Wie zufällig ist der Zufall? - Rohde & Schwarz
Wie zufällig ist der Zufall? - Rohde & Schwarz
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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