugsparameter” verfälscht<br />

wird. Ähnliches gilt für die Arbeit mit<br />

<strong>zufällig</strong> erzeugten Störungen o<strong>der</strong> für<br />

die Zufälligkeit <strong>der</strong> Stichprobenauswahl<br />

bei Qualitätstests von Produkten.<br />

Ein zur Zeit stürmisch wachsendes Anwendungsgebiet<br />

<strong>ist</strong> die IT-Sicherheit, auf<br />

dem die SIT Gesellschaft für Systeme <strong>der</strong><br />

Informationstechnik mbH – eine Tochterfirma<br />

von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> – professionelle<br />

Lösungen bietet. Das Verwenden


von nicht vorhersagbaren Bit-Folgen führt<br />

hier zu Verfahren, die aus <strong>der</strong> Praxis<br />

nicht mehr wegzudenken sind:<br />

� In Verschlüsselungsverfahren<br />

werden geheime Schlüssel sowie<br />

weitere Parameter mit einem<br />

<strong>Zufall</strong>sgenerator erzeugt, um sie<br />

für nicht autorisierte Personen<br />

unvorhersagbar zu machen.<br />

Beispielsweise enthalten Produkte<br />

<strong>der</strong> SIT entsprechende Lösungen<br />

für das Erzeugen <strong>zufällig</strong>er Bit-<br />

Folgen für Verschlüsselungsparameter<br />

(Schlüssel und Initialisierungswerte)<br />

in Hardware o<strong>der</strong><br />

Software.<br />

� Für die digitale Signatur gilt<br />

ähnliches: Kennt ein potentieller<br />

Angreifer Gesetzmäßigkeiten <strong>der</strong><br />

Schlüsselerzeugung, so hat er<br />

bessere Voraussetzungen zur<br />

Schlüsselbestimmung und damit<br />

zum Fälschen von Unterschriften.<br />

� Bei sogenannten Challenge-<br />

Response-Protokollen zur Authentisierung<br />

<strong>ist</strong> es ganz offensichtlich:<br />

Kommen bestimmte Challenges<br />

sehr häufig vor, so kann sich ein<br />

potentieller Angreifer darauf<br />

einstellen und die Übermittlung<br />

<strong>der</strong> richtigen Response vorbereiten.<br />

� Bit-Folgen, die in Stromchiffren<br />

o<strong>der</strong> für Frequenzsprungverfahren<br />

Verwendung finden, werden im<br />

allgemeinen nicht direkt <strong>zufällig</strong><br />

erzeugt, son<strong>der</strong>n indirekt aus<br />

einem <strong>zufällig</strong> erzeugten geheimen<br />

Schlüssel abgeleitet. Sie<br />

müssen aber stat<strong>ist</strong>ische Eigenschaften<br />

wie <strong>zufällig</strong> erzeugte Bit-<br />

Folgen aufweisen. Insbeson<strong>der</strong>e<br />

dürfen die Folgen-Bits ohne<br />

Kenntnis des geheimen Schlüssels<br />

nicht vorhersagbar sein.<br />

<strong>Wie</strong> werden <strong>Zufall</strong>szahlen<br />

erzeugt?<br />

Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten<br />

zur <strong>Zufall</strong>serzeugung für die genannten<br />

Anwendungen, wenn man einmal<br />

von Würfeln und Münzenwurf absieht.<br />

Viele Programmiersprachen bieten<br />

eine Funktion zum Erzeugen von <strong>Zufall</strong>szahlen.<br />

Dazu werden im allgemeinen<br />

aus <strong>der</strong> Systemzeit des Rechners<br />

und aus eingegebenen Parametern<br />

Zahlen bestimmt, die in ihren stat<strong>ist</strong>ischen<br />

Eigenschaften denen <strong>zufällig</strong>er<br />

Zahlen schon recht nahe kommen. Für<br />

Simulationsprogramme und Monte-<br />

Carlo-Berechnungen sind solche Werte<br />

me<strong>ist</strong> schon ausreichend. Die For<strong>der</strong>ung<br />

nach Nicht-Vorhersagbarkeit und<br />

weitere kryptologische Belange sind<br />

hier aber nur begrenzt erfüllt. Das erklärt<br />

sich unter an<strong>der</strong>em daraus, daß<br />

ein Jahr „nur” etwa 31,5 Millionen<br />

Sekunden hat und diese Anzahl von<br />

Werten auf einem mo<strong>der</strong>nen PC<br />

schnell durchprobiert <strong>ist</strong>.<br />

Eine interessante Methode <strong>ist</strong> die in<br />

<strong>der</strong> E-Mail-Verschlüsselungs-Software<br />

PGP (Pretty Good Privacy) enthaltene<br />

Schlußbeitrag<br />

Auffor<strong>der</strong>ung an den Nutzer, für das<br />

Erzeugen <strong>zufällig</strong>er Schlüssel auf <strong>der</strong><br />

Tastatur nacheinan<strong>der</strong> „<strong>zufällig</strong>e”<br />

Tasten zu drücken. Zusammen mit<br />

einer Nachbehandlung <strong>der</strong> eingegebenen<br />

Zeichenfolgen durch komplizierte<br />

Umformungen dürfte hier das Kriterium<br />

<strong>der</strong> Nicht-Vorhersagbarkeit weitgehend<br />

erfüllt sein.<br />

Sind jedoch größere Mengen an <strong>zufällig</strong>en<br />

Parametern erfor<strong>der</strong>lich und/<br />

o<strong>der</strong> die Schlüsselerzeugung soll möglichst<br />

unabhängig von Personen erfolgen,<br />

müssen an<strong>der</strong>e Lösungen in Betracht<br />

gezogen werden. Der effektiven<br />

und sicheren Erzeugung von <strong>Zufall</strong>szahlen<br />

kommt auch im Zusammenhang<br />

mit <strong>der</strong> Umsetzung des Signaturgesetzes<br />

eine hohe Bedeutung zu.<br />

Verschiedene physikalische Phänomene<br />

können die Grundlage für<br />

Generatoren liefern, die <strong>zufällig</strong>e Bit-<br />

Folgen erzeugen können. Ein Beispiel<br />

dafür <strong>ist</strong> das Nutzen <strong>der</strong> Rauscheigenschaften<br />

von Z-Dioden. Durch Signalaufbereitung<br />

dieses Rauschens sind Bit-<br />

Folgen erzeugbar, die nicht vorhersagbar<br />

sind und bezüglich ihrer stat<strong>ist</strong>ischen<br />

Eigenschaften „idealen” <strong>Zufall</strong>sfolgen<br />

entsprechen.<br />

Im nächsten Heft geht es um stat<strong>ist</strong>ische<br />

Kriterien, mit denen die Qualität<br />

<strong>der</strong> erzeugten <strong>Zufall</strong>s-Bit-Folgen bewertet<br />

werden kann.<br />

Dr. Ralph Wernsdorf<br />

Näheres unter Kennziffer 164/26<br />

LITERATUR<br />

– R. Zielinski: Erzeugung von <strong>Zufall</strong>szahlen.<br />

Fachbuchverlag Leipzig, 1978.<br />

– P. H. Müller (Hg.): Lexikon <strong>der</strong> Stochastik,<br />

Akademie-Verlag Berlin, 1991.<br />

– R. Wobst: Abenteuer Kryptologie. Addison-<br />

Wesley, 1998.<br />

Neues von <strong>Rohde</strong> & <strong>Schwarz</strong> Heft 164 (1999/IV) 39


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