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Neues von Rohde & SchwarzDVB-TMeßempfänger mit hoher PräzisionFunküberwachung vonDAB- und DVB-T-SendesystemenVHF/UHF-FlugfunkgeräteSichere Sprach- und Datenübertragung1999/IV164

Heft 164 1999/IV 39. JahrgangMit DVB, dem Digital Video Broadcasting,hat der Angriff auf die letzte großeBastion der Analogtechnik im Bereich derUnterhaltungsindustrie begonnen.Rohde & Schwarz hat schon sehr früh aufdieses „Pferd“ gesetzt und kann einentsprechend reichhaltiges Programm anBetriebs- und Meßtechnik vorweisen. ZumBeispiel den neuen TV-Meßempfänger EFA-T,der erstmalig Echtzeitmessungen anDVB-T-Signalen ermöglicht (Seite 4). WeitereBeiträge zum Thema digitalesFernsehen finden Sie ab Seite 17.Foto 43 396FachbeiträgeChristoph Balz;Mathias LeutigerMichael FraebelPeter WollmannErwin Böhler;Daniel SeemannDVB-T-Meßempfänger EFA-TDie Meßreferenz – nun auch für das digitale terrestrische Fernsehen ........... 4Mobile Air Traffic Control Tower MX400In die Wüste geschickt – Flugsicherung im Niemandsland .......................... 8Optical Network Analyzer Q7750 und Optical Chirpform Test Set Q7606Einzigartige Meßgeräte für Wavelength-Division-Multiplex-Verfahren ......... 11Communication System Panel TS-CSPÜberblick statt „Kabelsalat“ – Testsysteme flexibel verschalten ................... 14ApplikationenJörg PfitznerHarald WeigoldChristoph BalzTheodor FokkenFunküberwachung von DAB- und DVB-T-SendesystemenMessen kann so einfach sein: Komplexe Aufgaben fest im Griff ................ 17MPEG2-Meßgeneratoren und -MeßdecoderLet´s go West: ab sofort startklar für ATSC .............................................. 20TV-Meßempfänger EFADas Präzisionsmeßgerät auch für die Analyse beliebiger QAM-Signale ..... 22Miniport Receiver EB200: Kleine Lauscher ohne Chance ......................... 24Berichtigung des Meßtips in Heft 163:„Umrechnung von C/N bzw. SNR auf E b /N 0 bei DVB“ .......................... 252 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

PanoramaReinhard GösterHolger JauchEkkehardt ClaußenEMV-Prüfzentren in jeder Größe – präzise, vollautomatisch, universell ....... 263G-Testszenario im Bereich Forschung und Entwicklung: Die dritteMobilfunkgeneration – universelle Testkonzepte ebnen ihr den Weg .......... 29VHF/UHF-Flugfunkgeräte Serie 6000Software Radios mit höchster Daten- und Sprachsicherheit ....................... 32RubrikenChristian HessAkihiko YoshimuraKurz gemeldet:Rohde & Schwarz-Web-Seiten neu gestaltet und umfangreicher denn je ........ 28Kurz gemeldet:Erste tragbare Quarzuhr der Welt wieder im Museum von Rohde & Schwarz .. 37Druckschriften ..................................................................................... 34Presse-Echo ......................................................................................... 35Kurznachrichten .................................................................................. 36Dr. Ralph WernsdorfSchlußbeitrag: Wie zufällig ist der Zufall? .............................................. 38Viele namhafte Firmen der Automobil-,Elektrogeräte- und Maschinenbauindustrievertrauen seit Jahren auf EMV-Meßtechnikaus dem Hause Rohde & Schwarz: Für denTest von kleinen Meßobjekten bis hin zumGroßraumjet. Kürzlich nahm die Audi AG ihrneues EMV-Prüfzentrum in Betrieb, das übereine komplette meßtechnische Ausstattungvon Rohde & Schwarz verfügt (Seite 26).Foto 43 350/5ImpressumHerausgeber: ROHDE& SCHWARZ GmbH & Co. KG · Mühldorfstraße 15 · D-81671 MünchenSupport-Center: Tel. 01805124242 · E-Mail: customersupport@rsd.rsd.de · Telefax (089)4129-3777 · Redaktion und Layout: Ludwig Drexl, Redaktion – Technik (München) · Fotos: Stefan HuberAuflage 90000 · Erscheinungsweise: sechsmal pro Jahr · ISSN 0548-3093 · Bezug kostenlos überIhre Rohde& Schwarz-Vertretung · Printed in Germany by peschke druck, München · Nachdruckmit Quellenangabe und gegen Beleg gern gestattet.Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 3

FachbeitragDVB-T-Meßempfänger EFA-TDie Meßreferenz: nun auch für dasdigitale terrestrische FernsehenNach der erfolgreichen Inbetriebnahme des ersten europäischen DVB-T-Netzesin Großbritannien (Digital Video Broadcasting terrestrial) mit derzeit über 500000Anwendern setzt sich das digitale terrestrische Übertragungsverfahren in Europaimmer schneller durch. Das neue DVB-T-Modell der Meßempfängerfamilie EFA[1] trägt dem Bedarf nach präziser Empfangsmeßtechnik Rechnung. Kompakt inden Abmessungen und ausgestattet mit zahlreichen automatischen Meßfunktioneneignet sich dieses Gerät bestens für den Einsatz in Forschung, Entwicklung,in der Produktion von Sendemodulatoren sowie zum operativen Überwachenvon Fernsehsignalen.Foto 43 310/6BILD 1 Der DVB-T-Meßempfänger EFA-Tergänzt die umfangreiche MeßgerätefamilieEFA für Messungen in digitalen terrestrischenFernsehsystemen.Universelle Meßempfänger fürdas digitale FernsehenDie Einführung des digitalen terrestrischenFernsehens ist geprägt von derKonkurrenz durch ebenfalls digitalmodulierte Fernsehsignale, die überSatelliten und Kabelnetzwerke übertragenwerden. Die digitalen Standardsreduzieren Probleme der bisherigenanalogen Übertragungsverfahren wiebegrenzte Programmvielfalt, verminderteSignalqualität in schwierigenEmpfangssituationen oder systembedingteSchwächen. Momentan habensich drei wesentliche digitale terrestrischeFernsehstandards etabliert. Der1996 durch die amerikanische Regulierungsbehörde(FCC) verabschiedeteATSC-Standard findet Anwendung inUSA, Kanada, Argentinien, Südkoreaund Taiwan. ISDB-T, die japanischeVariante des DVB-T-Standards, wirdbisher ausschließlich in Japan favorisiert.Der erste landesweite Einsatz istdort für 2003 geplant.Mit der bisher größten Verbreitung inüber 19 Ländern, darunter den 15 EU-Staaten sowie in Australien, Neuseeland,Indien und Singapur scheint sichder 1997 durch die ETSI spezifizierteDVB-T-Standard am schnellsten durchzusetzen(ETSI: European TelecommunicationsStandards Institute). NachGroßbritannien steht in Spanien,Schweden und Neuseeland die landesweiteAusstrahlung von digitalenFernsehsignalen in diesem Standardkurz vor der Einführung.Die Anforderungen an die Zuverlässigkeitund Qualität der digital übertragenenSignale sind angesichts derKonkurrenz von Kabel und Satellitund den hohen Erwartungen derFernsehzuschauer sehr hoch. DieMeßempfängerfamilie EFA deckt nunmit dem neuen Modell EFA-T alle indiesem Umfeld anfallenden Meßaufgabenab.4 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

Fachbeitrag· 3 EFA-T – Signalanalyse inEchtzeitEFA-T – der Monitoring-Empfänger456Die leistungsstarke digitale Signalverarbeitungdes EFA-T analysiert dasempfangene DVB-T-Signal schnell undumfassend. Die Auswertung geschiehthierbei zeitgleich und völlig unabhängigvon der Demodulation/Decodierung.Der MPEG-Transportstrom stehtpermanent zur Decodierung sowie zurBild- und Tonwiedergabe zur Verfügung.Diese Fähigkeit zur Analyse in Echtzeitmacht es möglich, die für die komplexenBerechnungs- und Darstellungsverfahrenerforderliche hohe Anzahlvon Meßwerten in bisher unerreichtkurzer Zeit zur Verfügung zu stellenund anschließend nach mathematischstatistischenMethoden weiterzuverarbeiten.Wegen seiner schnellen Meßwerterfassungeignet sich der MeßempfängerEFA-T nicht nur bestens fürdie Forschung und Entwicklung, sondernauch für den Einsatz in der Fertigungsüberwachung,wo kurze Meßzyklengefordert sind.EFA-T – mobil oder stationäreinsetzbarUm den unterschiedlichen Anforderungenbei der Verbreitung vonDVB-T-Signalen gerecht zu werden,kann der OFDM-Demodulator sowohlfür den mobilen als auch für den stationärenEmpfang per Tastendruckoptimiert werden. Die Einstellungenhaben insbesondere Auswirkungenauf die Geschwindigkeit und Arbeitsweiseder Kanalkorrektur (channelequalisation) sowie auf die internePegelregelung. So ist auch unter sehrschwierigen Bedingungen noch einEmpfang möglich.Darüber hinaus können die Bandbreitender wichtigsten internen Phasenregelkreisekonfiguriert werden, z.B. fürdie Analyse besonders stark „jitternder“oder verrauschter Signale (z.B.Phasenrauschen).Monitoring-Empfänger überwachendirekt an der Sendestation im Dauerbetriebdie wichtigsten Parameter desausgestrahlten Signals. Verläßt einMeßwert ein vorher festgelegtes Meßintervall,wird Alarm ausgelöst. DerMeßempfänger EFA-T ist maßgeschneidertfür diese Anwendung: SechsParameter, für die je eine individuelleAlarmschwelle einstellbar ist, könnenzur Überwachung ausgewählt werden(siehe Bild 9). Besonders hervorzuhebenist dabei die BER-Überwachung inden verschiedenen Empfangsstufen. Soläßt sich schon frühzeitig ein auftretendesProblem erkennen.Auftretende Fehler legt der EFA-T internmit Datum und Uhrzeit in Fehlerreportsmit bis zu 1000 Einträgen ab.Darüber hinaus löst er einen Warntonfür das Bedienpersonal aus.Legende zu Bild 3 bis Bild 10BILD 3 Das Meßmenü: Alle wichtigenEckdaten und die DVB-T-Konfiguration sindauf einen Blick überschaubar.BILD 4 Das Konstellationsdiagramm, hierin der gleichzeitigen Darstellung von 100OFDM-Symbolen.BILD 5 Gesamtanalyse des Übertragungskanalsin der Darstellung I/Q als Funktionder Frequenz. Deutlich ist hier eine Störungetwa bei Träger 1300 zu erkennen.BILD 6 Darstellung des Übertragungskanals(gleiches Signal wie bei Bild 5). Dergestörte Träger ist hier mit Nummer 1299identifiziert.BILD 7 Darstellung des MER-Verlaufs alsFunktion der Frequenz (gleiches Signal wiebei Bild 5). Deutlich ist auch hier eineStörung etwa bei Träger 1300 zuerkennen.BILD 8 Detaillierte Analyse des Konstellationsdiagrammsdes gestörten Trägers(Scattered Pilot). Es ist erkennbar, daß essich um eine schmalbandige Störunghandelt.BILD 9 Ideal für Monitoring-Aufgaben: Diegleichzeitige Überwachung der sechswichtigsten Parameter.BILD 10 Parameterberechnung am Beispielder 2K-FFT. Hier: Detail-Analyse deszentralen Trägers (Nummer 852 innerhalbdes übertragenen OFDM-Spektrums).6 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

FachbeitragEFA – Meßempfängerfamilie mitKombi-Lösung: analog + digitalDie Bedeutung des digitalen Fernsehenswird zwar immer stärker zunehmen,das bisherige analoge Fernsehenaber trotzdem für einen längeren Übergangszeitraumseine große Verbreitungbeibehalten. Dies hat seine Ursachenin der Beschränkung des zur Verfügungstehenden Frequenzbereichesund dem seit Einführung des Farbfernsehensgewachsenen riesigen Bestandan analogen Fernsehempfängern. Darausresultiert eine Koexistenz analogund digital modulierter TV-Signale ineinem Frequenzband.Dieser Tatsache trägt die MeßempfängerfamilieEFA Rechnung: Ein analogerEmpfänger kann optional mit derDVB-T-Option EFA-B10 ausgestattetwerden und wird so zu einem Kombi-Gerät für Messungen analoger wieauch digitaler terrestrischer TV-Signale.Auf diese Weise bewährt sich erneutdas modulare und zukunftssichere Konzeptder EFA-Empfängerfamilie.Weitere Optionen wie beispielsweiseder MPEG2-Meßdecoder EFA-B4erweitern den Meßempfänger zumkompakten und universellen All-In-One-Meßgerät für digitale und analoge TV-Signale.Christoph Balz; Mathias Leutiger78LITERATUR[1] Christoph Balz; Ernst Polz; Walter Fischer:TV-Meßempfängerfamilie EFA – Bestensgerüstet für´s digitale Fernsehen. Neues vonRohde & Schwarz (1996) Nr. 152, S. 17–19.9Kurzdaten DVB-T-Meßempfänger EFA-TFrequenzbereich45 MHz…1000 MHz5 MHz…1000 MHz mit OptionSelektion (EFA-B3)Eingangspegelbereich–47 dBm…+14 dBm–84 dBm…+14 dBm (low noise)mit Option Selektion (EFA-B3)Bandbreiten6/7/8 MHzFFT-Modus2 K und 8 KModulationQPSK, 16QAM, 64QAMGuard Intervall 1/4, 1/8, 1/16, 1/32Innere Coderate 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8BER-Auswertungenvor Viterbi, vor und nach Reed-SolomonMeßfunktionenPegel, BER, MER, Trägerunterdrückung,Quadratur-Fehler, Phasenjitter,AmplitudenimbalanceGrafikenKonstellationsdiagramm, MER (f), I/Q (f),weitere in Vorbereitung (z.B. SpektralanalyseAusgangssignaleMPEG-TS: ASI, SPIOptionenMPEG2-Meßdecoder (EFA-B4),HF-Vorselektion (EFA-B3)10Näheres Leserdienst Kennziffer 164/01Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 7

FachbeitragMobile Air Traffic Control Tower MX400In die Wüste geschickt –Flugsicherung im NiemandslandDer MATC – Mobile Air Traffic Control Tower – MX400 (BILD 1) von Rohde & Schwarzist für vielseitige Aufgaben in der Flugsicherung konzipiert. Er findet weltweit vorallem dort Anwendung, wo innerhalb kürzester Zeit ohne entsprechende Infrastrukturein gesicherter Flugbetrieb aufgenommen werden muß. Er wurde bereitsvielfach unter extremen Einsatzbedingungen erprobt und ist bei internationalenKunden im Einsatz, derzeit u.a. bei friedenssichernden Maßnahmen im Kosovo.Sofort einsatzbereit – auch imNiemandslandDie Konstruktion des MX400 erlaubtden reibungslosen Einsatz in nahezuallen Regionen der Welt. Er kann einenstationären Tower ersetzen z. B. wenndieser noch in Bau oder ausgefallenist, weil er technisch umgerüstet bzw.gewartet werden muß. Dabei spielt eskeine Rolle, ob es sich um zivile odermilitärische Anlagen handelt. Die effektivethermische Isolierung derKabine und leistungsstarke Split-Klimaanlagengewährleisten selbst unterextremen klimatischen Bedingungeneine optimale Arbeitsumgebung für dieBesatzung und den sicheren Betriebder Anlage. Weil normalerweise anden Einsatzorten des MATC keine odernur eine unzureichende Infrastrukturvorhanden ist, übernehmen einseparater Dieselgenerator und eineAnlage für die unterbrechungsfreieStromversorgung die sichere Versorgungmit Strom.Die Einsatzmöglichkeiten sind äußerstvielfältig:· Stand-by-System für die Haupt-Flugsicherungsanlage· Visueller Kontrollraum für Flugplätze/Trainingsanlage· Halbaktive Anlage für Flugplätzemit unterschiedlich starkemFlugaufkommen· Mobiles System für „Search andRescue“-Aufgaben· Operation Center für die LuftverteidigungBILD 1 Der MX400 ist schnell aufgebaut unddank leistungsfähiger Klimaanlage und autarkerStromversorgung praktisch überall einsetzbar.Foto Werk Köln8 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

FachbeitragHochselektive automatische Filter beugenKollokationsproblemen vor undsorgen für einen störungsfreien Funkbetrieb.Dank bis zu vier Multiband-Vertikalstrahlern ist es nicht erforderlich,zusätzliche Antennenmasten auffreiem Feld aufzubauen.SprachvermittlungssystemDas Sprachvermittlungssystem nimmtdie Funktion einer Fernsprechvermittlungwahr. Darüber hinaus bietet esdie Möglichkeit, über Auswahlfelderauf jedes Funkgerät zugreifen zukönnen.SprachaufzeichnungDer digitale Dokumentationsrecorderermöglicht das Speichern derGespräche vom Sprachvermittlungssystemauf Festplatte oder magnetooptischeDatenträger, auf die perApplikations-Software umfassend zugegriffenwerden kann.Meteorologische AusrüstungDie Sensoren sind an einem externenMast auf dem Dach der Kontrollturmkabinebefestigt. Die Anzeige undAuswertung von flugsicherheitsrelevantenDaten geschieht am Bedienerplatz.StromerzeugungsaggregatDie autarke Stromversorgung desSystems gewährleistet einen mehrtägigenBetrieb bei ausreichenderLeistungsreserve.SicherheitspaketEs beinhaltet Signalleuchten, optischeBeobachtungs- und Signalisier-Einrichtungen,Crash-Alarm, Feuerlöschanlage,etc.Die Ausstattung des Systems zeigt: Esist an alles gedacht. Schnell und zuverlässigkann der MATC überall denBetrieb aufnehmen. Mit dem MX400ist man selbst in der Wüste nicht verloren… .Michael FraebelNäheres unter Kennziffer 164/02BILD 5Die Kontrollturmkabine bietet drei vollwertigeArbeitsplätze für Fluglotsen.Foto 40 738/6BILD 6Über die bewährten VHF-UHF-Transceiver vonRohde & Schwarz wird die Kommunikationabgewickelt.Foto 41 96010 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

FachbeitragOptical Network Analyzer Q7750 undOptical Chirpform Test Set Q7606Einzigartige Meßgeräte fürWavelength-Division-Multiplex-VerfahrenFür das Verteilen der riesigen Datenmengen rund um den Globus werden heutevielfach Glasfaserkabel eingesetzt, unter denen die Seekabel eine bedeutendeRolle einnehmen [1]. Ein wirtschaftliches Verfahren zur Steigerung der Datenübertragungsratein Glasfasernetzen ist die Nutzung mehrerer optischer Wellenlängenmit dem Wavelength-Division-Multiplex-Verfahren. Für das Messenaktiver und passiver Komponenten in diesem Bereich hat ADVANTEST, ein langjährigerKooperationspartner von Rohde & Schwarz, zwei Meßgeräte auf denMarkt gebracht, die in ihrer Art völlig neu und auf dem Weltmarkt einzigartigsind.Foto: PhotodiskBisher:eine Faser, eine WellenlängeDen Entwicklern der ersten Glasfaserübertragungsstreckenwar bekannt,daß diese im Vergleich zu Kupferkabelnüber eine ungleich größere Bandbreitenreserveverfügen. Es bedurfte allerdingsvieler Jahre intensiver Forschungsarbeit,bis dieses Potentialauch in entsprechendem Umfang genutztwerden konnte.Bis vor etwa drei Jahren wurden Informationenin Glasfaserkabeln praktischausschließlich mittels einer einzigenWellenlänge an relativ breitbandigeEmpfänger übertragen. Im LaborBILD 1Wer mit Meßgerätenfür die HF-Netzwerkanalysevertraut ist, wirdsich auch mit ihmsofort zurechtfinden:dem OpticalNetwork AnalyzerQ7750. Lediglichdie Eingabetaste mitder Beschriftung„THz“ wird imerstem Momentvielleicht etwasungewohnterscheinen … .Foto 43 308Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 11

Fachbeitragerreichten die Ingenieure mit dieser Methodebereits vor mehr als zehn JahrenDatenübertragungsraten von 2,5 GBit/s,bald darauf waren es schon 10 GBit/sund mehr. Weil diese Transferratenheute aber längst nicht mehr ausreichen,um den internationalen Informationsaustauschz.B. über das Internet zu bewältigen,wurde nach neuen Wegen gesucht,um die tatsächliche Bandbreiteeiner Glasfaser auch entsprechendnutzen zu können.Aktuell:eine Faser, viele WellenlängenDa es technisch derzeit nur mit erheblichemAufwand möglich ist, die Übertragungsrateauf der Senderseite weiterzu steigern, bietet sich die Nutzungmehrerer optischer Wellenlängen imMultiplexverfahren als wirtschaftlicheAlternative an. So können zum Beispielmit acht der heute recht preisgünstigen2,5-GBit-Kanälen auf einer einzigenFaser mit dem WDM-Verfahren(Wavelength Division Multiplex)20 GBit/s übertragen werden. Durcheine dichtere Kanalanordnung von biszu 128 ´ 10 GBit/s wird derzeit inden Labors gerade der Sprung in dieTera-Bit-Übertragung bewältigt (DenseWavelength Division Multiplex,DWDM).Der Schritt in die Multiplex-Technikwurde im Hochfrequenzbereich schonvor Jahrzehnten vollzogen – in der optischenÜbertragungstechnik war dasaber lange Zeit nicht möglich, standendoch vor wenigen Jahren die entsprechendstabilen Sender noch nichtzur Verfügung. Anfangs behalfen sichdie Entwickler deshalb mit der Verwendungzweier weit auseinander liegenderWellenlängen, was sich aber fürdie Weitverkehrstechnik als nicht praktikabelerwies. Die modernen WDMundDWDM-Systeme arbeiten heutealle im Bereich um 1550 nm – bei einemKanalabstand von oftmals nur100 GHz (0,8 nm), bald sogar nurnoch mit 50 GHz (0,4 nm).Dies scheint – gemessen an den Maßstäbenin der Funktechnik – ein sehrgroßer Abstand zu sein, und er bereitetdort auch keine nennenswerten Probleme.Doch die Verhältnisse in derOptik liegen völlig anders. Hier sindextrem stabile Laser und hochselektiveWellenlängen-Demultiplexer erforderlichund die Anforderungen an dieMeßtechnik dabei sehr hoch.Diese Herausforderung nahm das UnternehmenADVANTEST an und erweitertedas Meßgeräteprogramm entsprechend.Der langjährige Partnervon Rohde & Schwarz stellt zwei neueGeräte vor, die in ihrer Art völlig neuund auf dem Weltmarkt einzigartigsind.Einzigartige Meßgeräte für aktiveund passive KomponentenDer Optical Network AnalyzerQ7750 (BILD 1) ist für das Charakterisierenpassiver Elemente ausgelegt,z.B. von optischen Wellenlängensplittern,die ein WDM-Signal wieder ineinzelne Kanäle zerlegen, bevor esvon den entsprechenden Empfängernausgewertet werden kann.BILD 2 Das Optical Chirp Test Set Q 7606kann die Wellenlängenstabilität im Pegelübergangmit einer bislang unerreichten zeitlichenund spektralen Auflösung messen.Foto 43 30712 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

ApplikationFoto 43 172/2Funküberwachung von DAB- und DVB-T-SendesystemenMessen kann so einfach sein:Komplexe Aufgaben fest im GriffZum Identifizieren von Sendern sowie für die Störungsbearbeitung und das Überwachender Genehmigungsbedingungen müssen die Meßdienste der lizenzgebendenBehörden in der Lage sein, die technischen Parameter von Sendesystemen„off air“ zu messen. Rohde & Schwarz offeriert dafür ein umfangreichesKomplettprogramm an Überwachungs- und Meßtechnik (BILD 1).BILD 1 Rohde & Schwarz bietet ein umfangreichesKomplettprogramm an stationärer und mobilerÜberwachungs- und Meßtechnik für diemodernsten digitalen Übertragungsverfahren.Ein Komplettprogramm fürumfangreiche MeßaufgabenModerne DAB- und DVB-T-Systeme bedienensich komplexer digitaler Übertragungsverfahren,für deren Messungund Identifizierung spezielle Meßgeräteund -verfahren erforderlich sind. Allewesentlichen technischen Parametersolcher Systeme können mit demSpektrum-Monitoring-System ARGUS-IT(ehemals SMSI) [1] zusammen mit demSpektrumanalysator FSE, dem SignalanalysatorFSIQ oder dem EMI-MeßempfängerESI sowie der Meß-SoftwareArgusMon durchgeführt werden(BILD 2). Einige typische Messungenwerden nachstehend beschrieben.Zur Beurteilung von Störungen aufdigitalen Übertragungsstrecken sindzusätzlich Versorgungsmessungen undBitfehlerratenmessungen erforderlich.Auch dafür bietet Rohde & Schwarzverschiedene Versorgungs-Meßsystemean [2].BILD 2 Dialogfenster des EMI-MeßempfängersESI bei DAB-/DVB-T-Messungen mit der Meß-Software ArgusMon.Typische Aufgaben derMeßdiensteEmpfangspegelDie Größe des Empfangspegels ist fürdie Beurteilung der Qualität und derAusbreitungsbedingungen erforderlich.Außerdem stellt diese Messung dieGrundlage für Versorgungsmessungendar. Anders als bei analogen Signalenkommt bei Aussendungen mit digitalenInhalten der Art des Detektors einebesondere Bedeutung zu. Der Pegeleines DAB-/DVB-T-Signals hat je nachModulation der Einzelträger unterschiedlicheSpitzen-, Mittel- und Effektivwerte.Während der Spitzenwert desHauptträgers (oder der Summe der Trägerbei COFDM) die Spitze der in derMeßzeit gesammelten zeitlichen Effektivwertedarstellt, entspricht der zeitlichgemittelte Effektivwert der Leistung, dieein gleichstarker unmodulierter Dauerträgerhätte. Beide Werte lassen sichdurch geeignete Beeinflussung (Codierung)der zu übertragenden Informationverändern: Wenn man z. B. beieiner 64QAM dafür sorgt, daß fastkeine Werte die Phase 0° oder 180°bei gleichzeitig maximaler Amplitudehaben, so wird sich ein Signal mit sehrhohem Abstand zwischen Spitzen- undEffektivwert ergeben, während beieiner einfachen Frequenzumtastungohne Änderung der Amplitude beideWerte gleich sind.Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 17

ApplikationFür eine ausreichende Empfangsqualitätist grundsätzlich die gesamteEnergie, die dem Empfänger zugeführtwird, also der Effektivwert (RMS),entscheidend. Ist das digitale Sendesystemdagegen der Störer, so ist derSpitzenwert ausschlaggebend, da dieserbesonders bei analogen Empfängernfür das Ausmaß der Störerscheinungmaßgebend ist. Meßdienste müssendeshalb Spitzen- sowie Effektivwertemessen können. Die Differenzaus beiden wird CREST-Faktor genanntund in dB angegeben. Dieser Faktorist ein charakteristisches Merkmal jederdigitalen Übertragungsart und liegt beiDAB/DVB-T im allgemeinen zwischen10 dB und 13 dB. Um andere Funkdienstedurch hohe Signalspitzen nichtzu stören sowie zum effektiven Ausnutzender zur Verfügung stehenden Senderleistungist es erforderlich, diesenWert u.a. durch geeignete Codierungdes Datenstroms möglichst gering zuhalten.Bei der erheblichen Bandbreite digitalerSendesysteme sind zur genauenPegelmessung meist breitere ZF-Filterals für analoge Funkdienste erforderlich.Unter der Voraussetzung, daß dieausgesendete Energie über den gesamtenNutzkanal gleichmäßig verteilt ist(wie bei DAB und DVB-T), läßt sich derGesamtpegel auch mit schmalerenMeßfiltern messen und auf die tatsächlicheBandbreite umrechnen. Der Analysatorwird für diese Messung von derSoftware ArgusMon auf eine Meßfilterbandbreitevon 1 MHz eingestellt.Die Umrechnung auf den Gesamtpegelgeschieht automatisch unter Verwendungder schmalbandig gemessenenbelegten Bandbreite.Belegte BandbreiteSie liefert ein wesentliches Indiz zumIdentifizieren der Funkdienste, da diesenbekannte Kanalraster zugeordnetsind. Darüber hinaus ist die Messungder belegten Bandbreite digitaler Funksystemevor allem deshalb wichtig,weil diese wegen der gewähltenModulationen oft zu erheblichenNebenaussendungen neigen, welchedie tatsächlich belegte Bandbreiteunzulässig erhöhen. Grundsätzlichgeschieht die Bandbreitenmessungnach gleichen Prinzipien wie bei analogenSignalen. Entscheidend ist in denmeisten Fällen die sog. 99-%-Bandbreite,d. h. 99 % der gesamten ausgesendetenEnergie fallen in dieseBandbreite. Das DAB-/DVB-T-Signalwird hierzu unter Verwendung eines1 kHz breiten Meßfilters gescannt. DieBerechnung der 99-%-Bandbreiteerfolgt dann durch grafische Integrationdes aufgenommenen HF-Spektrums.Zur Plausibilitätsprüfung durchden Benutzer werden zwei Marker aufdie Eckfrequenzen gesetzt.FrequenzDas Messen der Frequenz von DAB-/DVB-T-Signalen kann wegen der Eigenartder Modulation nicht wie bei analogenSignalen durchgeführt werden.Die Meß-Software ArgusMon berechnetdie Frequenz unter Zuhilfenahmeder beiden Markerfrequenzen aus derBandbreitenmessung und zeigt sie an.BILD 3DAB-Sendermaskennach dem„WiesbadenerAbkommen“.BILD 4DVB-Sendermaskenach dem „ChesterAbkommen” 1997.Relativer Pegel(bezogen auf4-kHz-Filter)Relativer Pegel(bezogen auf 4-kHz-Filter)Verlauf der RestseitenbandaussendungenDer Messung des Verlaufs von Restseitenbandaussendungenkommt beiDAB-/DVB-T-Sendern eine besondereBedeutung zu.Wegen der nahezu rechteckigen Formdes HF-Spektrums von DAB-/DVB-T-Sendern steht – im Gegensatz zu allenanderen Systemen – direkt an derKanalgrenze zu benachbarten Funkdienstenpraktisch die volle Sendeenergiean. Die vorgeschriebene Sendermaske,die den Spektralverlaufüber der Frequenz festlegt, hat an diesenStellen sehr steile Flanken, umsicherzustellen, daß benachbarte Funkdienstenicht durch zu viel Restseitenbandaussendungengestört werden.Das Einhalten dieser Masken ist beiDAB-/DVB-T-Sendern besondersschwierig, da es durch die Art desSignals mit seinen vielen benachbartenTrägern sehr schnell zu Intermodulationsproduktenkommt. Das notwendigeAbsenken der Restseitenbandaus-DAB-Sendermasken–30 dB–50 dB–70 dB–90 dB–130 dB–110 dB–4 MHz –3 MHz –2 MHz –1 MHz 0 MHz 1 MHz 2 MHz 3 MHz 4 MHzFrequenzversatzDAB-Sendermaske für 8-MHz-Systeme–30 dB–50 dB–70 dB–90 dB–110 dB–130 dB–12 MHz –7 MHz –2 MHz 3 MHz 8 MHzFrequenzversatzkritische Fälleunkritische Fälle18 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

Applikationsendungen ist hier meist nur mit erheblichemtechnischen Aufwand auf derSenderseite zu erreichen. Der Meßdienstsowie der Betreiber solcher Sendermüssen daher in der Lage sein,den Verlauf der Seitenbandaussendungenmessen zu können. Die zur Zeitgültigen Sendermasken für DAB undDVB-T (BILD 3/4) schreiben Pegelabsenkungenvon bis zu –126 dB vor (bezogenauf Gesamtpegel und 4 kHzMeßbandbreite).Aus BILD 3 wird deutlich, daß man denSpektralverlauf eines DAB-Senders miteiner Meßdynamik von mindestens110 dB aufzeichnen müßte, um dasEinhalten der kritischen Maske nachweisenzu können. Das ist mit heuteerhältlichen Meßempfängern oderAnalysatoren alleine nicht möglich. ImFall von DVB-T zeigen sich ebenso dieGrenzen der Meßtechnik: Auch derMeßempfänger ist bei einem Vielträgersignalfür Intermodulationen anfällig,weshalb der maximale Nutzpegelbei einer solchen Messung ca.50 dBµV nicht überschreiten darf (vorausgesetztes steht ein Meßfilter mit4 kHz Bandbreite zur Verfügung). BeiDVB-T wäre es bei diesem Nutzpegelerforderlich, in 12 MHz Abstand Aussendungenvon –27 dBµV noch einwandfreinachweisen zu können.Für die Messung der Restseitenbandaussendungenvon DAB- und DVB-T-Sendern wird daher eine Bandsperrevorgeschaltet, die den Nutzkanal möglichstgut sperrt, den Nachbarkanalaber durchläßt. Dadurch ist der Meßempfängervom starken Nutzsignalnicht übersteuert, während er im Bereichder Restseitenbandaussendungenseine volle Empfindlichkeit behält. DieBandsperre muß abstimmbar sein. DieDämpfung entlang des darzustellendenFrequenzbereiches muß zum gemessenenSignal addiert werden, um dasreale, ungefilterte Signal zu erhalten.Um die Filterkurve genau bestimmen zukönnen, wird der Mitlauf-Generator desEmpfängers benötigt. Das Zusammenschaltender Geräte zeigt BILD 5; einBeispiel, wie einfach solche Messungensein können, der Kasten rechts.So einfach können Messungen mitder Software ArgusMon sein …Restseitenbandaussendungen eines DVB-Senders oberhalb des Nutzkanals (BILD 6).Als erstes wird die Bandsperre manuell soabgestimmt, daß der Durchlaßbereich geradean der darzustellenden Eckfrequenz beginnt(abhängig von der Flanke, die gemessen werdensoll). Als Filter kann hier auch ein abstimmbarerHoch- oder Tiefpaß bzw. ein Bandpaßverwendet werden.In die Software ArgusMon müssen nur dieWerte für den darzustellenden Frequenzbereicheingegeben werden (682 MHz bis692 MHz). Die übrigen Angaben wie Mittenfrequenz(680 MHz) und Bandbreite(7,61 MHz) übernimmt das Programm automatischaus den Ergebnissen der Messung imNutzkanal.Nach Start der Messung geschieht alles weitereautomatisch: Zunächst werden der Dämpfungsverlaufdes Filters, danach der Pegelverlaufdes gefilterten Signals im gewünschtenBereich gemessen und beide Kurven entsprechendverrechnet. Dargestellt wird eine Grafikmit dem wahren – also ungefilterten –Signalverlauf. In diese Kurve wird dann diejeweils gültige Grenzwertlinie pegelnormierteingeblendet, so daß auf einen Blick zuerkennen ist, ob der Sender die geforderteMaske einhält oder nicht.Signal2Fazit90 dBµVFilter1 SchaltmatrixDVB-SignalverlaufHF-EingangEmpfängerMitlaufgeneratorBILD 5Blockschaltung fürdas Messen derDAB/DVB-Restseitenbandaussendungen.Die Kombination aus dem SpectrumMonitoring System ARGUS-IT mit denGeräten FSE, FSIQ oder ESI erlaubt aufsehr einfache Weise, alle oben aufgeführtenMessungen an DAB-/DVB-T-Signalen durchzuführen, die zur Störungsbearbeitungsowie zur Beurteilungdes HF-Signalverlaufes notwendigsind.So einfach kann Messen sein … .Jörg Pfitzner70 dBµV50 dBµV30 dBµV10 dBµV–10 dBµV–30 dBµVPegel/4 kHzGrenzwert682 MHz 684 MHz 686 MHz 688 MHz 690 MHz 692 MHzBILD 6Ergebnis einerRestseitenbandmessungmit hoherDynamik.LITERATUR[1] Wolf D. Seidl: Spektrum-Monitoring nachITU-Handbuch. Neues von Rohde & Schwarz(1997) Nr. 153, S. 26 – 27.[2] Michael Lehmann; Dr. Manfred Schukat:Versorgungsmeß- und Monitoring-Systemefür DAB-T und DVB-T. Neues von Rohde &Schwarz (1999) Nr. 162, S. 22 – 24.Näheres unter Kennziffer 164/05Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 19

ApplikationMPEG2-Meßgeneratoren und -MeßdecoderLet´s go West:ab sofort startklar für ATSCIn den USA wird für die terrestrische Ausstrahlung digitaler Fernsehsignale einspeziell auf dortige Verhältnisse angepaßter Standard verwendet: ATSC(Advanced Television Systems Commitee). Er basiert zwar – wie der europäischeStandard DVB – auch auf der MPEG2-Codierung, dennoch unterscheidet er sichdurch wesentliche Merkmale. Weitere Länder in Südamerika und Asien werdendieses Verfahren übernehmen. Deshalb hat Rohde & Schwarz ATSC nun als festenBestandteil in die entsprechenden Meßgeräte integriert.Foto 42 499/3BILD 1Der MPEG2-Meßgenerator DVG und derMPEG2-Meßdecoder DVMD sowie dieoptionale Software unterstützen nun auch dasnordamerikanische Verfahren ATSC.Seit drei Jahren begleitet Rohde &Schwarz weltweit die Einführung desdigitalen Fernsehens mit dem „DreamTeam”, das aus MPEG2-MeßgeneratorDVG und MPEG2-MeßdecoderDVMD [1] sowie den optionalen Software-PaketenStream Combiner ® undStream Explorer ® besteht [2]. DieGeräte sind nun multistandardfähigund unterstützen den nordamerikanischenStandard ATSC, der sich durcheinige wesentliche Merkmale vomeuropäischen unterscheidet:· Höher auflösende Bildformate(480, 720, 1080 Zeilen)· Progressive Bildabtastung (60 Hz)· 6-Kanal-Dolby-Surround-Ton inAC-3-Codierung· Andere Tabellen· Datenkomprimierte TabelleninhalteDer MPEG2-Meßgenerator DVG ist eineflexible und für den Dauereinsatz besondersgeeignete Transportstrom-Signalquellemit einem umfangreichen Vorratan Testbildern (Bounce, Sweep, Colorbarsetc …) und Testtönen (CCITT.033)sowie von Bewegtbildsequenzen für dennahtlosen Endlosbetrieb. Damit ist er bestensgeeignet für den Produktionstestvon Settop-Boxen und den Testbetriebvon Modulatoren und Übertragungsstrecken.Das Gerätekonzept wurdeüberarbeitet und ergänzt, folgendeNeuerungen sind enthalten:• ATSC-Sequenzen mit HDTV-VideoundAudio-Elementarströmen(Dolby-AC-3)• Schnellere Hardware• Größerer Speicher• Erweiterung der SPI- und ASI-Schnittstellen auf 208 Byte/PaketMit der optional zum DVG erhältlichenSoftware Stream Combiner ® DVG-B1lassen sich auch andere, externe Elementarströmeeinbinden und zu einemnahtlosen Transportstrom für denGenerator zusammenstellen bzw. multiplexen(BILD 2). Diese Funktion wurdeinsbesondere für die Verwendung vonDolby-AC-3-codierten Audio- und4:2:2- bzw. HDTV-Videosequenzen bis25 Mbit/s erweitert. Ein ATSC-Setupsorgt dafür, daß das Programm-Paradigmaeingehalten und alle notwendigenATSC-Tabellen und -Deskriptorenhinzugefügt werden. Der umfangreicheEditor ermöglicht das Modifizierender ATSC-Tabellen (STT, MGT,TVCT, CVCT, RRT, EIT, ETT, PIT) und ihreErgänzung um weiteren Deskriptoren.Der Editor bietet auch die Huffman-Codierung von Informationstexten20 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

Applikationinnerhalb der Tabellen. Ebenso neu istdie Möglichkeit zum Einbinden vonumfangreichen oder nicht standardisiertenTabellen und Deskriptoren ausDateien.Der MPEG2-Meßdecoder DVMD dientder Überwachung von DVB-konformenTransportströmen an Knotenpunktenvon Übertragungstrecken und Verteilzentren.Er kontrolliert den Transportstromauf Fehler gemäß ETR290 (DVBMeasurement Guidelines), z. B. welcheDatenraten verwendet werden, ob alleZeitmarken korrekt sind und alle notwendigenTabellen mit den festgelegtenWiederholraten eingebettet sind.Diesen Überwachungsdienst kann ernun auch an ATSC-konformen Transportströmenleisten.LITERATUR[1] Fischbacher, M.; Weigold, H.: MPEG2-Meßgenerator DVG und MPEG2-MeßdecoderDVMD – Meßtechnik für das digitaleFernsehen. Neues von Rohde &Schwarz (1996) Nr. 152, S. 20–23.[2] Fischbacher, M.; Rohde, W.: PC-Softwarefür das MPEG2-Dream-Team DVG/DVMD.Neues von Rohde & Schwarz (1997) Nr.154, S. 29.Näheres zu DVG, DVMD und der optionalenSoftware unter Kennziffer 164/06Auch das zum DVMD optional erhältlicheSoftware-Paket Stream Explorer ®DVMD-B1 ist jetzt ATSC-kompatibel. Esbietet neben den MPEG2-spezifischenMessungen zusätzlich die Ermittlungder Datenrate von ATSC-Elementarströmenund -Tabellen sowie einen ATSC-Tabelleninterpreter mit Huffman-Decodierungvon komprimierten Informations-Texten.Damit läßt sich dergesamte Tabelleninhalt von ATSC-Transportströmenerfassen, übersichtlich darstellenund einfach überprüfen (BILD 3).BILD 2 Konfigurieren eines ATSC-Transportstroms für den MPEG2-Meßgenerator DVG mit derSoftware Stream Combiner ® .Alle genannten Produkte gibt es absofort ausschließlich in multistandardfähigerAusführung, d. h. sowohl DVGund DVMD als auch StreamCombiner ® und Stream Explorer ®arbeiten entsprechend dem europäischenDVB- und auch nach dem nordamerikanischenATSC-Standard. ÄltereGeräte können aufgerüstet werden.Mit diesen neuen Eigenschaften sinddie Kunden in Nordamerika in derLage, die Zuverlässigkeit des digitalenFernsehens sicherzustellen. Doch auchden europäischen Geräteherstellern,die diesen Markt bedienen wollen,werden die Meßgeräte in Entwicklungund Produktion helfen, die erforderlichehohe Qualität zu garantieren.Harald WeigoldBILD 3 Datenratenüberwachung von ATSC-Tabellen (PSIP) mit dem MPEG2-Meßdecoder DVMDund der Software Stream Explorer ® .Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 21

ApplikationTV-Meßempfänger EFADas Präzisionsmeßgerät auch für dieAnalyse beliebiger QAM-SignaleIn modernen Kommunikations- undÜbertragungssystemen gewinnt dieQuadratur-Amplituden-Modulation(QAM) immer mehr an Bedeutung,weil dieses Verfahren besonders frequenzökonomischund für das Übertragendigitaler Daten besondersrobust ist. Dies gilt sowohl für leitungsgebundenewie auch für drahtloseVerbindungen.Der TV-Meßempfänger EFA vonRohde & Schwarz, die „Meßreferenz“für analoge und digitale Fernsehsignale,kann auch beliebige QAM-Signale ohne spezielle Synchronisationssequenzenmit hoher Präzisionanalysieren und darstellen.BILD 1 Die Gerätefamilie EFA ist eine vielseitigeund sehr leistungsfähige TV-Meßempfänger-und -demodulator-Plattform, die für jedenAnwendungszweck – ob digital oder analog –bestens konfiguriert werden kann.Foto 43 310/5Beliebige QAM-Signale mit EFAanalysierenDer digitale TV-Meßempfänger EFA(siehe auch Seite 4 in diesem Heftsowie [1]) ist wegen seiner universellenKonfigurierbarkeit neben Messungenfür DVB-C auch für die Analysebeliebiger QAM-Signale bestens einsetzbar(Modell 20 oder 23). Für dieSynchronisation des Signals oder fürdie Darstellung des Konstellationsdiagramms,für Parameterberechnungensowie für Spektrums- und Echomessungensind keine speziellen Synchronwörtererforderlich. Allerdings spielenfür eine problemlose Synchronisationauf das Eingangssignal die für dieModulation verwendeten Daten eineentscheidende Rolle, besonders beisich wiederholenden Datensequenzen.Was bei der Modulation mitPRBS-Sequenzen zu beachten istFür das Erzeugen von QAM-Signalenwerden häufig PRBS-(Pseudo RandomBinary Sequence)-Folgen eingesetzt.Der Vorteil solcher Signale ist diescheinbar zufällige Verteilung, was beiQAM zu einer gleichmäßigen Belegungaller Entscheidungsfelder führt.Verschiedene Standardsequenzen mitBit-Längen von 2 9 –1, 2 15 –1 und 2 23 –1werden verwendet. Insbesondere inVerbindung mit höherwertigen QAM-Ordnungen (z.B. bei 256QAM) ist jedochdie Sequenz 2 9 –1 aus folgendenGründen nicht geeignet:1. Beim Einsatz von Standardsequenzenwird die Datenfolge zyklischwiederholt: Nach dem Ende einerSequenz startet sofort die nächste;das Signal hat also einen periodischenZeitverlauf. Dadurch weistdas Ausgangssignal des QAM-Modulators ein diskretes Spektrumauf. Bei sehr kurzen PRBS-Folgen,wie es bei der Sequenz 2 9 –1 derFall ist, ergeben sich im Spektrumgroße Abstände zwischen dendiskreten Linien, die eine Synchronisationauf das Eingangssignalunmöglich machen.2. Für die 256QAM werden 8 Bit zueinem Symbol zusammengefaßt.Bei kurzen PRBS-Folgen sind nurwenige verschiedene Bit-Kombinationenmöglich. Bei zyklischerVerwendung der 2 9 –1-Folge(= 511 bit) wiederholen sichbereits nach acht Folgen dieSymbole. Bei den 256 verschiedenenEntscheidungsfeldern (bedingtdurch 256QAM) sind somit nuretwa zwei Symbole pro Entscheidungsfeldmöglich, bevor sich dieFolge wiederholt. Wegen derzufälligen Verteilung kommt esvor, daß manche Entscheidungsfel-22 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

ApplikationEinstellungen am QAM-ModulatorSMIQ mit Option SMIQ-B10(nach Preset)Einstellungen am TV-MeßempfängerEFA(nach Preset)Frequency:Frequency: 36.000 MHzLevel:Amplitude: – 7 dBmDigital Modulation:State: ONModulation:Type: 256QAM – 8b/symbSymbol rate: 5 000 000 symb/sDigital Modulation:Source:Source: PRBSPRBS Length: 2 15 –1Filter:Filter type: SQR COSFilter parameter: 0.15Coding: Phase Diff.Mode:QAM Analyzer/DemodInput: IF (36 MHz)Status:Order of QAM: 256SAW Filter Bandwidth: OFFSymbol Rate:Symbol rate value: 5 MSPSSpecial Function:Min BER integr.: BER EXTMPEG Data Output:Par. MPEG Data PLL: ONIQ Inversion: NormalBILD 2Erforderliche Einstellungen am SignalGenerator SMIQ, um mit dem TV-MeßempfängerEFA ein beliebiges 256QAM-Signalzu synchronisierenBILD 3 (rechts oben)Konstellationsdiagramm bei 256QAM.BILD 4 (rechts unten)Berechnete Parameter bei 256QAM.der gar keine Symbole enthalten,andere dagegen vier und mehrSymbole. Für eine einwandfreieSynchronisation des QAM-Signalsist es aber notwendig, daß alleEntscheidungsfelder etwa gleichhäufig mit Symbolen belegt sind.Beide genannten Probleme sind prinzipieller,d. h. physikalisch bedingterNatur und gelten deshalb grundsätzlichfür alle Messungen QAM-modulierterSignale, unabhängig davon,welches Meßgerät Anwendung findet.dulator für die einwandfreie Übertragungeines QAM-Signals und für diemeßtechnische Beurteilung im Meßempfänger.Der SMIQ kann intern undfür beliebige Standards die I/Q-Signale generieren und das modulierteSignal am RF-Ausgang bereitstellen.Die Einstellungen gewährleisten, daßalle notwendigen physikalischen undtechnischen Voraussetzungen für dieSynchronisation aller QAM-Signale bishin zur 256QAM erfüllt sind (BILD 3und 4).solcher Signale sind nur wenige physikalischbedingte Zusammenhänge zubeachten, z. B. die Länge der Zufallsfolgebei repetierenden Datensequenzen.Außerdem muß am Generator dieDifferentielle Codierung eingestelltsein. Bereits mit relativ kurzen Sequenzen,z.B. mit PRBS 2 15 –1, lassen sichdann ausgezeichnete Ergebnisse erzielen.Christoph BalzNäheres unter Kennziffer 164/07Und so wird´s gemachtIm Beispiel erzeugt der SignalgeneratorSMIQ [2] von Rohde & Schwarzmit Option SMIQ-B10 das QAM-Signal, und der TV-Meßempfänger EFAwertet es aus. BILD 2 zeigt die erforderlichenEinstellungen am QAM-Mo-FazitFür die Analyse und die Beurteilungbeliebiger QAM-Signale ist der TV-Meßempfänger EFA bestens geeignet,auch wenn diese Signale keinerleiSynchronisationsinformationen enthalten.Für die einwandfreie ÜbertragungLITERATUR[1] Christoph Balz; Ernst Polz; Walter Fischer:TV-Meßempfängerfamilie EFA – Bestens gerüstetfür´s digitale Fernsehen. Neues vonRohde & Schwarz (1996) Nr. 152, S. 17–19.[2] Johann Klier: Signal Generator SMIQ –Digitale Modulation hoher Qualität bis3,3 GHz. Neues von Rohde & Schwarz(1997) Nr. 154, S. 4–6.Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 23

ApplikationMiniport-Empfänger EB200Kleine Lauscher ohne ChanceDer Miniport-Empfänger EB200 – die portable Komplettlösung für die Funkerfassung[1] – kann mit der Option HF-Spektrum DIGI-Scan ein breites HF-Spektrum darstellen (10 kHz bis 3 GHz). Dadurch eröffen sich dem Anwenderviele Applikationsmöglichkeiten, z. B. auch das Aufspüren und Lokalisieren vonLauschsendern (BILD 1).Foto 43 408/1BILD 1Dank geringem Gewicht, leistungsfähigenRichtantennen und hoher Empfindlichkeit istder Miniport-Empfänger EB200 für zahlreicheAufgaben gerüstet, so z.B. auch zumAufspüren von Lauschsendern … .Industriespionage richtet großenSchaden anProfessionelle „Lauscher“ bedienensich raffinierter elektronischer Methoden,um an gewünschte Informationenheranzukommen. Der Aufwand scheintsich zu lohnen, sind doch Informationund Kommunikation heute Faktorenvon strategischer Bedeutung. Besondersgefährdet ist die High-Tech-Industrie.Schäden durch Industriespionagewerden allein in Deutschland proJahr auf viele Milliarden Mark geschätzt.Lauschsender sind seit jeher ein beliebtesMittel, um sich über die Vorhabenanderer ein Bild (bzw. Gehör) zu verschaffen.Selbst Amateure haben esheute leicht, sich mit entsprechendenGeräten zu versorgen. SogenannteSpy Shops bieten ihre Produkte unverhülltim Internet an – Minisender zumAbhören von Räumen und Telefonen,Richtmikrofone und Kleinstkameras inZigarettenschachteln und Kugelschreibern.Kleine Lauscher schnellermittelt: EB200 mit DIGI-ScanGegen den EB200 haben kleinen Lauscheraber keine Chance, unentdecktzu bleiben. Die Option HF-SpektrumDIGI-Scan zum EB200 ermöglicht esdem Anwender, sich in Sekundenschnelleeinen Überblick über dasaktuelle Frequenzspektrum zu verschaffen,eventuelle Störer oder auch Hopping-Frequenzenblitzschnell zu erkennenund dann mit der Handrichtantennezielsicher zu lokalisieren.Der elektronische „Spürhund“ –einfach zu bedienenDas genaue Orten von Kleinstsenderngeschieht zunächst über das Ermittelnder Frequenz, auf der ein Senderarbeitet. Hierzu ruft man beim EB200die Option DIGI-Scan auf und läßt denMiniport-Empfänger im gewünschtenFrequenzbereich scannen (BILD 2).Beim Ausfindigmachen von Kleinstsendernim Nahbereich hilft der Differential-Modevon DIGI-Scan (BILD 3).Nach dem Aufrufen dieser Betriebsartwird das aktuelle Spektrum als Referenzspektrumgespeichert. Neue Spektrenzeigt das Display als Differenzzum Referenzspektrum an, in dem neuhinzugekommene oder in der Intensitätveränderte Signale deutlich als Spitzenerkennbar sind. Ist nun im DIGI-Scan-Modus die Frequenz des Minisendersermittelt, so sind alle weiterenSchritte schnell getan: den EB200 aufdiese Frequenz einstellen (BILD 4), im24 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

ApplikationDisplay-Menü die Betriebsart TONEaufrufen und den Pegel der ermitteltenFrequenz ungefähr auf Balken-Mitte im Level-Display einstellen. BeimOrten der Aussendungen mit der Richtantennemuß der Anwender nur diePegelanzeige oder die Tonhöhe kontrollierenund sich dabei am maximalenPegel oder am höchsten Ton orientieren– und er bewegt sich damit zielsicherin Richtung Lauschsender.BILD 2EB200 im DIGI-Scan-Modus „Normal“.Der EB200 verfügt übrigens als einzigerportabler Mini-Empfänger überSpektrumsanzeige und Level-Tone-Sucheinrichtung in einem Gerät.Theodor FokkenBILD 3EB200 im DIGI-Scan-Modus „Differential“.LITERATUR[1] Günther Klenner: Miniport-EmpfängerEB 200 und Handrichtantenne HE 200 –Funkerfassung von 10 kHz bis 3 GHz jetztauch portabel. Neues von Rohde &Schwarz (1997) Nr. 156, S. 4– 6.Näheres unter Kennziffer 164/08BILD 4EB200 im DIGI-Scan-Modus mit feiner ZF-Auflösung zur Frequenzabstimmung.BerichtigungIm Meßtip „Umrechnung von C/Nbzw. SNR auf E b /N 0 bei DVB“ in Heft163 wurde versehentlich in einigenGleichung das „S“ mit einem „C“ vertauscht.Rechts sind nun die korrektenGleichungen abgedruckt. Wir bittenum Entschuldigung.S⁄ N = E b⁄ N 0+ 10 × lg 188 ---------- + 10 × lg( m)+ 10 × lg( P)– 10 × lg⎛1 –α 204⎝-- ⎞ dB4⎠E b⁄ N 0= S⁄ N – 10 × lg 188 ---------- – 10 × lg( m)– 10 × lg( P)+ 10 × lg⎛1 –α 204⎝-- ⎞ dB4⎠Bei Messungen im QAM-Demodulatormuß die Öcos-roll-off-Filterung berücksichtigtwerden:Gleichung 1Gleichung 2E b⁄ N 0= S⁄ N – 10 × lg 188 ---------- – 10 × lg( m)+ 10 × lg⎛1 –α 204⎝-- ⎞ dB4⎠Bei Messungen im Satellitendemodulatormit QPSK lautet die Gleichungfür das Bestimmen der BER als Funktionvon E b /N 0 nach der Viterbi-FEC:E b⁄ N 0= S⁄ N – 10 × lg 188 ---------- – 10 × lg( m)– 10 × lg( P)+ 10 × lg⎛1 –α 204⎝-- ⎞ dB4⎠Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 25

PanoramaEMV-Prüfzentren in jeder Größe –präzise, vollautomatisch, universellJahrzehntelange Erfahrung und ein vollständiges Gerätespektrum machtenRohde&Schwarz zum Weltmarktführer für EMV-Meßtechnik und -Prüfzentren. Vielenamhafte Firmen der Automobil-, Elektrogeräte- und Maschinenbauindustrie vertrauenseit Jahren auf EMV-Meßtechnik aus diesem Hause: Für den Test von kleinenMeßobjekten bis hin zum Großraumjet. Kürzlich nahm die Audi AG ihr neuesEMV-Prüfzentrum in Betrieb, das über eine komplette meßtechnische Ausstattungvon Rohde&Schwarz verfügt. Der Artikel zeigt beispielhaft das Konzept solcherPrüfzentren, wie es auch schon für zahlreiche andere Firmen realisiert wurde.Foto 43 350/1Modernste Prüftechnik fürfortschrittliche FahrzeugeDas EMV-Prüfzentrum der Audi AG inIngolstadt umfaßt eine große und einekleine Absorberhalle sowie mehreregeschirmte und ungeschirmte Arbeitsbereiche.Audi verfügt damit im eigenenHaus über alle Möglichkeiten, dieelektromagnetische Verträglichkeit(EMV) der Fahrzeuge sicherzustellenund Zulieferteile auf Herz und Nierenzu prüfen. Das EMV-Prüfzentrum kannnach allen wesentlichen Richtlinienmessen, u.a. nach der EG-Richtlinie95/54, den Normen ISO 11451/11452, DIN/VDE 40839, CISPR12sowie nach hausinternen Vorschriften.Die effizienten und zuverlässigen Testsystemesind vielseitig einsetzbar sowohlfür entwicklungsbegleitende Untersuchungenals auch für Abnahmemessungen.Sie zeichnen sich ausdurch:· Leistungsfähige Software, die fürkurze Vorbereitungs- und Meßzeitenund damit für hohen Durchsatzsorgt· Präzise Geräte und Systemkomponenten,die reproduzierbareMeßergebnisse gewährleistenBILD 1 Die Messungen in der großen Absorberhallelaufen automatisch ab. Der Prüfer kannsich voll auf das Verhalten des Testobjekts konzentrieren.26 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

Panorama· Höchstmögliche Genauigkeitdurch automatische Korrektur vonFrequenzgangfehlern· Zuverlässige und vollautomatischarbeitende Systeme, mit denensich der Bediener voll auf dasTestobjekt konzentrieren kann· Vollautomatisches Überwachenund Dokumentieren der Reaktionendes MeßobjektsSystem-Software EMS-K1:Was ist neu in Version 1.20?· Analyse-Modus:– Kombination von automatischem undmanuellem Scan, mit freier Wahl derFrequenzschritte, Variation derModulationsparameter und Veränderungvon Antennenpolarisation undDrehtischposition– Darstellung der Systemparameter imTestkontrollfenster– Verkürzung der Testzeiten durchgleichzeitige Messung der vor- undrücklaufenden Leistung mit zweiLeistungsmessern· Prüflingsüberwachung (EUT Monitoring):Schnittstelle zur neuen Monitoring-Software EMON-K1EUT-Monitoring-Software EMON-K1:Neue Möglichkeiten für diePrüflingsüberwachung· Wahlweise synchrone Überwachung(komplette Messung bei jeder Testfrequenz)oder asynchroner Betrieb(freilaufende Messung) im Verbund mitder System-Software EMS-K1· Darstellung der Meßdaten in aussagekräftigerGrafik oder tabellarischer Form· Komfortable Berichterstellung· Speicherung aller Einstellungen undMeßergebnisse in ASCII- und WMF-Format zur einfachen Weiterverarbeitung· Monitoring- und Stimulus-Kanäleverfügbar· Gerätetreiber können vom Anwendererstellt werden· Grafische Bedienoberfläche undkontextsensitive HilfePrüfung kompletter Fahrzeugein der großen AbsorberhalleAuch wenn durch entwicklungsbegleitendeEMV-Untersuchungen einzelnerKomponenten bereits ein hohes Maßan Sicherheit erreicht wird, sind dieabschließenden Fahrzeugprüfungenunverzichtbar. Denn im Fahrzeug eingebaut,können sich die Komponentendurchaus anders verhalten, als esin der TEM-Zelle oder der Streifenleitungder Fall war.Für die Prüfung ganzer Fahrzeugedient deshalb die 25 m x 20 m x 10 mgroße Absorberhalle mit Rollenprüfstand(BILD 1). Das Testsystem simuliertdie im Freien vorhandenen elektromagnetischenFelder im Frequenzbereich6 MHz bis 3 GHz.Präzise EMV-Meßtechnik vonRohde & SchwarzGanz vorne in der Signalkette erzeugtder Signalgenerator SME03 ein imPegel einstellbares, modulierbares HF-Signal, das über eine fernsteuerbareRelais-Matrix zu den Leistungsverstärkerngelangt. Diese liefern HF-Ausgangsleistungenvon bis zu 10 kW,was Feldstärken bis zu 200 V/m ergibt.Vier isotrope Feldsensoren übertragenüber Glasfaserkabel die Größeder am Ort des Testobjekts herrschendenFeldstärke.Die drei für Fahrzeugmessungen eingesetztenlogarithmisch-periodischenAntennen sind speziell für hohe Feldstärkenund große Prüfvolumina konzipiert.Den Bereich 3 MHz bis 30 MHzdeckt eine Antenne ab, die an derRückwand befestigt ist und sich ferngesteuertbewegen läßt. Die beiden anderenAntennen (30 MHz bis220 MHz) und (220 MHz bis 1 GHz)sind auf einen schienengeführten Wagenmontiert. Oberhalb von 1 GHzwird eine Hornantenne verwendet.Die Messung der vor- und rücklaufendenLeistung übernehmen zwei Milli-voltmeter URV5. Durch die Verwendungzweier Leistungsmeßgeräte ergibtsich, unterstützt durch die optimierteSoftware, eine deutliche Verkürzungder Einregelzeit an jedem Frequenzpunkt.Die System-Software EMS-K1 im Feldregelrechner(siehe Kasten) steuert denPrüfablauf und unterstützt alle gebräuchlichenMethoden der Felderzeugung:· Feldregelung mit geschlossenerRegelschleife (Testobjekt undFeldsensor sind am gleichen Ort)· Substitutionsmethode (derzeit dasgebräuchlichste Verfahren; dereigentlichen Messung geht eineReferenzmessung in der leerenHalle voraus)· Theoretische Methode (diebenötigte Leistung wird anhandeiner Formel oder tabellarischvorliegender Antennengewinneermittelt)Da sich wegen der hohen Feldstärkenniemand in der Absorberhalle aufhaltendarf, übernimmt das EUT-Monitoring-System(EUT: Equipment UnderTest) über Glasfaserkabel die Stimulationund Überwachung des Testobjekts.Das Monitoring-System wird von einemeigenen Rechner gesteuert, aufdem die neu entwickelte SoftwareEMON-K1 installiert ist (siehe Kasten).Sie steuert das System und liefert Informationenüber die Prüflingsfunktionenan den Feldregelrechner weiter.Ein Video-System mit drei fest installiertenKameras schafft Überblick überdas Geschehen in der Absorberhalleund ermöglicht mit zwei mobilen Kamerasbeispielsweise das Beobachtender Instrumente im Fahrzeug. In dieBilder der mobilen Kameras werdendie aktuellen Frequenz- und Feldstärkewerteeingeblendet.Eine Wechselsprechanlage mit mehrerenSprechstellen erleichtert die Vorbereitungdes Fahrzeugs für die Prüfungsowie die Wartung des Rollenprüfstandsund der Verstärker.Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 27

PanoramaGroßprojekte sind beiRohde & Schwarz in bestenHändenDas gesamte Projekt wurde in12 Monaten verwirklicht. Bei solchengen Terminvorgaben darf nichtsdem Zufall überlassen werden. DieAudi AG vertraute auf die langjährigeErfahrung von Rohde & Schwarz in derRealisierung von EMV-Systemen undauf die Leistungsfähigkeit der Partnerfirmen.Neben Konzeption und Lieferung derEMV-Meßtechnik übernahm Rohde &Schwarz auch die Planung und Realisierungder kompletten Laboreinrichtungim Erdgeschoß. Basierend aufden Vorgaben des Lastenhefts und dembeauftragten Liefer- und Leistungsumfangstimmte Rohde & Schwarz mitdem Auftraggeber frühzeitig alle Ausführungsdetailsab. Ein umfassenderSchnittstellenkatalog wurde erarbeitetund mit der örtlichen Bauleitung unddem Lieferanten der Schirmräume abgestimmt.Die Systeme konnten planmäßiginstalliert und nach der Einweisungdes Bedienpersonals ihrer Bestimmungübergeben werden.Reinhard GösterBILD 2 Blick in die Meßwarte: Präzise EMV-Meßtechnik von Rohde & Schwarz gewährleistetreproduzierbare Meßergebnisse.Näheres über EMV-Testsysteme unterKennziffer 164/09Foto 43 350/7Kurz gemeldetRohde & Schwarz-Web-Seiten neu gestaltet und umfangreicher denn jeRohde & Schwarz präsentiert einenvöllig neu gestaIteten Internet-Auftritt.Die neuen Web-Seiten enthaltenausführliche Informationen zu den Produktenaller Bereiche sowie Hintergrundberichtezu neuen Technologien.Außerdem stehen zahlreiche weiterführendeInformationen wie Datenblätter,Kataloge, Application Notes, technischeBroschüren und die Ausgabenvon „Neues von Rohde & Schwarz“sowie Treiber-Software zum Downloadbereit.Bei der Gestaltung standen Schnelligkeitund Benutzerfreundlichkeit im Vordergrund.So wurde vielfach Echttexteingesetzt und die Grafiken sind größenoptimiert,wodurch sich die Ladezeitenerheblich verkürzen. DynamischeNavigation und übersichtlicheGestaltung erleichterndie Bedienung.Die Volltextsucheermöglichtdas schnelleAuffinden der gewünschtenThemen.Alle aktuellenProdukte vonRohde & Schwarzsind komplett mitAbbildung, Beschreibung und die meistensogar mit Datenblatt im Internetabrufbar. Weitere Inhalte sind Service-Angebote, Seminarübersichten, einNews-Bereich, eine Veranstaltungsübersicht,allgemeine Informationen zuRohde & Schwarz sowie ein separaterPresse-Bereich.Die neuen Web-Seiten sind im Internetunter der Adresse http://www.rsd.dezu finden. Zur optimalen Darstellungwerden Web-Browser ab der Version 4und aktiviertes Javascript empfohlen.Christian Hess28 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

Panorama3G-Testszenario im Bereich Forschung und EntwicklungDie dritte Mobilfunkgeneration –universelle Testkonzepte ebnen ihr den WegBILD 1Während heutige Mobiltelefone überwiegendder Sprachkommunikation dienen,werden die Geräte der dritten Generation(3G) die Nutzung des gesamtenMultimediaspektrums ermöglichen.Foto 43 3602G – 2,5G – 3G:Die mobile Funkkommunikationstechnikentwickelt sich rasant weiterMit der Einführung schneller Datendienste(HSCSD) und paketorientierterÜbertragungsverfahren (GPRS) für diezweite Mobilfunkgeneration (2G) wirdmomentan der erste Schritt hin zuneuen Anwendungen mit hohenDatenraten getan (2,5G-Technologien).Testplattformen von Rohde &Schwarz sind darauf bestens vorbereitet[1], [2].Parallel wird aber schon an der nächsten,auf W-CDMA basierenden Mo-Die Welt der mobilen Funkkommunikation befindet sich – was Technologie,Dienste und Typzulassung anbelangt – im Umbruch: Die dritte Mobilfunkgeneration(3G) kündigt sich an (BILD 1). Richtungsweisende Meßtechnik mußfrühzeitig Lösungen für die immer komplexeren Testanforderungen bereitstellenund ihr zum Durchbruch verhelfen. Als Weltmarktführer im BereichMobilfunkmeßtechnik stellt sich Rohde&Schwarz dieser gewaltigen Herausforderungmit einemflexiblen und zukunftssicherenTestkonzept.bilfunkgeneration(3G) gearbeitet.Deren Standardisierungschreitet im Rahmen des internationalbesetzten 3GPP-Gremiums (3 rdGeneration Partnership Project) raschvoran. Signalgeneratoren und -analysatorenvon Rohde & Schwarz setztenin diesem Bereich schon frühzeitig dieStandards [3], [4], [5]. In gleichemMaß, wie die 3G-Aktivitäten das Forschungsstadiumverlassen und in ehrgeizigeEntwicklungsprojekte münden,wächst der Bedarf an umfassenderenTestlösungen. Die Anforderungen gehenweit über reine HF-Messungen ander Luftschnittstelle bzw. über Signalisierungstestsauf Layer1- bis Layer3-Ebene hinaus. Das Testen überlagerterApplikationen auf höherer Protokollebene(>Layer3) gewinnt an Bedeutung.BILD 2 gibt einen Überblick über dassich abzeichnende Szenario. Währendheutige Mobiltelefone meist alsEnd-Terminal für Sprachkommunikationdienen, ermöglichen Geräte der drittenGeneration die Nutzung des gesamtenMultimediaspektrums. Diesreicht von Sprachtelefonie über Videoapplikationenbis hin zu Datendiensten,die auf dem Internet-Protokoll (IP)basieren und über das Wireless ApplicationProtocol (WAP) eingebundensind. Denkbar ist, daß der Zugang zuNeues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 29

PanoramaZweite Mobilfunkgeneration (2G)BTSMSCA (ATM, ...)GSMHeute:Mobiltelefon dient alsEnd-Terminal fürSprachkommunikationBILD 2Mobiltelefone derdritten Generationkönnen auch alsmobile VermittlungsstationenfürmultimedialeAngebote dienen.BSCA bisL3L2L1GSMDritte Mobilfunkgeneration (3G)HeadsetMSCBTSA (IP, ATM, ...)W-CDMABluetoothVideo-BrilleBSCA bisL3L2L1Künftig:Mobiltelefon dient auchals mobile VermittlungsstationWAPPersonalDigitalAssistantden jeweiligen Diensten über spezielleTerminals wie Personal Digital Assistants(PDA) erfolgt und damit dasHandy als mobile Vermittlungsstationagiert. Die Übertragung im Nahbereichzwischen Terminal und Mobilstationwird sich auf hierfür optimierteStandards wie Bluetooth stützen,während die Verbindung vom Mobilezum Netzwerk über W-CDMA oderGSM gegeben ist.führung (time to market) und den Entwicklungsaufwandzu minimieren.Dazu müssen Fehler im Produktentwicklungsprozeßmöglichst frühzeitigeliminiert werden. Dieser kann in vierPhasen zunehmender Komplexität unterteiltwerden, für die jeweils unterschiedlicheTestanforderungen gelten(BILD 3).In der Forschungsphase steht zunächstdie Untersuchung von HF-Parameternund Codierungsalgorithmen unterwechselnden Umgebungsbedingungenwie Interferenz und Fading im Vordergrund.Weil dafür endliche Signalsequenzenausreichen, braucht dieSignalverarbeitung noch nicht in Echtzeitzu erfolgen. Auf der Ebene desModul-Tests sind die größten Einspa-Auch auf der Netzwerkseite zeichnetsich die Durchdringung mit IP-transparentenStrukturen ab. Es ist leicht ersichtlich,daß Protokolltests in diesemSzenario mit seiner Vielzahl an Multimode-Handover-Vorgängenund derstärkeren Ausrichtung auf Datenapplikationenenorm an Bedeutung gewinnenwerden.Fehler im Produktentwicklungsprozeßfrühzeitig eliminierenAnzahlentdeckteFehlerHF-Modul-TestsBasisband-Modul-TestsSoftware-Modul-Tests(reine Software-Signalisierung)Integrations-TestsFeld-TestsConformance-TestsBILD 3Moderne Testmethodenmüssen Fehlerim Produktentwicklungsprozeßmöglichst frühzeitigeliminieren.Oberstes Testziel in Forschung undEntwicklung ist es, bei maximaler Produktqualitätdie Zeit bis zur Marktein-Phase1ForschungPhase 2Modul-TestPhase 3Integrations-TestPhase 4OptimierungKomplexität desTest-Szenarios30 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

PanoramaPhase 1ForschungSoftware-Modul-TestsPCO…PCOL3PCOL2PCO PCOInterface L1Engine- Appl. &LayerManag.Entity- TestSoftware- …Phase 2Modul-TestGUIBetriebssystemL2-/L3--Protokoll-TesterPCOPCOPCOPCO PCOL1I QHF Front EndPhase 3Integrations-TestProtokoll-TestsEngine… - Appl. &LayerManag.L3Entity- TestL2 Software- …GUIBetriebssystemProtokoll-TesterBILD 4Die verschiedenenAusbaustufen des3G Air InterfaceSimulator TS 8950decken dieTestanforderungenin allen Produktentstehungsphasenab.Komplexität desTest-SzenariosPhase 4OptimierungTS8950 (A)TS8950 (B)TS8950 (C)TS8950 (XL)SignalerzeugungSignal-AnalyseControllerSwitchAMIQSMIQFSIQPSM17SSCUInterferenz& FadingSignalanalyse &LeistungsmessungControllerL1AMIQSMIQFSIQPSM17Interferenz& FadingSignalanalyse &LeistungsmessungControllerAMIQSMIQFSIQPSM17Interferenz& FadingSignalanalyse &LeistungsmessungControllerAMIQSMIQFSIQPSM17SwitchSSCUSwitchSSCUSwitchSSCUProtokoll-TesterErste HF-TestsHF-Modul-TestsConformance-TestsProtokoll-Testerrungspotentiale vorhanden. Währendbisher z. B. die Signalisierungs-Softwareerst nach vollständiger Integrationdes Meßobjekts über die Luftschnittstellegetestet wurde, müssenkünftige Prüfmittel die Analyse derparallel zu entwickelnden HF-, Basisband-und Software-Module unabhängigvoneinander ermöglichen. Damitlassen sich Tests über die Luftschnittstellein der Integrationsphase auf jeneFehler beschränken, die im Zusammenwirkender einzelnen Module begründetsind. Zur Verbesserung der Produkteigenschaftenschließen sich in derOptimierungsphase komplexe Conformance-Testssowie reale Feldtests bzw.deren Simulation an.Universelles Testkonzept für jedePhase der ProduktentwicklungDen unterschiedlichen Anforderungenin jeder der vier Phasen trägt Rohde &Schwarz mit einem äußerst flexiblenTestkonzept Rechnung. Dessen Basisbilden der modular ausbaufähige 3GAir Interface Simulator TS8950 sowieintegrierbare Komponenten für Protokolltests(BILD 4). Anstelle starrer Testfälleverfügt dieses hochmoderne Testsystemüber individuell parametrisierbareTestmethoden, die sich zu beliebigenTestszenarien kombinieren lassen.Dank dieser Strategie vermag dasTS8950 nicht nur den sich derzeitnoch ändernden Vorgaben der 3GPP-Standardisierung zu folgen, sondernkann vielmehr auch hersteller- bzw.netzwerkspezifische Testreihen unterstützen.Im Zuge der zum 01.01.2000 wirksamwerdenden R & TTE-Direktive(Radio & Telecommunications Equipment)der Europäischen Kommission,wonach obligatorische Typzulassungstestsdurch verbindliche Herstellerangabenersetzt werden, gewinnt diesesflexible Testkonzept enorm an Bedeutung.Zudem kann damit auch den anspruchsvollenForderungen von Netzwerkbetreibernwie der japanischenNTT-DoCoMo entsprochen werden,die Anfang 2001 das erste 3G-Netzin Betrieb nehmen wird.In der nächsten Ausgabe von „Neuesvon Rohde& Schwarz” wird das TestsystemTS8950 ausführlicher vorgestellt.Holger JauchNäheres zu den Lösungen für 3G vonRohde & Schwarz unter Kennziffer 164/10LITERATUR[1] Peter Ludwig; Frank Körber: DigitalRadiocommunication Test Set CRTx-DUO– Die Testplattform für HSCSD- und Multiträger-Applikationen.Neues von Rohde &Schwarz (1999) Nr. 161, S. 13–14.[2] Heinz Mellein: Typprüfung von GSM900/GSM1800-Multiband-Mobilfunkstationenmit Systemsimulator TS8915. Neues vonRohde&Schwarz (1998) Nr. 157, S. 28–29.[3] Josef Wolf: Signal Analyzer FSIQ – Derideale Analysator für die dritte Mobilfunkgeneration.Neues von Rohde &Schwarz (1998) Nr. 160, S. 4–6.[4] Klaus-Dieter Tiepermann; Andreas Pauly:Fit fürs nächste Jahrtausend – W-CDMA-Signale mit Signalgenerator SMIQ undSoftware WinIQSIM. Neues von Rohde &Schwarz (1999) Nr. 161, S. 16–17.[5] Wolfgang Kernchen; Klaus-DieterTiepermann: I/Q-ModulationsgeneratorAMIQ – Komfortable Erzeugungkomplexer I/Q-Signale. Neues vonRohde&Schwarz (1998) Nr. 159, S. 10–12.Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 31

PanoramaVHF/UHF-Flugfunkgeräte Serie 6000Software Radios mit höchsterDaten- und SprachsicherheitDie neue VHF/UHF-Flugfunkgeräte Serie 6000 bieten auf kleinstem Raum undbei geringem Gewicht multifunktionale Anwendungen für höchstgesicherte undzuverlässige Daten- und Sprach-Übertragung. Die Software Radios lassen dieWahl zwischen allen wichtigen EPM-Verfahren (EPM: Electronic ProtectionMeasures) und halten durch ihre P 3 I-Technik (Pre Planned Product Improvement)mit künftigen Entwicklungen Schritt. Während der größten europäischen Luftfahrtschau,dem Aerosalon Le Bourget bei Paris, wurde die neue Generationdem Fachpublikum vorgestellt.kompakt und robustVHFVHF/UHF-FlugfunkgeräteSerie 6000UHF64 kbit/sDatenverschlüsselung) und TRANSEC(Frequenzsprungverfahren) nehmenkönnen.Die Kombination all dieser EPM-Verfahrensowie die Vorbereitung aufweitere zukünftige Verfahren durch dieP 3 I-Technik hat Rohde & Schwarz inden kompakten Multiband SoftwareRadios der Serie 6000 verwirklicht.P 3 ICOMSECHAVE QUICK+ SECOSMULTIPLE TRANSEC(EPM)BILD 1 Die neuen Software Radios Serie 6000(hier die Cockpit-Version) überzeugen durch ihreFlexibilität und universelle Verwendbarkeit.SATURN+ HAVE QUICKDaten-Pre-ProzessorTDMADer herausragende Vorteil dieserLösung ist, daß diese neue Generationvon Flugzeug-Bordfunkgeräten – zusammenmit den Bodenstationen derSerie 400U sowie mit taktischenBodenfunkgeräten von Rohde &Schwarz – ein umfassendes undäußerst flexibles Bord-Boden-EPM-Kommunikationssystemzur Verfügung stellt.Neuausrüstung oder Retrofit fürzahlreiche PlattformenFunktionen per SoftwaredefiniertDie neuen Flugfunkgeräte Serie 6000sind die erste Generation von SoftwareRadios, die sich u. a. durch außergewöhnlicheFlexibilität auszeichnen:Ihre Funktion wird im wesentlichendurch Software bestimmt. Per „Upgrade“lassen sich die Flugfunkgerätedem technischen Fortschritt anpassen.So gewährleistet ihre offene Architektureine ausgezeichnete Zukunftssicherheit(BILD 1).Kombinierte EPM-VerfahrenDie Transceiver der Serie 6000 verwendensowohl das neueste, sehrschnelle FrequenzsprungverfahrenSATURN wie auch aus Kompatibilitätsgründendas frühere HAVE QUICK I/II.Auf der Welt einzigartig bietetRohde & Schwarz zusätzlich daseigenentwickelte FrequenzsprungverfahrenSECOS, mit dem Länder miteigenständigen Sicherheitsbedürfnissendirekten Einfluß auf den Algorithmusfür COMSEC (Sprach- undFlugfunkgeräte von Rohde & Schwarzdienen Streitkräften weltweit zuverlässigin fliegenden Plattformen, so auchin den neuesten Systemen wie EurofighterTYPHOON sowie in den HubschraubernTIGER und NH90.Die Geräte der Serie 6000 sind sowohlfür die Neuausrüstung zahlreicherfliegender Plattformen als auchfür Retrofit-Vorhaben F ³ (Form, Fit,Function) zum direkten Ersatz von AN/ARC-164 Radios mit oder ohneAdaptern bestens geeignet.32 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

PanoramaBILD 3Die Flugfunkgeräte Serie 6000 können nichtnur per Software dem technischen Fortschrittangepaßt werden, sondern bieten durchihren modularen Aufbau auch eine schnelleund wirtschaftliche Wartung.BILD 2VHF/UHF-Transceiver in der Version fürabgesetzte Bedienung.Serie 6000 –besondere Eigenschaften· VHF/UHF 108 bis 400 MHz– 10 W AM, 15 W FM,– 30 bis 88 MHz optional· Volle F 3 -Austauschbarkeit fürAN/ARC-Typen wie ARC-164· Einbau im Cockpit oder in dieAvionic Bay· EPM-Verfahren HAVE QUICK I/II,SECOS, SATURN· Modularer Aufbau, SMD-Technik· Hohe Zuverlässigkeit· BIT (Built-In Test) auf Modulebenemit hoher Fehlererkennung· Nutzdatenrate bis 64 kbit/s· Gewicht

DruckschriftenDVG & Stream Combiner Ò for ATSC undDVMD & Stream Explorer Ò for ATSC Die Softwarefür Meßgenerator DVG und MeßdecoderDVMD ist auch zur Analyse und Darstellung vonTV-Signalen nach DVB- und ATSC-Standard ausgelegt.Digital Radiocommunication Testers CMDMultiband, multimode tests for all GSM mobiles and DECT devicesT h e solution for• Production• Quality assurance•Service• DevelopmentDatenblattDVG: PD 757.4730.21 Kennziffer 164/14DVMD: PD 757.4747.21 Kennziffer 164/15TV-Meßempfängerfamilie EFA (5 MHz bis1000 MHz) ist um Meßempfänger und Meßdemodulatorfür Standard M/N, DVB-C-Meßdemodulatorsowie Optionen zur Videobandbreitenumschaltung,Restträgermessung, Pilotspitzenhubmessungund 6-MHz-SAW-FIlter(DVB-C) erweitert worden.DVMD & Stream Explorer for ATSCMPEG2 transport stream monitoring and analysisMPEG2 Measurement Decoder MPEG2 Measurement Decoder Stream Explorer DVMD-B1:DVMD and PC software Stream DVMD:Explorer can now monitor and• Clear-structure display of allanalyze TV signals to DVB and • TS packet lengths 188, 204 transport stream elements withATSC standards.and 208 bytestable types to DVB and ATSC• Monitoring of PSIP tables to • Interpretation of PSIP tables• One product only to cover both ATSC standardto ATSC standardDVB and ATSC• Decoding of SDTV video • Realtime measurements withelementary streamsgraphic displayDatenblatt PD 757.2421.12 Kennziffer 164/16Digital Radiocommunication Testers CMD Diefür Messungen nach GSM und DECT geeignetenModelle einschließlich des jüngsten ModellsCMD 65 und alle Optionen sind in dem neuenDatenblatt zusammengefaßt und die Datenumfassend überarbeitet worden.Datenblatt PD 757.2596.22 Kennziffer 164/12BMS Coverage Measurement System TS 6200Die ausführliche Beschreibung von System undEinzelgeräten ließ aus der Erstausgabe ein8-Seiten-Datenblatt werden, dem zu DAB-T- undDVB-T-Messungen noch ein Einlageblatt hinzugefügtwurde.Datenblatt PD 757.3828.12 Kennziffer 164/13Spannungsmeßköpfe URV5-Z (9 kHz bis3 GHz; 200 µV bis 1000 V; 1 nW bis 200 W)Die Modelle URV 5-Z2 und URV 5-Z4 mit erweitertemFrequenzbereich (einschließlich der Variantenmit 5 m Kabel) wurden aufgenommenund die Übersicht der Leistungsmeßköpfe umdie Modelle NRV-Z15/-Z32/-Z33/-Z55 ergänzt.Datenblatt PD 756.9816.12 Kennziffer 164/17Spectrum Monitoring Software ARGUS (10 kHzbis 40 GHz) bietet alle Möglichkeiten zur Überwachung,Messung, Registrierung und statistischenAuswertung von Signalen in Einzelstationenebenso wie in nationweiten Netzwerkenverbunden mit einem umfassenden Frequenzmanagementangebot.Info PD 757.4818.21 Kennziffer 164/18150-kHz-Hochpaß EZ-25 (bis 30 MHz) ermöglichtStöraussendungsmessungen (nachEN 50065 Teil I) bei hohen Längstwellen-Netzstörungen mit jedem Meßempfänger nachCISPR; Impulsbelastbarkeit 50 mWs.Datenblatt PD 757.4976.11 Kennziffer 164/19Systemlieferant für mechanische und elektrischeKomponenten ist R & S Werk Teisnach und bietetmechanische Präzision für den Weltmarkt in derQualität nach ISO und entsprechend denNATO-Anforderungen an.Info PD 757.4624.11 Kennziffer 164/20TV-Meßsender SFQ (300 kHz bis 3,3 GHz)Neu im Datenblatt sind die SFQ-Modelle 20für DVB-T (Bandbreiten 7/8/9 MHz) und 30für ATSC (8VSB/16VSB) sowie die Optionenfür Fadingsimulation (bis 6 oder 12 Pfade) undATSC-Coder.Datenblatt PD 757.3334.14 Kennziffer 164/21Neue ApplikationsschriftenBit Error Rate Measurements with AMIQ andWinIQSIMAppl. 1GP36_0E Kennziffer 164/22BMS Coverage Measurement System TS6200Coverage measurement for Broadcasting Networks• Detection and localization of • Spectrum Measurements • Distance-triggered measurementsto avoid redundant datacoverage gaps• Combined use of various navigationschemes (GPS, wheel during drive stops• Determination of network quality• Applicable to any kind of continuouswave (CW) measure-• Single-frequency measurelinegraphics and alpha-trigger)• Measurement software with onmentmentsat a rate of up to 1 ms numeric data• Time-triggered or distance-trigeredmeasurements• Field-strength measurements graphic map underlay(time-triggered)• Route display with carto-• Both high-speed and high-accuracymeasurements in one shot 0.5 dB(optional)with an accuracy of up to • ROSEVAL evaluation software• GPS navigation moduleARGUSSpectrum Monitoring Software“Your ARGUS eye on the spectrum”“ARGUS has the whole spectrum covered”Akustische Messungen an GSM-Mobiltelefonenmit dem Audio Analysator UPL und dem DigitalRadiocommunication Tester CMDAppl. 1GA39_0D Kennziffer 164/23GPIB-Bus Device FinderAppl. 1MA17_2E Kennziffer 164/24Frequency Response MeasurementsAppl. 1MA09_2E Kennziffer 164/25Schz34 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

Presse-EchoRohde & Schwarz sendet ausfallsichervom Pic du MidiDie weltweit erscheinende Rundfunk-Fachzeitschrift„Radio World“ widmete sich in Ausgabe3/99 der neuen Rohde & Schwarz-Senderinstallationauf dem Pic du Midi d´Ossau,180 km entfernt von Toulouse, Frankreich, fürdie TDF (Télédiffusion de France).Foto 43 122/1Dabei wird vorrangig über die speziellenHerausforderungen der Vor-Ort-Installationder drei 2,5-kW-FM-Sender und über derenFunktionalität berichtet. „... Das neue Equipmentist komplett solid state, wodurch dieAusfallsicherheit selbst im Falle eines Modul-oder Stromausfalles gewährleistet bleibt....“Sensible Prüfungen mit TestplattformTSUDie Fachzeitschrift „Elektronik Praxis“ berichtetein ihrer Ausgabe 6/99 über den Einsatzder Rohde & Schwarz-Testplattform TSU in derProduktionsprüfung von ABS-Baugruppen.Für diesen besonders sensiblen Bereich derSteuerelektronik im Kfz beherbergt TSU dasAutomotive Production Test System APTS unddas Analoge Meßsubsystem AMV. Der Artikelbeschreibt die Funktionsweise der ABS-Baugruppenprüfung und stellt die Vorzügevon APTS und AMV vor.Klein, aber ohoUnter diesem Titel beschreibt das deutsche„Elektronik Journal“ in seiner Ausgabe 5/99den neuen Mikrowellen-Signalgenerator SMRvon Rohde & Schwarz.„Klein, leicht und zuverlässig, dazu einfachbedienbar und preisgünstig in Anschaffungund Unterhalt, das sind die Hauptforderungender meisten Anwender an moderneMikrowellengeneratoren. ... Mit Kenntnisdieser Kundenwünsche ging man in den Entwicklungslaborsbei Rohde & Schwarz zuWerke und kann nun als Resultat die neueSMR-Familie präsentieren. ...“Foto 43 264/3Foto 43 077/3Leckerbissen für FunkprofisAls „Leckerbissen“ bezeichnet die Zeitschrift„Radio Scanner“ in ihrer Ausgabe 2/99 denMiniport Receiver EB200.„Für Funk-Profis, die an den Empfang höchsteAnsprüche stellen und denen selbst dieLeistung guter Radio-Scanner nicht ausreicht,hat die Firma Rohde & Schwarz aus Müncheneinen neuen Leckerbissen parat. Es istder Miniport Receiver EB200, ein Profi-Monitoring-Empfänger. ...“Mit „Bildqualitätsmeßtechnik für das digitaleFernsehen“ beschäftigte sich die Ausgabe 112der Zeitschrift „TV Amateur“.Wie schon der Titel zeigte, drehte sich hierbeialles um die Lösungen von Rohde &Schwarz: Die zwei Titelmotive sind Testbilder,anhand derer mittels des BildqualitätsanalysatorsDVQ die subjektive und dieobjektive Bildqualität gemessen wurde. ImHeft wird dann sowohl das Meßverfahrenals auch die Rohde & Schwarz-Technik dazuausführlich beschrieben.Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 35

KurznachrichtenFernsehsender für erstesDVB-T-Netz in NorwegenRohde & Schwarz hat von dernorwegischen BetreibergesellschaftNorkring den Auftragzur Lieferung von fünfDVB-T-Hochleistungssendernerhalten. Mit den vier 5-kW-SendernNV6500 und einem 2,5-kW-Sender NV2500 soll daserste DVB-T-Netz in Norwegenerrichtet werden. Die Entscheidungfür die neuen flüssigkeitsgekühltenSender von Rohde &Schwarz fiel laut Norkring aufgrundderen kompakten Aufbausund moderner Verstärkertechnologiesowie des Knowhowvon Rohde & Schwarz imBereich DVB-T. Der Aufbau desDVB-T-Netzes in Norwegen –der mit den Standorten Oslo,Bergen und Gulen beginnt – istder erste Schritt des Landes indas digital-terrestrische TV-Zeitalter.Das Projekt ist auch dererste Auftrag für die neueflüssigkeitsgekühlte TV-Senderfamilievon Rohde & Schwarz, diedank dem Einsatz modernsterTechnologien derzeit die weltweitbeste Kompaktheit und diegeringste Standfläche bietet.Durch neueste LDMOS-Transi-stortechnologie wird zudem dieLeistungsfähigkeit erheblich erhöht.Dies waren auch dieHauptkriterien für die Entscheidungvon Norkring, Rohde &Schwarz-Sendetechnologie einzusetzen.Weitere Gründewaren die langjährigen Erfahrungender Firma mit derModulation und Aufbereitungvon DVB-T-Signalen und dieMöglichkeit der Fernüberwachung(Remote Control Systems)der TV-Sender.Rohde & Schwarz übernimmtdie AbteilungIT-Sicherheit von BoschTelecomDie SIT Gesellschaft für Systemeder Informationstechnik mbH,ein Tochterunternehmen vonRohde & Schwarz, hat zum1. Juli 1999 die ProduktabteilungInformationssicherheit vonder Bosch Telecom GmbH, Stuttgart,übernommen. Rohde &Schwarz ist schon seit längeremerfolgreich im Bereich IT-Sicherheit,Datenschutz und Verschlüsselungtätig. Dieses Know-howfließt nicht nur in neue Produktefür IT-Sicherheit sondern auch indie Funkkommunikationssystemevon Rohde & Schwarz. Mit demErwerb sollen verstärkt Lösungenfür die sichere und zuverlässigeNutzung der Informations-und Kommunikationstechnikentwickelt werden.Funkkommunikationstechnikfür denEurofighter TyphoonFür die Serienfertigung des modernsteneuropäischen KampfflugzeugsEurofighter Typhoonwurde Rohde & Schwarz als Lieferantfür die Funkkommunikationausgewählt: Im erstenFertigungslos werden 147 Flugzeugeproduziert, für deren 317Funkgeräte das Unternehmenden Auftrag erhalten hat. DieVHF-UHF-Geräte ermöglichendas unverschlüsselte und verschlüsselteSenden und Empfangenvon Sprache. Insgesamtwerden in den nächsten zehnJahren 620 Eurofighter Typhoonfür Deutschland, Großbritannien,Italien und Spanien gebautund mit den VHF-UHF-Sender-Empfängern von Rohde& Schwarzausgestattet. Zusätzlich gibt esbereits erste Export-Interessenten.Die VHF-UHF-Sender-Empfängerwurden speziell für den EurofighterTyphoon entwickelt: DieRealisierung wird entsprechendRegierungsabsprachen von vierUnternehmen aus den an demProjekt beteiligten Länderndurchgeführt. Dieses Konsor-tium wird von Rohde & Schwarzgeleitet. Mit der Beteiligung andiesem Projekt festigt das Unternehmen– das auch den neuenHubschrauber TIGER mit Funkkommunikationausstattet –seine Position als führender Lieferantfür professionelle Funkkommunikationstechnik.Rohde & Schwarz übernimmtREMA Leo Haagund gründet eigeneNiederlassung in SpanienRohde & Schwarz hat zum1. Juli 1999 seine langjährigespanische Vertretung REMA LeoHaag übernommen und wird siein eine eigene Niederlassungumwandeln, die unter Rohde &Schwarz España firmiert. DasUnternehmen REMA Leo Haag– das bereits seit Ende der 30erJahre Rohde & Schwarz-Produktein Spanien vertreibt –zählt zu den führenden Elektronikanbieternin Spanien. Mit derÜbernahme wird Rohde &Schwarz seine Marktposition inEuropa weiter ausbauen undauf dem wichtigen WachstumsmarktSpanien direkt präsentsein.Stefan Böttinger36 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

KurznachrichtenRohde & Schwarz verleihtFakultätspreis 1999Der Tag der Fakultät für Elektrotechnikund Informationstechnikder Technischen UniversitätMünchen war auch dieses Jahrwieder der würdige Rahmen fürdie Preisverleihung des Rohde &Schwarz-Fakultätspreises. GeschäftsführerHans Wagnerüberreichte den Preis an Dr.-Ing.Christian Legl (BILD).Legl hatte sich in seiner Dissertationmit der Logiksynthese fürwertetabellenbasierte anwenderprogrammierbareBausteine(Field Programmable GateArrays, FPGAs) beschäftigt undfür deren Logiksynthese einhöchst effizientes Verfahren entwickelt,das in der Fachweltgroße Beachtung findet. HansWagner würdigte in seiner Ansprachedie Bedeutung des Beitragesvon Dr. Legl gerade fürUnternehmen wie Rohde &Schwarz, die FPGAs als wirtschaftlichgünstige Lösungen immittleren Stückzahlenbereichgerne einsetzen.Erste tragbare Quarzuhr der Weltwieder im Museum von Rohde & SchwarzKurz gemeldetIm Jahr 1972, als die OlympischenSpiele in München (Sommer) undSapporo (Winter) ausgetragen wurden,entschlossen sich die beidenStädte, eine Partnerschaft einzugehen.Unter diesem Aspekt fand in Sapporoeine Ausstellung statt, auf der repräsentativeProdukte der Stadt Münchenvorgestellt wurden. Der Bürgermeistervon München hatte bedeutende Firmenseiner Stadt zur Teilnahme eingeladen,und Rohde & Schwarz bot – als historischenMeilenstein in der Meßtechnik– die 1936 entwickelte Quarzuhr fürdie Ausstellung an.Das Meßgerät war die erste tragbareQuarzuhr und der erste Referenz-Signalgenerator der Welt. Die Quarzuhrhatte einen maximalen Fehler von0,004 Sekunden pro Tag, der Referenz-Signalgenerator1x 10 –7 pro Tagim Bereich 1 kHz bis 100 kHz. Aufgrunddieser extrem hohen Genauig-Die erste tragbareQuarzuhr der Weltkehrt von Sapporonach Münchenzurück. Dr. MatthiasLudwig,Rohde & Schwarz,spricht demGeneraldirektor fürWirtschaftsangelegenheitender StadtSapporo, NoboruTakahashi (Mitte),seinen Dank aus.keit fand die Uhr als Normalzeitmesserweltweit breite Verwendung.Für Rohde & Schwarz – und speziell fürDr. Schwarz, einem der beiden Gründerdes Unternehmens – hatte dasMeßgerät eine ganz besondere Bedeutung,war es doch das mit Abstandpopulärste Produkt in den Anfangsjahrendes Unternehmens.Die Uhr, die sich seitdem zusammenmit anderen Produkten der Stadt Münchenals Exponat im Access Sapporo– dem neuen Veranstaltungshaus –befand, wurde nun zurückgegeben.Sie wird künftig wieder das Meßgerätemuseumvon Rohde & Schwarzschmücken.Akihiko YoshimuraADVANTESTNeues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 37

SchlußbeitragWie zufälligist der Zufall?Über Fragen „Was ist zufällig, was istgesetzmäßig?” wird jeder schon mehroder weniger tiefgründige Diskussionengeführt haben. Der berühmte Ziegelstein,der gerade dann vom Dachfällt, wenn unten jemand vorbeiläuft,ist ein typischer Startpunkt für solcheBetrachtungen. Mit „Zufall“ sind intuitivkaum oder gar nicht vorhersagbareEreignisse gemeint, wie etwa das Verhaltender Lottokugeln in einem Ziehungsgerät.In Wissenschaft und Technik hat dasUntersuchen und Ausnutzen des Zufallsseit langem einen festen Platz.Die Wahrscheinlichkeitstheorie und diemathematische Statistik befassen sichmit der „Messung” des Zufalls. Dienachfolgenden Anwendungsmöglichkeitenzeigen den Nutzen, den dergezielte Einsatz zufälliger Ereignissebringen kann.Wozu werden Zufallszahlengebraucht?Die Anwendung des Zufalls geht weitüber das Glücksspiel hinaus. In derMathematik verwendet man bewußtzufällige Ereignisse, u.a. für Optimierungsverfahrenund zur Berechnungvon komplizierten Integralen. MitMonte-Carlo-Methoden – hier deutetschon der Name auf den Zufall alswichtigem Bestandteil – ist es z.B.möglich, Flächeninhalte komplizierterGebilde ziemlich genau zu ermitteln:Man legt ein Rechteck um die betreffendeFläche und „wirft“ eine größereAnzahl von zufälligen Punkten in dasRechteck. Dabei zählt man diejenigenPunkte, die innerhalb der zu berechnendenFläche liegen. Aus dem Produktdes Anteils der gezählten Punkteund dem Flächeninhalt des Rechteckserhält man schließlich einen Näherungswertfür den gesuchten Flächeninhalt.Die Genauigkeit des Ergebnisseshängt dabei von der Anzahl undder „Zufälligkeit“ der Punkte ab.Für die Simulation komplexer Systemeam Rechner werden häufig als Eingabewertezufällig erzeugte Parameterverwendet. Das hat den Vorteil, daßdie Simulation „unvoreingenommen”gestaltet und die Systemanalyse nichtdurch „Vorzugsparameter” verfälschtwird. Ähnliches gilt für die Arbeit mitzufällig erzeugten Störungen oder fürdie Zufälligkeit der Stichprobenauswahlbei Qualitätstests von Produkten.Ein zur Zeit stürmisch wachsendes Anwendungsgebietist die IT-Sicherheit, aufdem die SIT Gesellschaft für Systeme derInformationstechnik mbH – eine Tochterfirmavon Rohde & Schwarz – professionelleLösungen bietet. Das Verwenden38 Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV)

Schlußbeitragvon nicht vorhersagbaren Bit-Folgen führthier zu Verfahren, die aus der Praxisnicht mehr wegzudenken sind:· In Verschlüsselungsverfahrenwerden geheime Schlüssel sowieweitere Parameter mit einemZufallsgenerator erzeugt, um siefür nicht autorisierte Personenunvorhersagbar zu machen.Beispielsweise enthalten Produkteder SIT entsprechende Lösungenfür das Erzeugen zufälliger Bit-Folgen für Verschlüsselungsparameter(Schlüssel und Initialisierungswerte)in Hardware oderSoftware.· Für die digitale Signatur giltähnliches: Kennt ein potentiellerAngreifer Gesetzmäßigkeiten derSchlüsselerzeugung, so hat erbessere Voraussetzungen zurSchlüsselbestimmung und damitzum Fälschen von Unterschriften.· Bei sogenannten Challenge-Response-Protokollen zur Authentisierungist es ganz offensichtlich:Kommen bestimmte Challengessehr häufig vor, so kann sich einpotentieller Angreifer daraufeinstellen und die Übermittlungder richtigen Response vorbereiten.· Bit-Folgen, die in Stromchiffrenoder für FrequenzsprungverfahrenVerwendung finden, werden imallgemeinen nicht direkt zufälligerzeugt, sondern indirekt auseinem zufällig erzeugten geheimenSchlüssel abgeleitet. Siemüssen aber statistische Eigenschaftenwie zufällig erzeugte Bit-Folgen aufweisen. Insbesonderedürfen die Folgen-Bits ohneKenntnis des geheimen Schlüsselsnicht vorhersagbar sein.Wie werden Zufallszahlenerzeugt?Es gibt eine Reihe von Möglichkeitenzur Zufallserzeugung für die genanntenAnwendungen, wenn man einmalvon Würfeln und Münzenwurf absieht.Viele Programmiersprachen bieteneine Funktion zum Erzeugen von Zufallszahlen.Dazu werden im allgemeinenaus der Systemzeit des Rechnersund aus eingegebenen ParameternZahlen bestimmt, die in ihren statistischenEigenschaften denen zufälligerZahlen schon recht nahe kommen. FürSimulationsprogramme und Monte-Carlo-Berechnungen sind solche Wertemeist schon ausreichend. Die Forderungnach Nicht-Vorhersagbarkeit undweitere kryptologische Belange sindhier aber nur begrenzt erfüllt. Das erklärtsich unter anderem daraus, daßein Jahr „nur” etwa 31,5 MillionenSekunden hat und diese Anzahl vonWerten auf einem modernen PCschnell durchprobiert ist.Eine interessante Methode ist die inder E-Mail-Verschlüsselungs-SoftwarePGP (Pretty Good Privacy) enthalteneAufforderung an den Nutzer, für dasErzeugen zufälliger Schlüssel auf derTastatur nacheinander „zufällige”Tasten zu drücken. Zusammen miteiner Nachbehandlung der eingegebenenZeichenfolgen durch komplizierteUmformungen dürfte hier das Kriteriumder Nicht-Vorhersagbarkeit weitgehenderfüllt sein.Sind jedoch größere Mengen an zufälligenParametern erforderlich und/oder die Schlüsselerzeugung soll möglichstunabhängig von Personen erfolgen,müssen andere Lösungen in Betrachtgezogen werden. Der effektivenund sicheren Erzeugung von Zufallszahlenkommt auch im Zusammenhangmit der Umsetzung des Signaturgesetzeseine hohe Bedeutung zu.Verschiedene physikalische Phänomenekönnen die Grundlage fürGeneratoren liefern, die zufällige Bit-Folgen erzeugen können. Ein Beispieldafür ist das Nutzen der Rauscheigenschaftenvon Z-Dioden. Durch Signalaufbereitungdieses Rauschens sind Bit-Folgen erzeugbar, die nicht vorhersagbarsind und bezüglich ihrer statistischenEigenschaften „idealen” Zufallsfolgenentsprechen.Im nächsten Heft geht es um statistischeKriterien, mit denen die Qualitätder erzeugten Zufalls-Bit-Folgen bewertetwerden kann.Dr. Ralph WernsdorfNäheres unter Kennziffer 164/26LITERATUR– R. Zielinski: Erzeugung von Zufallszahlen.Fachbuchverlag Leipzig, 1978.– P. H. Müller (Hg.): Lexikon der Stochastik,Akademie-Verlag Berlin, 1991.– R. Wobst: Abenteuer Kryptologie. Addison-Wesley, 1998.Neues von Rohde & Schwarz Heft 164 (1999/IV) 39

Besuchen Sie uns im Internet: www.rsd.deNeues von Rohde & Schwarz 164 (1999/IV) · PD 757.5050.11 · B42622ROHDE & SCHWARZ GmbH & Co. KG · Mühldorfstraße 15 · D-81671 München · Postfach 80 14 69 · D-81614 MünchenSupport Center: Tel. 018 05 12 42 42 · E-Mail: customersupport@rsd.rsd.de · Fax (089) 41 29-37 77