Neues von Rohde & Schwarz

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1 Neues von Rohde & Schwarz Hochpräziser PN-Scanner hilft bei der Optimierung von UMTS-Netzen Wirtschaftliches Mobiltelefon-Testsystem für die Massenproduktion Luftgekühlte VHF-Mittelleistungssender für analoge und digitale TV-Standards 2002/IV 176

2 HEFT /IV 42. Jahrgang Der UMTS-PN-Scanner R&S TS5K51C analysiert die Empfangs situation von CDMA- Signalen schnell, genau und fehlerfrei (Seite 4) MOBILFUNK Versorgungs-Messsysteme PN-Scanner R&S TS5K51C Der Turbo für die Optimierung von UMTS-Netzen...4 Testsysteme Testsystem für Mobiltelefone R&S TS7180 Startklar für Massenproduktion, Wareneingangskontrolle und Service...10 Protokolltester GSM-Protokoll-Analysatoren R&S CRTU-G / CRTU-S Mehrzellensysteme mit bis zu vier GSM-Zellen /2 Das neue Testsystem R&S TS7180 für Leiterplatten-Tests (PCB), HF-Abgleich und Endtests unterstützt die aktuellen Mobilfunkstandards GSM/GPRS, TDMA(IS-136), AMPS, CDMA(IS- 95), CDMA2000 sowie in Kürze WCDMA und den Funkstandard Bluetooth (Seite 10). Funkmessplätze Universal Radio Communication Tester R&S CMU300 WCDMA-Generator für Tests an 3GPP-Basisstationsempfängern...17 Universal Radio Communication Tester R&S CMU200 Empfänger-Messungen an GPRS- und EGPRS-Mobiltelefonen...21 Universal Radio Communication Tester R&S CMU200 Sprachcoder für Audiomessungen bei CDMA Neues von Rohde&Schwarz 2 ALLGEMEINE MESSTECHNIK Testsignale Kompendium Professional Test DVDs Video- und Audio-Testsignale für den professionellen Einsatz...28 Heft 176 (2002/IV)

3 Netzwerkanalysatoren Netzwerk- und Komponentenanalysator R3860 von Advantest Flexibler Automat für Messungen an HF-Komponenten und Modulen...32 Messverfahren Vektor-Signalgenerator R&S SMV Golden Devices : Königsweg oder Umweg? /2 Mikrowellen-Signalgenerator R&S SMR Hervorragende Signalquelle für die skalare Netzwerkanalyse Die großen Stärken des Advantest-Netzwerkund Komponentenanalysators R3860 sind die Messung symmetrischer Messobjekte mit allen erforderlichen Simulationsmöglichkeiten, die Messgeschwindigkeit sowie die Mehrtormessungen mit automatischen Messroutinen (Seite 32). RUNDFUNKTECHNIK Fernsehsender VHF-Senderfamilie R&S NM/NW7001 VHF-TV-Mittelleistungssender für alle terrestrischen Standards...40 IM BLICKPUNKT Mit den luftgekühlten VHF-Mittelleistungssendern R&S NM/NW7001 bietet Rohde&Schwarz nun eine komplette Produktfamilie für alle Leistungsklassen von 50 W bis 40 kw im VHF- und UHF-Bereich an (Seite 40). Datacasting Datenpakete im Internet: Viele Wege führen zum Ziel WEITERE RUBRIKEN Mess-Tipp Allgemeine Messtechnik Frequenzgangkompensation für Generatoren der Familie R&S SMx...37 Kurznachrichten CD-ROM-Tipp Messgeräte und Messsysteme Neuer Messtechnik-Katalog Neues von Rohde&Schwarz 3 Impressum Herausgeber: Rohde&Schwarz GmbH&Co. KG Mühldorfstraße München Support-Center: Tel customersupport@rohde-schwarz.com Telefax (089) Redaktion und Layout: Ludwig Drexl, Redaktion Technik (München) Fotos: Stefan Huber Auflage deutsch, englisch und französisch Erscheinungsweise: ca. viermal pro Jahr ISSN Bezug kostenlos über die Rohde&Schwarz-Vertretungen Printed in Germany by peschke druck, München Nachdruck mit Quellenangabe und gegen Beleg gern gestattet. Heft 176 (2002/IV)

4 BILD 1 Der hochpräzise PN-Scanner R&S TS5K51C (hier die Laptop-Version) setzt neue Maßstäbe für das Analysieren von UMTS- Störsignalen /2 PN-Scanner R&S TS5K51C Der Turbo für die Optimierung von UMTS-Netzen Ähnlich wie eine schnelle Fouriertransformation in Bruchteilen der Rechenzeit eines DFT-Algorithmus zum Ergebnis kommt, so können auch Skalarprodukte äußerst effizient berechnet werden. Ein solch rasantes Verfahren ist der Turbo im UMTS-PN- Scanner R&S TS5K51C (BILD 1), der als Staffelerster einer neuen Produktlinie die Empfangs situation von CDMA-Signalen schnell, genau und fehlerfrei analysiert. Neues von Rohde&Schwarz PN-Scanner helfen bei Problemen in UMTS-Netzen Aufgabe von PN-Scannern (PN: Pseudo Random Noise Code) ist es, die Empfangssituation in einem 3GPP-Netz möglichst detailliert zu erfassen. Die gemessenen Daten helfen dem Netzbetreiber, Planungs- und Aufbaufehler schnell zu finden und Abhilfe zu schaffen sowie seine Planungswerkzeuge zu verfeinern. 4 Heft 176 (2002/IV) Anlass zum Optimieren geben Gebiete, die von Pilot Pollution betroffen sind, also z.b. unebenes Gelände, Brücken und Hochstraßen, die von zu vielen Sendestatio nen gleichzeitig und auf dem gleichen HF-Kanal versorgt werden (BILD 2). Trotz hoher Feldstärke ist die Verbindung aufgrund der vorhandenen Gleichkanal interferenz mangelhaft. UMTS ist in diesen Situationen toleranter als GSM die Störungen verursachen keinen Verbindungsabbruch, sondern nur eine Reduktion der Datenrate. Damit geht jedoch eine Mehrbelastung des Funkkanals einher. Um eine minimal notwendige Übertragungsrate aufrechtzuerhalten, werden einerseits die Sendeleistungen erhöht und andererseits Handover zu den in diesem Gebiet am besten zu empfangenden Basisstationen durchgeführt. Da die gewünschte Eigenschaft Best Server bei Pilot Pollution nur von kurzer Dauer ist, finden häufig Hand over statt, die weitere kostbare Kanalressourcen binden. Oft lässt sich die Pilot Pollution mit den Messdaten aus PN-Scannern durch das Anpassen von Zellgrößenparametern oder das Ausrichten weniger Antennen beseitigen und das wertvolle Frequenzband dadurch intensiver nutzen und die mittlere Datenrate erhöhen.

5 MOBILFUNK Versorgungs-Messsysteme Ähnliche Störquellen für UMTS-Verbindungen sind schnelles Fading und Mehrwege ausbreitung (BILD 3). Auch in diesen Fällen reicht die am Mobile eintreffende HF-Leistung zunächst aus. Allerdings verteilt sie sich auf verschiedene Pfade, aus denen je nach Qualität des Mobiltelefons mehr oder weniger Signalanteile zur Übertragung verwendet werden können. Bei Signallaufzeitunterschieden verschwindet die Orthogonalität aller von einer Basisstation gesendeten Codes. Dadurch produzieren alle gesendeten Signale der Server-Station, insbesondere die Signale für andere Teilnehmer, starke Störungen an den Mobiles, die Mehrwegeempfang haben. Dieser bei FDMA und TDMA nicht vorhandene CDMA-spezifische Effekt erfordert eine sorgfältige Analyse der Mehrwegeausbreitung bei Aufbau und Optimierung von UMTS-Netzen. PN-Scanner sind UMTS-Testmobiles überlegen Netzbetreiber stehen vor der Herausforderung, die verbesserten Eigenschaften mobiler Funkversorgung durch UMTS- Technik auch wirklich auszuschöpfen. Um die Versorgungsqualität festzustellen, werden wie in GSM-Netzen auch bei UMTS Testmobiles verwendet. Mit diesen lassen sich jedoch die Ursachen für eine schlechte Qualität nur unzureichend ermitteln. Für solche Aufgaben sind PN-Scanner weitaus geeigneter, weil sie sich gegenüber einem Endgerät durch bessere Empfangseigenschaften auszeichnen und insbesondere in Problemzonen den Überblick behalten. Im Gegensatz zu UMTS-Mobiltelefonen, die gleichzeitig nur wenige Signale aus den stärksten Pfaden von einer oder zwei Basisstationen verarbeiten, müssen PN-Scanner die Pilotträger möglichst vieler Basisstationen in möglichst zahlreichen Pfaden messen können, damit Störungen wie Pilot Pollution, Mehrwege ausbreitung und Fading sicher erfasst werden. Diese Eigenschaften sichert im PN-Scanner R&S TS5K51C BILD 2 Die kartografisch dargestellte Pilot Pollution gibt an, wie viele Basisstations-Pilot-Signale innerhalb eines Kanals einen Leistungsschwellenwert überschreiten, der in einem konfigurierbaren Abstand unter der Pilotleistung des Best Servers liegt. BILD 3 Birth Death Fading, von 3GPP für Mobile Conformance Tests spezifiziert, mit dem Signalgenerator R&S SMIQ erzeugt und mit dem R&S PN-Scanner gemessen. Von 11 verschiedenen Pfaden sind abwechselnd je zwei quasizufällig gewählte Pfade mit gleicher Signalleistung aktiv. Neues von Rohde&Schwarz 5 Heft 176 (2002/IV)

6 MOBILFUNK Versorgungs-Messsysteme ein neuartiger Rake-Empfänger. Er unterscheidet sich von einem UMTS-Mobile- Empfänger dadurch, dass er sich bei wesentlich kleinerem E c /I o auf den Pilotträger einer Basisstation synchronisieren kann und um Größenordnungen mehr Rake-Finger besitzt, die den gleichzeitigen Empfang zahlreicher Nutz- und Störsignale sicherstellen. Ausgefeilte Technik sorgt für eine sichere Synchronisation Wenn sich ein UMTS-Empfänger auf eine Basisstation synchronisiert, sucht er den basisstations-spezifischen Pilotträger, der mit der Chiprate von 3,84 MHz QPSK-moduliert ist. Dessen Inhalt wiederholt sich alle 10 ms. Da die Chipfolge des Pilotträgers je nach Scrambling Code (SC) verschieden ist und 512 SCs verwendet werden, gibt es in einem beliebigen UMTS-Signalabschnitt mit einer zeitlichen Auflösung von ½ Chipdauer knapp vier Millionen mögliche Anordnungen von Pilotsignalen. Deren Messung ist Aufgabe des PN-Scanners. Doch selbst mit schneller Hardware und optimierten Algorithmen dauert ein Test aller vier Millionen Möglichkeiten im praktischen Einsatz zu lange. zeigt das Resultat eines Standardkorrelationsfilters für Primary Synchronisation Channels (P-SCH), in BILD 4b das Ergebnis des verbesserten Filters im PN-Scanner von Rohde&Schwarz. Mit diesem Filter werden bis auf die Kreuzkorrelationen des P-SCH alle anderen Störsignale um ca. 10 db stärker unterdrückt als vom Standardfilter, was es ermöglicht, die Synchronisation mit einer um 10 db verbesserten Dynamik durchzuführen. Im Gegensatz zu Mobiltelefonen, auf Mobile-Technik basierten Empfängern oder anderen PN-Scannern kann sich der BILD 4a Primäre Synchronisationssequenz, die mit einem Standard-Korrelator aus einem UMTS-Signal gefiltert wurden. PN-Scanner von Rohde&Schwarz durch Einsatz des optimierten Filters auch auf Pilotträger von Basisstationen synchronisieren, die zwar für die Datenübertragungen zu schwach sind, aber bestehende Verbindungen dennoch stören. Ein PN-Scanner muss insbesondere Störsignale erfassen und sich auf diese synchronisieren. Dafür benutzt der R&S TS5K51C ein gegenüber Mobile- Empfängern verbessertes Verfahren. UMTS-Mobiles tolerieren die während der Synchronisation falsch bestimmten Pilotträger, weil diese beim anschließen- Um die Pilotträger schneller finden zu können, sucht der PN-Scanner von Rohde&Schwarz in einem ersten Schritt die dem UMTS-Signal eingeprägten primären und sekundären Synchronisationssequenzen. Sind diese gefunden, so reduziert sich die Anzahl der Möglichkeiten, je nachdem wie viele sekundäre Synchronisationssequenzen ermittelt wurden, bis auf acht. BILD 4b Das im PN- Scanner von Rohde&Schwarz verwendete Filter liefert ein um 10 db besseres Ergebnis der P-SCH-Korrelation. Da kontinuierlich gesendete Pilotträger bei wesentlich kleinerem E c /I o messbar sind als die nur 256 Chips langen Synchronisationssequenzen, hängt der Erfolg der Synchronisation fast ausschließlich von der Messung der Synchronisationssequenzen ab. BILD 4a Neues von Rohde&Schwarz 6 Heft 176 (2002/IV)

7 den Demodulieren ausgesondert werden. Schwache oder schwankende Störsignale sind prinzipiell nicht demodulierbar. Der Rohde&Schwarz-PN-Scanners modifiziert die Messungen, indem er mehrere lange Pilotsignalabschnitte untersucht und Dopplereffekte berücksichtigt. Dadurch erreicht er einen höheren Korrelationsgewinn als ein Mobile. Eine korrekte Synchronisation ist sichergestellt, falsche oder gar nicht vorhandene, so genannte Geistercodes, die in den ersten Synchronisationsschritten auftreten, werden im Gegensatz zu konkurrierenden Lösungen erkannt und ausgesondert. Hocheffiziente Rake-Empfänger für die Messung der Pilotträger Zur Messung der Pilotträgerleistungen (BILD 5) wird ein neuartiger Rake-Empfänger eingesetzt, dessen parallel arbeitende Finger unabhängig voneinander Pilotsignale aller relevanten Basisstationen für die jeweils verschiedenen Empfangspfade aus dem gemessenen Signalgemisch filtern. Die Finger des Rohde&Schwarz-Rake-Empfängers tauschen beim Bilden von Skalarprodukten untereinander Zwischenergebnisse aus, wodurch sich die Effizienz des gesamten Empfängers um ein Vielfaches erhöht. Da die für den Empfang nötigen Berechnungen in der MMX-Einheit des Pentium-Prozessors ausgeführt werden, ist gegenüber typischen DSP-Implementierungen ein weiterer Geschwindigkeitsvorteil erreicht und eine gute Basis für das Erweitern und Verbessern des PN-Scanners gegeben. Außer der Pfadleistung von Basisstationen wird sowohl die Frequenzverschiebung zwischen Empfänger und Sender gemessen als auch das zeitliche Driftverhalten der Basisstationen gegen über BILD 5 Gleichzeitig gemessene PN-Code- Leistung von 11 verschiedenen Basisstationen aus insgesamt 19 Ausbreitungspfaden. Der Ankunftszeitunterschied Delta T [µs] der UMTS-Rahmengrenzen verschiedener Signale dienten neben dem Scramblingcode SC zur Unterscheidung der Basisstationen (hier wurden zwei verschiedene Stationen mit Scramblingcode 7 empfangen). Die Vorteile des PN-Scanners Einfache, zeitsparende und hochpräzise UMTS-Versorgungsmessungen und Netzoptimierung Universell einsetzbares HF-Frontend, Spektrumanalysator oder Messempfänger Keine Authorisierung mit z.b. SIM- Karte zur Messung notwendig Flexibler Einsatz im Indoor- und Outdoor-Bereich Standard-Rechnerplattform, PCs oder Notebooks mit Windows NT/2000/XP verwendbar Zukunftssicherheit durch modulare Steuer-Software R&S ROMES Zusätzlich zu den speziellen UMTS- Displays aussagekräftige Displays zur Online-Analyse wie X/Y-Diagramm, Tabelle, Statistik, Kartendarstellung Universelles Messkonzept. Kombinierbar mit Messempfängern für reine CW-Messaufgaben, mit Testmobiles für CDMA, GSM/GPRS Post Processing Tool R&S RODAS für das Verarbeiten einzelner, regionaler oder landesweiter Messdaten aus UMTS und anderen Technologien Neues von Rohde&Schwarz 7 Heft 176 (2002/IV)

8 MOBILFUNK Versorgungs-Messsysteme der internen Zeitbasis. Letztere kann mit der hochgenauen Zeitbasis der GPS- Satelliten synchronisiert werden. Beide Messwerte sind für die Synchronisation von Mobiltelefonen und für das Handover entscheidende Qualitätsparameter der UMTS-Basisstation. Der Rohde&Schwarz-PN-Scanner kann das Zeitverhalten der Basisstation auch im Wirkbetrieb überwachen. Spektrumanalyse für Up- und Downlink Selbst ein perfekt aufgebautes UMTS- Netz verliert merklich an Qualität, wenn es von externen Störungen heimgesucht wird. Um solche Störungen mit dem PN-Scanner zu finden, werden parallel zu PN-Code-Messungen Uplinkund Downlinkspektren gemessen, angezeigt und aufgezeichnet. Die sich zeitlich ändernde Spektralleistung wird in einer zweidimensionalen Farbgrafik dargestellt (BILD 6) und anhand des Frequenz- / Zeitverlaufs lässt sich die Herkunft von dort sichtbaren externen Störern eingrenzen oder direkt bestimmen. Für die Spektrumanalyse werden die hardwaregesteuerten analogen schmalbandigen Filter im Spektrumanalysator verwendet. Gegenüber auf FFT basierten digitalen Verfahren zeichnet sich das analoge Verfahren durch eine erhöhte Dynamik aus, wie sie bei mobilen Messungen über mehrere UMTS-Bänder nötig ist. Die Notebook-Variante (BILD 1) findet in allen Fällen Anwendung, wo es um flexiblen Einsatz geht, z.b. in wechselnden Fahrzeugen oder im Innenraumbereich. Alle Systemkomponenten sind einzeln verwendbar, es werden Magnethaftantennen eingesetzt und die Stromversorgung erfolgt über 12 V DC aus dem Messfahrzeug. BILD 6 Zeitverlauf der spektralen Leistungsdichte im UMTS-Downlink-Band. Es sind drei aktive UMTS- Kanäle und oben links ein kurzzeitig vorhandener CW- Störer erkennbar. Die High-Performance-Systemlösung ist konzipiert als Turn-Key-Lösung für die Installation in ein Messfahrzeug. Hier garantiert der feste und robuste Aufbau auch unter erschwerten Umweltbedingungen einen zuverlässigen Messeinsatz. Das System kann als reiner PN-Scanner oder aber auch als CW- (Pegelmessung, nur R&S ESPI) und PN-Scanner konfiguriert werden. Die Geräte R&S FSP/ ESPI, die in dieser Applikation als HF- Frontend und Spektrumanalysator eingesetzt wird, entsprechen dem neuesten Stand der Technik und sind Spitzenprodukte aus der Messgerätefamilie von Rohde&Schwarz [1, 2]. Konfiguration des PN-Scanners und seine Einsatzbereiche Der UMTS-PN Scanner kann sowohl als kostengünstige Variante mit Notebook als auch in Form einer High-Performance- Lösung konfiguriert werden. Welche Systemlösung zu bevorzugen ist, hängt vom Einsatzbereich ab. Neues von Rohde&Schwarz 8 Heft 176 (2002/IV)

9 Software-Plattform R&S ROMES Die extrem flexible und leistungsstarke Mess-Software R&S ROMES [3], die für alle Systeme der Versorgungsmesstechnik von Rohde&Schwarz eingesetzt wird, ist Bestandteil des PN-Scanners. Mit ihr werden Messempfänger, GPS-System und UMTS-Testmobile gesteuert sowie Messdaten gespeichert und ausgewertet. R&S ROMES ist durch den Einsatz von Windows-Interface-Elementen und -Techniken wie Drag and Drop komfortabel und intuitiv zu bedienen. Das Konzept der Software ist modular, d.h. sie lässt sich durch Laden und Konfigurieren entsprechender Gerätetreiber an die gewünschte Applikation anpassen. Dies ist besonders wichtig für das Einbinden von unterschiedlichen Typen zukünftiger UMTS-Testmobiles, aber auch für gemischte Anwendungen bei parallelen Messungen verschiedener Technologien wie GSM / GPRS, UMTS, IS-95, CDMA2000 etc. Fazit Rohde&Schwarz setzt mit dem hochpräzisen PN-Scanner R&S TS5K51C neue Maßstäbe für das Analysieren von UMTS- Störsignalen. Für das Bestimmen der Quality of Service (QoS) werden sowohl kommerzielle als auch UMTS-Testmobiles verschiedener Hersteller adaptiert. Der PN-Scanner deckt die Bereiche Netzplanung, Netzaufbau, Optimierung, Qualitätssicherung und Service für in Funktion und Größe optimierte Systeme ab. Johann Maier; Otmar Wanierke Vielseitige und präzise Messfunktionen Extrem schnelle Messungen im High- Speed-Modus (10 Messungen/s) Automatischer Best Server Display Mode (Top 1 bis Top 32) Technische Information unter (Suchbegriff TS5K51C) Extreme Empfindlichkeit bis 127 dbm im High-Dynamic-Modus, 119 dbm im High-Speed-Modus dynamische Rake-Finger für das Erfassen aller auftretenden UMTS-Signale Schnellste Synchronisation auf die PN-Codes (24 ms pro Pilot) Messung von Mehrwegeausbreitungen (CIR View) Mehrkanal-Messmöglichkeit (bis zu 12 Kanäle je Messfahrt) Anzeige des UMTS-Frequenzbands und des Up- und Down-Link-Spektrums mit 70 db Dynamik Spectrum History Display für das Erfassen von Fremdstörern und Fading-Effekten Analyse der Pilot Pollution Leistungsmessungen im P-SCH (Primary) und S-SCH (Secondary Synchronization Channel) Messung des relativen Frequenzfehlers von Basisstationen Root Mean Square (RMS) Delay Spread bezogen auf ein Chip Messung der Zeit-Drift der Basisstatio nen bezogen auf die GPS-Zeit Messung der Dopplerfrequenz einzelner Pfade Integriertes GPS-System mit Darstellung der Messwerte in einer Karte Technische Information zum R&S TS5K51C LITERATUR [1] Spektrumanalysator R&S FSP Mittelklasse mit High-End-Ambitionen. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr. 166, S [2] Precompliance-Messempfänger R&S ESPI: Multitalent im Entwicklungslabor. Neues von Rohde&Schwarz (2001) Nr. 171, S [3] Mess-Software R&S ROMES3: Daten aus Versorgungsmessungen erfassen, analysieren und visualisieren. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr. 166, S Neues von Rohde&Schwarz 9 Heft 176 (2002/IV)

10 MOBILFUNK Testsysteme Testsystem für Mobiltelefone R&S TS7180 Startklar für Massenproduktion, Wareneingangskontrolle und Service Moderne Mobiltelefone kennzeichnet ein kompaktes Design mit nur wenigen Bauteilen. Dies vereinfacht einerseits den Umfang der Produktions tests, andererseits sind aber nach wie vor präzise, schnelle und umfassende HF-Messungen erforderlich. Hinzu kommt, dass es mit der Einführung von 3G auch Mobiltelefone geben wird, die mehrere Mobilfunkstandards in einem Gerät unterstützen. Hier ist ein Produktionstestsystem wie das neue R&S TS7180 gefragt, das alle diese Anforderungen bei bester Wirtschaft /6 BILD 1 Testsystem R&S TS7180 mit Adapter R&S TS7110. lichkeit und Flexibilität erfüllt. * Bluetooth ist eingetragenes Warenzeichen von Bluetooth SIG, Inc., USA und von Rohde&Schwarz lizensiert. Wirtschaftlich und flexibel Wie bereits die Produktionstest plattform R&S TS7100 [1] ist auch das neue R&S TS7180 (BILD 1) für Leiterplatten-Tests (PCB), HF-Abgleich und Endtests konzipiert. Beide Testsysteme unterstützen gleichermaßen die aktuellen Mobilfunkstandards GSM/GPRS, TDMA(IS-136), AMPS, CDMA(IS-95), CDMA2000 sowie in Kürze WCDMA und den Funkstandard Bluetooth *. Die Grundfunktionalität ist bei beiden Systemen annähernd gleich, wobei das neue Testsystem als Steuerrechner einen preisgünstigeren Industrie-PC nutzt, während das R&S TS7100 mit der universellen PXI/CompactPCI-Testplattform R&S TSVP ausgestattet ist. Die umfangreiche Rohde&Schwarz-Treiberbibliothek GTSL (Generic Test Software Library) läuft auf beiden Systemen gleichermaßen. Die Wirtschaftlichkeit und Flexibilität des neuen Testsystems ist für Start-up-Unternehmen im Mobiltelefonmarkt und Auftragshersteller interessant, weil diese mit vergleichsweise niedrigen Investitio- 10

11 nen ihre Produkte testen können. Dies spielt auch eine wichtige Rolle beim Einsatz in Service-Zentren und für die Wareneingangsprüfung bei Netzbetreibern. Für Handover-Tests von WCDMA zu GSM bzw. von CDMA2000 zu IS-95 ist nur ein Testsystem R&S TS7180 erforderlich. Es ist sogar zu erwarten, dass künftige Mobiltelefone mehrere 3G-Technologien wie WCDMA und CDMA2000 in einem Gerät unterstützen. Auch für diese Fälle ist das R&S TS7180 ausgelegt. In Kombination mit dem neuen geschirmten Adapterkit R&S TS7110 können alle leitungsgebundenen HF- Tests, Tests über Antenne, Spannungsversorgungs- und Akustik-Tests mit ein und demselben Adapter durchgeführt werden. Die zu testenden Mobiltelefone müssen dabei weder mit Akku noch mit SIM-Karte ausgerüstet sein. Das R&S TS7180 besteht aus folgenden Standard-Komponenten (BILD 2): Universal Radio Communication Tester R&S CMU200 Industrie-PC mit Windows 2000 Generic Test Software Library GTSL, lauffähig für Test Executive TestStand von National Instruments Stromversorgungsgeräte R&S NGMO2 oder Keithley 2306 Der zukunftssichere Mobilfunktester R&S CMU200 Sämtliche Akustik- und HF-Tests (mit und ohne Signalisierung) erledigt der Universal Radio Communication Tester R&S CMU200 [2]. Dessen Modularität und Erweiterbarkeit für künftige Standards ist dabei von großem Vorteil, denn er kann jederzeit mit zusätzlichen Hardoder Software-Optionen zum Multiprotokolltester ausgebaut werden. Dies gilt aktuell für die Standards GSM, GPRS, EDGE, CDMA (IS-95), AMPS, TDMA (IS- 136), CDMA2000 und WCDMA. Speziell für den Einsatz in der Produktion sind seine kleine Bauhöhe von nur vier Höheneinheiten, die geringe Verlustleistung, seine Selbsttestfähigkeit und die hohe Reproduzierbarkeit der Messergebnisse von entscheidender Bedeutung. Intelligentes Adapterkit Mit dem R&S TS7110 steht ein über USB (Universal Serial Bus) fernsteuerbares flexibles Adapterkit zur Verfügung, das sich modular vom einfachen geschirmten Gehäuse bis hin zum kompletten Endtest-Adapter mit eingebauter Antenne, Lautsprecher, Mikrofon und Pneumatik ausbauen lässt (BILD 2). Das Mobiltelefon befindet sich auf einer Wechselplatte, die leicht gegen ein anderes Messobjekt ausgetauscht werden kann. Die pneumatische Unterstützung erleichtert wesentlich die Handhabung der Schirmhaube. Die Testadapterschnittstelle beinhaltet alle notwendigen Umschalteinrichtungen und Verstärker zum Test der Audio-Loops im Mobiltelefon. Ein RS-232-C-Pegelkonverter stellt die Verbindung zum Messobjekt her. Zusätzliche freie Relais bieten die Möglichkeit für Erweiterungen, z.b. Testpunkte für Spannungsmessungen. Einfache Systemerweiterungen können schon so kostengünstig im Adapter realisiert werden. Adapterkit R&S TS7110 Adapterkit R&S TS7110 Endtest Kanal 2 Endtest Kanal 1 R&S CMU200 BILD 2 Prinzipschaltbild des Testsystems R&S TS7180 mit R&S TS7110. Adapter- Steuerung HF R&S CMU200 Stromversorgungsgeräte Verstärker/ Umschalter Audio Adapter- Steuerung Testadapter- Schnittstelle Akku / Ladegerät / Sensing Pegelkonverter Messobjekt-Steuerung IEC-Bus 0 USB-DIO- Interface Adapter-Steuerung Industrial PC IEC-Bus 1 Industrie-PC 11

12 MOBILFUNK Testsysteme Start Sequencer Pre UUT Loop: Configure Report and Database Setup Libraries Configure Instruments Load Tables for RF and AF Path Characterization Load Limit and Parameter Tables Next UUT? No Yes Pre UUT: Interaction with Fixture Load UUT Data (e.g. serial number) BILD 4 TestStand Sequence Editor. Test Sequence BILD 5 Generic Test Operator Interface. Post UUT: Generate Report Log Results to Database Set Instruments to Default State Interaction with Fixture Post UUT Loop: Reset Instruments Cleanup Libraries End Sequencer BILD 3 Prozessmodell TestStand. Neues von Rohde&Schwarz 12 Heft 176 (2002/IV)

13 Scalable solutions from low-cost standard system to turnkey production system Versatile applications Scalable solutions Cost-effective solution For all common mobile radio Comprehensive modular test Low-cost solution R&S TS7180 standards library for immediate use or easy with industrial PC For mass production and service customization Maximum throughput owing to For all production steps including Scalable from low-cost platform extremely short measurement PCB tests, functional tests, R&S TS7180 using industrial PC to times of R&S CMU200 and real RF adjustment and final tests modular system platform R&S parallel testing using two independent IEC/IEEE bus systems covering RF, acoustic, keypad TS7100 using PXI/CompactPCI and display functions Easy upgrade to 3rd generation Easy upgrading for upcoming Multiprotocol and multiband tests mobile radios mobile radio standards with Radio Communication Tester Test of several mobile radio R&S CMU200 standards with one R&S CMU200 All hardware and software components based on industry standards Angepasst an die Produktion Für die Realisierung eines vollautomatischen Testablaufs werden die einzelnen Einstell- und Messfunktionen der GTSL (Generic Test Software Library) mit Hilfe des TestStand-Sequence-Editors zu einem kompletten Prüfablauf zusammengestellt (BILD 4). Dies beinhaltet auch Audiomessungen sowie die Adapter- und Messobjektansteuerung. Es sind dafür keinerlei Programmierkenntnisse notwendig. Auch 2-Kanal-Betrieb ist möglich, dabei werden zwei Messobjekte mit der gleichen Prüfsequenz unabhängig voneinander gleichzeitig getestet. Ein speziell auf den Bedarf des Produktionsablaufs zugeschnittenes Process Model von TestStand erleichtert wesentlich die zusätzliche Integration von einmaligen Geräteeinstellungen nach dem Hochfahren des Systems (BILD 3). In gleicher Weise integriert sind die Adapteransteuerung, die Ermittlung der Serien nummer und die Reportgenerierung bzw. Datenbankanbindung nach jedem Prüfablauf. Weltweiter Support Regionale Integrationszentren von Rohde&Schwarz stellen weltweit die Nähe zum Anwender sicher. Erfahrene Ingenieure unterstützen ihn bei der individuellen Konfiguration des Systems sowie bei der Auswahl der optimalen Teststrategie und übernehmen anschließend auch die Integration des Systems in die vorhandene Infrastruktur. Service und Wartung nach der Installation sowie die Schulung des Bedien-, Service- und Wartungspersonals gehören ebenso zum Repertoire. Auf Wunsch sind maßgeschneiderte Wartungsverträge entsprechend der individuellen Anforderungen möglich. Rohde&Schwarz bietet mit dem neuen Testsystem und dem Support eine vollständige Lösung für den Test von Mobiltelefonen und ermöglicht eine kurze Anlaufphase, hohen Produktionsdurchsatz, niedrigste Testkosten und eine umfassende Testabdeckung. Manfred Gruber; Georg Steinhilber Weitere Informationen und Datenblatt unter (Suchbegriff TS7180) Test Platform for Mobile Phone Production R&S TS7100/R&S TS7180 LITERATUR [1] Produktionstestplattform für Mobiltelefone R&S TS7100: Kompakt, flexibel und startklar für die Massenproduktion. Neues von Rohde&Schwarz (2000) Nr.169, S [2] Siehe Beitrag auf Seite 21 in diesem Heft. Die wichtigsten Eigenschaften des Testsystems R&S TS7180 Niedrige Kosten und damit ideal sowohl für die Massenproduktion als auch für den Service Beinhaltet den R&S CMU200, der alle gängigen Mobilfunkstandards in einem Gerät vereint Wesentliche Vereinfachung der Programmierung des R&S CMU200 durch GTSL (Generic Test Software Library) GTSL-Software lauffähig auf Desktop-PC als auch im R&S TS7180 oder R&S TS7100 GTSL wird ständig und auch in Zukunft um neue Standards erweitert. Unterstützt werden derzeit: GSM/GPRS, TDMA (IS-136), AMPS, CDMA (IS-95), CDMA2000, Bluetooth und in Kürze WCDMA Multi-Protocol-Tests mit einem Messobjekt und einem Testsystem Bibliothekskonzept ermöglicht Integration in beliebige Produktionstest- Software Bibliotheken auch vom Anwender erweiterbar Gleichzeitiger asynchroner Test von zwei Messobjekten Automatische Berücksichtigung des Frequenzgangs von HF- und NF-Pfad Leistungsfähige Entwicklungsumgebung für das Erstellen der Test- Sequenzen (TestStand von National Instruments) Datenbankschnittstellen und Report- Generierung Lauffähige Sequenzen für Endtest und Systemcharakterisierung Einfache Anwender-Schnittstelle GTOP für den vollautomatischen Ablauf der Test-Sequenz in der Produktion (BILD 5) Adapterkonzept, das auch Antennen- Tests und Akustik-Tests mit einschließt Weltweiter Support über System Support Center in Asien, Europa und USA 13

14 BILD 1 Kostengünstiges Mehrzellensystem mit einem Protokoll-Analysator R&S CRTU-G und drei R&S CRTU-S /6 GSM-Protokoll-Analysatoren R&S CRTU-G / CRTU-S Mehrzellensysteme mit bis zu vier GSM-Zellen Rohde&Schwarz erweitert sein Portfolio für die GSM-Protokollanalyse ständig. Aktuelle Entwicklungen sind u.a. Mehrzellensysteme, die aus bis zu vier GSM-Protokoll-Analysatoren R&S CRTU-G bestehen und bis zu vier vollständige GSM-Zellen für Tests simulieren, sowie der Protokoll-Analysator R&S CRTU-S (CRTU- Small ), der kleine Bruder des R&S CRTU-G. Mehr HF-Kanäle für komplexe Protokolltest-Szenarien Über ein Jahr nach seiner Einführung hat sich der GSM-Protokoll-Analysator R&S CRTU-G [1] als Testplattform behauptet, die offen ist für neue GSM- Technologien und Erweiterungen. Er unterstützt nicht nur GSM, sondern auch GPRS, EGPRS, AMR, LCS und darüber hinaus auch das neue GSM-Frequenzband 850 MHz, das kürzlich in Nordamerika eingeführt wurde. Die beiden HF-Kanäle im R&S CRTU-G, die unabhängig voneinander konfiguriert werden können, ermöglichen es, den größten Teil der 3GPP-Testfälle auf diesem Analysator zu implementieren. Die Simulation einiger Szenarien mit größerer Komplexität erfordert jedoch mehr physikalische HF-Kanäle: z.b. beim Handover, bei dem die Mobilstation gleichzeitig zwei BCCH-Kanäle und zwei TCH-Kanäle bei einer Gesamtzahl von vier Funkkanälen sehen muss. Andere Beispiele sind der GPRS-Test, bei dem es notwendig ist, drei PBCCH zu implementieren, oder die Simulation von LCS-Szenarien, in der die Position des Telefons durch drei BCCH gemessen wird. Abkürzungen siehe Seite 16 14

15 MOBILFUNK Protokolltester Bisher konnten diese Tests ausschließlich auf dem R&S CRTx-DUO [2] oder dem GSM-Simulationssystem R&S TS891x von Rohde&Schwarz ausgeführt werden. Mit dem neuen Mehrzellensystem steht nun eine kostengünstige Alternative zur Verfügung. Ein Mehrzellensystem besteht aus einem R&S CRTU-G, dem Master, der einen oder mehrere Slaves ansteuert (R&S CRTU-G oder R&S CRTU-S siehe Kasten unten), ohne dass weitere Hardware- oder Software-Optionen erforderlich sind (BILD 1). An den Geräterückseiten sind Anschlüsse verfügbar, die für die zeitliche Synchronisation der Kanäle auf den verschiedenen Geräten verwendet werden können. Eine zweite TCP/IP-Verbindung dient der Kommunikation zwischen Master und Slave und nutzt die Netzwerkkarten in den Protokoll-Analysatoren. Es genügt daher ein gewöhnlicher Hub oder bei zwei einzelnen Geräten ein gemeinsames gekreuztes Kabel, um die Geräte zu einem System zu verbinden. Eine dritte Verbindung betrifft das Referenzsignal von 10 MHz, das allen Geräten gemeinsam ist, um exakte Phasen- und Frequenzgenauigkeit zu gewährleisten. Die HF- Verbindung schließlich wird mit Hilfe der Duplexer realisiert, welche über die Gerätefrontplatten zugänglich sind. Die von den HF-Kabeln und Duplexern verursachte Dämpfung wird automatisch kompensiert, was eine maximale Genauig keit der Funkpegel garantiert. Alle für den Aufbau eines Mehrzellensystems notwendigen Kabel sind jedem R&S CRTU-G / -S beigelegt. Mit einer neuen Software, dem Configuration Manager, kann die Betriebsart des Gerätes (Master oder Slave) ausgewählt werden. Eine Kalibrierung des Mehrzellensystems ist nur bei der ersten Inbetriebnahme erforderlich (die Kalibrierdaten werden im R&S CRTU-G /-S gespei- chert). Es ist problemlos möglich, ein Mehrzellensystem in wenigen Minuten aus einzelnen Analysatoren aufzubauen und bei Bedarf schnell wieder zu trennen. So lassen sich die einzelnen Geräte kosten- und zeiteffizient nutzen. Die vom R&S CRTU-G bekannte Programmbibliothek (Applics API) unterstützt vollständig die Anwendungsentwicklung für Mehrzellensysteme. Mit ihr können Applikationen, die für die früheren Systeme R&S CRTx-DUO oder R&S TS89x erstellt wurden, auf einfache Weise weiterentwickelt werden. Die Applics API ist so flexibel gestaltet, dass die von Rohde&Schwarz gelieferten Testfälle aus der 3GPP-Spezifikation selbstständig die Anzahl der vorhandenen Kanäle erkennen können und falls nicht genügend Kanäle vorhanden sind auch mit einer geringeren Anzahl laufen. Das System ist dann zwar für die Typzulassung nicht geeignet, für die Entwicklung von GSM-Endgeräten ist der Betrieb mit weniger Kanälen aber durchaus nützlich. Data Test Suite Die Entwicklung der Mobilfunkendgeräte geht in Richtung größerer Datenraten: Nach WAP, der Implementierung eines Browsers im Mobiltelefon, kennzeichnet die neuen GPRS-Endgeräte eine mit einer festen Telefonleitung vergleichbare Bandbreite und umfassende Funktionalitäten wie Client- , Browser, I-Mode, MMS etc. Der neue Protokoll-Analysator R&S CRTU-S Da nicht für alle Anwendungen die volle Funktionalität des Protokoll-Analysators R&S CRTU-G erforderlich ist, bietet Rohde&Schwarz den R&S CRTU-S an, der bei besonders wettbewerbsfähigen Kosten über etwas weniger Funktionen als der große Bruder verfügt. Wodurch unterscheiden sich die Geräte? Im Gegensatz zum R&S CRTU-G kann der R&S CRTU-S nicht allein für die Durchführung von Protokolltests verwendet werden und besitzt keine Entwicklungswerkzeuge (C++-Compiler, Message Composer etc). Seine primäre Anwendung ist es, als Slave- Einheit in Mehrzellensystemen zu dienen, womit sich die Kosten für ein System mit vier oder mehr physikalischen Kanälen spürbar senken lassen. Der R&S CRTU-S ist ohne dass zusätzlich Kosten anfallen mit allen GPRS-Funktionalitäten, allen verfügbaren Frequenzbändern und einigen Testszenarien ausgestattet. Zu diesen Szenarien zählt beispielsweise die Datenübertragung über GPRS von einem FTP-Server. Ebenso möglich ist der Sprachverbindungsaufbau einschließlich eines Loopback des Audiosignals mit AMR-Codecs, um in Verbindung mit dem Audioanalysator R&S UPL16 von Rohde&Schwarz die Tonqualität messen zu können. Des Weiteren lässt sich der R&S CRTU-S im Testsystem R&S TS8950G [3] von Rohde&Schwarz einsetzen, falls zur Ausführung von HF-Conformance-Tests ein Gerät mit zwei HF-Kanälen und eingeschränkter Signalisierung benötigt wird. Sehr gut einsetzen lässt sich der R&S CRTU-S auch mit der Data Test Suite, einem Software-Paket zum Testen der Applikationsebene in Mobilfunkendgeräten. 15

16 The reference for GSM Simulation of a GSM cell with two Programming interface for userdefined tests independent channels Platform for validated 3GPP Detailed analysis of messages at test cases various protocol layers Fit for future mobile radio standards Compact single-box, single-supplier solution with Windows 2000 operating system Upgradable to WCDMA MOBILFUNK Protokolltester Die Data Test Suite (BILD 2) wurde von der britischen Firma Analytek Ltd., einem langjährigen Partner von Rohde&Schwarz, realisiert. Mit ihr lässt sich die Datenübertragungsfunktionalität von GSM- und GPRS- Mobiltelefonen in einer kontrollierten, reproduzierbaren Funknetzumgebung überprüfen. Die Data Test Suite ist eine Windows -Anwendung, die auf einer Zustandsmaschine basiert, und die zur Simulation des Mobilfunknetzes eingesetzt wird. Im Paket enthalten sind ein Web- und ein Wap-Server, die auf dem R&S CRTU-G selbst laufen. Das Telefon wird über ein HF-Kabel an den Analysator angeschlossen. Damit ist es möglich, eine Serie von Szenarien zu generieren wie beispielsweise eine I-Modeoder WAP-Sitzung, wobei eine CHTMLoder WML-Seite vom Server über den R&S CRTU-G und das Telefon heruntergeladen wird. Die Seiten werden je nach Mobiltelefon auf dem Display oder auf einem an das Telefon angeschlossenen PC angezeigt. Verfügbar sind die Datendienste RLP (NTDS) und GPRS, aber auch die Unterstützung der Protokolle HSCSD und TDS ist absehbar. Eine Programmierbibliothek für die Data Test Suite, die separat erhältlich ist, erlaubt die Entwicklung von Testskripts. Damit sind zwei wesentliche Vorteile verbunden: Es können Testszenarien komplett automatisiert sowie vom Netz ausgehende Ereignisse generiert werden (z.b. Datenruf über das Telefon, SMS etc.). Es lassen sich somit eine große Anzahl an Szenarien in einer reproduzierbaren Umgebung erzeugen, um kostengünstig das Verhalten von Applikationen in GSM-/GPRS-Endgeräten unter verschiedenen Netzwerkbedingungen zu prüfen. Reiner Götz; Roberto Pagano Abkürzungen 3GPP AMR BCCH CHTML GPRS EGPRS HSCSD I-Mode LCS PBCCH RLP TCH TDS MMS NTDS WAP WML 3rd Generation Partnership Project Adaptive Multirate Broadcast Channel Compact Hypertext Markup Language General Packet Radio Service Enhanced GPRS High-speed circuit-switched data GPRS-ähnliches Verfahren in Japan Location Services Packet Broadcast Control Channel Radio Link Protocol Traffic Channel Transparent Data Services Multimedia Message Service Non Transparent Data Services Wireless Application Protocol Wireless Markup Language Weitere Informationen und Datenblatt unter (Suchbegriff CRTU-G) BILD 2 Die Data Test Suite für den Test der Datenübertragungsfunktionalität von GSM- und GPRS- Mobiltelefonen. Universal Protocol Tester CRTU-G Datenblatt R&S CRTU-G LITERATUR [1] GSM-Protokoll-Analysator R&S CRTU-G Wachablösung: Nach mehr als zehn Jahren ein neues GSM-Referenzsystem. Neues von Rohde&Schwarz (2001) Nr. 171, S [2] Digital Radiocommunication Test Set R&S CRTx-DUO Die Testplattform für HSCSD- und Multiträger-Applikationen. Neues von Rohde&Schwarz (1999) Nr. 161, S [3] HF-Testsystemfamilie R&S TS8950G / TS8955G: Zuverlässige HF-Tests für GSM-, GPRS- und EDGE-Mobiltelefone. Neues von Rohde&Schwarz (2002) Nr. 174, S

17 MOBILFUNK Funkmessplätze 43641/3N BILD 1 Universal Radio Communication Tester R&S CMU300. Universal Radio Communication Tester R&S CMU300 WCDMA-Generator für Tests an 3GPP-Basisstationsempfängern Die neuen Optionen R&S CMU-B76 und R&S CMU-K76 erweitern den R&S CMU300 (BILD 1) um WCDMA- Generatorfunktionen. Damit empfiehlt er sich außer für Empfängermessungen an GSM- / EDGE- Basisstationen erstmals auch Die Optionen im Überblick Der R&S CMU300 [1] unterstützt als weltweit erstes Gerät alle in der 3GPP- Spezifikation TS [2] definierten Reference Measurement Channels (RMC) bis zu einer Datenrate von 2 Mbit/s. Die WCDMA-Optionen (BILD 2) stellen alle wesentlichen Funktionen für Produktionstests zur Verfügung. Die wesentlichen Neuerungen sind: BILD 2 Die neuen Optionen zum R&S CMU300. Schon jetzt die Unterstützung von Datenraten bis 2 Mbit/s Signalerzeugung in Echtzeit mit einer Testdatenlänge bis zur PRBS16 für kontinuierliche Empfängermessungen Nahezu Echtzeit-Reaktion auf sich ändernde HF-Parameter. Das verhindert lange Power-Off-Phasen und ermöglicht ultraschnelle Messungen Kompakttester mit den Standards GSM / GPRS / EDGE und WCDMA in nur einem Gerät für Empfängermessungen an 3GPP-Basisstationen. Abkürzungen siehe Seite 20 Modell/Option Bezeichnung Funktionen R&S CMU300 Grundgerät R&S CMU-B76 Hardware-Option WCDMA-Layer-1-Board Layer-1-Board für Empfängermessungen an 3GPP-Basisstationen R&S CMU-K76 Software-Option; WCDMA- Sender für R&S CMU300 Software für Empfängermessungen an 3GPP-Basisstationen R&S CMU-U76 Hardware-Aufrüstung; WCDMA-Generator für R&S CMU300 Beinhaltet WCDMA-Layer-1- Board R&S CMU-B76 und Netzteil R&S SN250 17

18 MOBILFUNK Funkmessplätze Empfindlichkeitsmessungen an Basisstationsempfängern Das Einsatzgebiet des WCDMA-Generators ist der Test von Empfängern in Basisstationen (Node-B) und deren Modulen (BILD 3). Die Messung der Bit Error Rate des vom R&S CMU300 erzeugten Signals kann in der Basisstation, im angeschlossenen Radio Network Controller (RNC) oder über einen externen Analysator erfolgen. Bei den BER-Messungen besteht die Notwendigkeit der Synchronisation des Analysators auf das empfangene Signal. Vor allem bei den Reference Measurement Channels ist es notwendig, dass der Sender diese in einem vorgeschriebenen Format zu einem bestimmten Zeitpunkt (TTI) auf physikalischer Ebene aussendet. Dafür bietet der R&S CMU300 einen Frame-Trigger-Eingang. Nach dem Starten des WCDMA-Generators beginnt dieser nach Empfang des Frame-Triggers (10 / 20 / 40 / 80 ms) mit dem Aussenden des gewünschten Kanals. Der Basisstationsempfänger synchronisiert sich auf das HF-Signal des R&S CMU300 und errechnet dann die BER aus der Abweichung des empfangenen Signals von der erwarteten PRBS. Dadurch können in der Produktion von 3GPP-Basisstationen BER-Messungen ohne Verbindungsaufbau und somit auch mit geringstmöglichem Zeitverlust durchgeführt werden. Funktionalität und Betriebsarten Die in der 3GPP-Spezifikation TS definierten Generatorparameter gewährleisten standardisierte Messungen. Der WCDMA-Generator zum R&S CMU300 unterstützt alle für die Reference Measurement Channels definierten Datenraten von 12,2 / 64 / 144 / 384 / 2048 kbit/s (BILD 4). Mit der Auswahl eines dieser RMCs sind wesentliche Parameter wie Codierung, Slot-Format oder Time Transmission Intervall für eine BER-Messung festgelegt. Zusätzlich ist es dem Anwender freigestellt, eigene Kanalkombinationen einzustellen. Neben dem RMC Mode unterstützt der neue WCDMA-Generator den Physical Channel Mode (BILD 5). Hierbei erzeugt der Generator einen Kontrollkanal (DPCCH) und bis zu sechs Datenkanäle (DPDCH). Die entsprechenden Datenraten sind flexibel im Bereich 1 15 kbit/s bis kbit/s wählbar. Die entsprechenden Testdaten werden entweder auf Transportkanalebene in die Reference Measurement Channels oder direkt in die physikalischen Kanäle eingespeist (BILD 6). Als Testdaten stehen sowohl Pseudo-Random-Bit- Sequenzen PRBS9 / 11 /15 und 16 als auch feste Daten (00000, 11111, ) zur Verfügung. Universal Radio Communication Tester R&S CMU300 Basisstation TX- / RX-Einheit Mess- DSP BER- Analysator Pseudo Noise (PN) Line- Schnittstelle (A bis -Board) Sampler Decoder Echtzeit- Coder RX Signalisierung TX (RX/TX board) HF- Umschalter und Dämpfungsglieder Uu HF- Koppler und -Leistungsteiler TX RX Coder Decoder Schnittstellen- Board Iub Maintenance Controller (MMI, LMT) Netzwerk- Controller (RNC) Referenz- Board Frame- Takt BER- Analysator BILD 3 Messungen an Basisstationsempfängern mit dem R&S CMU Externer BER- Analysator (optional)

19 BILD 4 Generator-Menü des R&S CMU300 im Reference-Channel- Modus mit ausgewähltem 2-Mbit/s-Kanal. BILD 5 Generator-Setup-Menü des R&S CMU300 mit eingestelltem Physical-Channel-Mode. Information data DTCH Layer 3 Header 16 LAC header; padding discard DCCH Max. 80 padding CRC detection Turbo Code R=1/3 1st interleaving Attach empty bits Radio Frame segmentation Rate matching CRC Termination CRC detection Tail bit discard Viterbi decoding R=1/3 1st interleaving 100 CRC # # # #1 90 #2 90 #3 90 #4 90 #5 90 #6 90 #7 90 #8 90 # # # #1 84 #2 84 #3 84 #4 84 #5 84 #6 84 #7 84 # Tail 8 2nd interleaving Slot segmentation (into 6 segments) kbit/s DPDCH (6 code multiplex Tx) Radio frame FN = 8N Radio frame FN = 8N + 1 Radio frame FN = 8N + 7 BILD 6 3GPP-Uplink-Kanalcodierung am Beispiel des Reference Measurement Channels mit 2048 kbit/s (1 DPCCH und 6 DPDCH). Neues von Rohde&Schwarz 19 Heft 176 (2002/IV)

20 The base station tester for current and future mobile radio networks Extremely high-speed testing Highly accurate measurements Modular future-proof design Comprehensive spectrum analyzer and signal generator Upgradability to 3rd generation technologies MOBILFUNK Funkmessplätze Für BER-Messungen ist vor allem die Einstellung der Signalleistung sehr variabel gestaltet. Nicht nur die Gesamtleistung, sondern auch die Leistung des Kontrollkanals und das Leistungs-Verhältnis zwischen Kontrollkanal DPCCH und Datenkanal DPDCH können vom Anwender eingestellt werden. Für den DPCCH bietet der R&S CMU300 eine Vielzahl weiterer Einstellmöglichkeiten, die über die von 3GPP spezifizierten RMCs hinaus gehen. Auf physikalischer Ebene können das TFCI Code Word und das TPC Bit Pattern variiert werden. Ist die Kanalcodierung eingeschaltet, berechnet der Generator das TFCI Code Word aus den entsprechenden TFCI-Bits. Diese Einstellungen ermöglichen es, einen Basisstationsempfänger über das Uplink-Signal zu steuern. Der Basisstationsempfänger empfängt die TPC-Bits und regelt seinerseits die Leistung entsprechend dem eingestellten Downlink Power Control Mode. Weitere Informationen und Datenblatt unter (Suchbegriff CMU300) Senderseitig unterstützt der R&S CMU300 die Power Control Modes 1 und 2. Im Mode 1 verändert sich die Sendeleistung des Generators, alternierend im Abstand von einem Slot, um 1 db oder 2 db steigend oder fallend. Im Mode 2 ist die Sendeleistung konstant. Zukünftige Funktionen Neben der beschriebenen WCDMA- Generatorfunktionalität für BER-Messungen befinden sich auch WCDMA-Sendermessungen an 3GPP-Basisstationen für den R&S CMU300 in der Entwicklung. Mit der Entscheidung für den Basisstationstester R&S CMU300 sichert man sich einen kompakten Funkmessplatz, der offen ist für die Applikationen von morgen. Anne Stephan; Karsten Friedrich Die wichtigsten Abkürzungen 3GPP BER BTS CRC DCCH DPCCH DPDCH DSP DTCH LAC Iub LMT MMI Node-B PN PRBS RMC RNC RX TFCI TPC TTI TX Uu 3rd Generation Partnership Project Bit Error Rate Base Transmitter Station (Basisstation) Cyclic Redundancy Checksum Dedicated Control Channel Dedicated Physical Control Channel Dedicated Physical Data Channel Digitaler Signal-Prozessor Dedicated Transport Channel Location Area Code 3GPP-Schnittstelle zwischen Basisstation und RNC Local Maintenance Terminal Man Machine Interface 3GPP-Definition für BTS Pseudo Noise Pseudo Random Bit Sequence Reference Measurement Channels Radio Network Controller Empfänger einer Basisstation Transport Block Combination Identifier Transmitter Power Control Time Transmission Interval Sender einer Basisstation Schnittstelle zwischen R&S CMU300 und Basisstation Universal Radio Communication Tester CMU300 Datenblatt R&S CMU300 LITERATUR [1] Universal Radio Communication Tester R&S CMU300: HF-Tests an Basisstationen umfassend, schnell und genau. Neues von Rohde&Schwarz (2001) Nr.170, S [2] 3GPP-Spezifikationen: Kurzdaten WCDMA-Optionen zum R&S CMU300 Standard 3GPP FDD Symbol-Rate 3,84 MHz Trigger-Eingang D-Sub-Anschluss AUX 3, Pin 6, TTL-Pegel Empfohlene Triggersignale Physical Channel Mode: 10 ms Frame-Trigger Reference Channel Mode: TTI-Trigger (20 ms, 40 ms, 80 ms) Physikalische Kanäle 15 / 30 / 60 / 120 / 480 / / / kbit/s, / / kbit/s Leistungsverhältnis DPCCH 15/15, 14/15, 13/15, 12/15, 11/15, 10/15, 9/15, 8/15, DPDCH 7/15, 6/15, 5/15, 4/15, 3/15, 2/15, 1/15, DPDCH Off Reference Measurement Channels 12,2 / 64 / 144 / 384 / 2048 kbit/s (entsprechend 3GPP TS ) 20

21 Universal Radio Communication Tester R&S CMU200 Empfänger-Messungen an GPRS- und EGPRS-Mobiltelefonen Was die Zukunft mit UMTS verspricht, wird in GSM-Netzen bereits Realität: die schnelle Datenübertragung. Die 2.5G-Standards GPRS und EGPRS machen es möglich. Während sich EGPRS-Mobiltelefone noch im Entwicklungsstadium befinden, sind GPRS-Handys bereits am Markt verfügbar. Die neuen 2.5G-Standards stellen die Hersteller vor neue messtechnische Herausforderungen. So müssen z.b. neue Wege bei der Empfängermessung beschritten werden. Mit dem R&S CMU200 können alle Empfängermessungen nicht nur an GPRS-, sondern bereits jetzt auch an EGPRS-Mobiltelefonen durchgeführt werden. Einen weiteren Beitrag zum R&S CMU200 in diesem Heft siehe Seite 25. GPRS- / EGPRS-Paket-Datenverbindungen Bei einer Paket-Datenverbindung wird nur dann etwas übertragen, wenn es auch Daten zum Übermitteln gibt. Zuerst vereinbart die Basisstation mit dem Mobiltelefon, welche der acht Zeitschlitze auf einem HF-Kanal für den Datenaustausch zur Verfügung stehen. Wie viele Zeitschlitze verwendet werden, hängt zum einen von der Multislot-Klasse des Handys und von der Auslastung der Basisstation ab. Darüber hinaus wird dem Mobiltelefon ein Uplink State Flag (USF) zugewiesen. Ob nun das Handy in einem der zugeordneten Uplink(UL)-Zeitschlitze senden darf oder nicht, bestimmt ab jetzt das von der Basisstation im Downlink (DL) gesendete USF. Auf diese Weise können sich bis zu sieben Mobiltelefone einen Zeitschlitz teilen. Immer wenn ein Mobiltelefon in einem Datenblock sein USF in einem Downlink-Zeitschlitz decodiert, darf bzw. muss es einen Datenblock im korrespondierenden Uplink-Zeitschlitz im nachfolgenden RLC(Radio Link Control)-Block- Frame senden, wenn ihm dieser Uplink- Zeitschlitz vorher zugewiesen worden ist (BILD 1). Sollte das Handy zu diesem Zeitpunkt einmal keine Nutzdaten zur Verfügung haben, so sendet es einfach einen Dummy-Block. Dieses Adressierungsverfahren wird als Dynamic Allocation bezeichnet. Bei mehreren Uplink- Zeitschlitzen hat dieses Verfahren aber den Nachteil, dass das Handy für jeden Uplink-Datenblock auch einen Downlink- Datenblock auswerten muss. Bei den heute üblichen Mobiltelefonen mit nur einem Synthesizer für Up- und Downlink stößt man hier schnell an Grenzen, so dass praktisch nur max. zwei Uplink- Zeitschlitze möglich wären. Deshalb wurde die sogenannte Extended Dynamic Allocation eingeführt. Bei dieser gilt das erste vom Mobiltelefon empfangene gültige USF für alle Uplink-Zeitschlitze im aktuellen RLC-Block-Frame (BILD 2). Welche Adressierungsart nun bei einer Paket-Datenverbindung verwendet wird, entscheidet die Basisstation. Empfängermessungen bei Paket-Datenverbindungen Die Normungsgremien haben als Messgröße für die Empfängermessungen bei Paket-Datenverbindungen die Blockfehlerrate (BLER) definiert. Bei GPRS bzw. EGPRS werden die Datenblöcke, die vom Mobiltelefon nicht fehlerfrei empfangen werden konnten, nochmals angefordert. Die BLER ist das Verhältnis aus den empfangenen fehlerhaften (d.h. nochmals angeforderten) Datenblöcken zu den gesendeten. Sie ist aber nicht die einzige Empfänger-Messgröße. Neben der BLER gibt es auch noch die USF-BLER. Was ist darunter zu verstehen? Das Mobiltelefon darf im Uplink nur dann einen Datenblock senden, wenn es das ihm zugewiesene USF im Downlink empfangen hat. Wenn nun aber das Mobiltelefon das USF falsch decodiert, wird es den korrespondierenden Uplink- Datenblock nicht senden. Das Verhältnis aus der Anzahl der falsch decodieren USF zu der Anzahl der gesendeten USF wird als USF-BLER bezeichnet (BILD 3). Für die Typprüfung eines GPRS- bzw. EGPRS-Handys sind die vorgenannten Messungen vorgeschrieben. In der Produktion aber ist die BLER-Messung problematisch, da sie zum einen sehr lange dauert und zum anderen prinzipbe- 21