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1611999/ I

Actualités de Rohde & Schwarz

Qualité de l’image en télévisionMéthode de mesure objective

Télévision numérique terrestreMesures à la norme DVB-T

Radiocommunications TETRATests de la signalisation

2 Actualités de Rohde & Schwarz No 161 (1999/I )

N° 161 1999/I 39ème année

La télévision numérique ou « Digital Video Broadcasting » (DVB) exige des méthodes de testanalysant le signal d’image lui-même et tenantcompte également de la perception humaine.Rohde & Schwarz développe en coopérationavec l’université technique de Brunswick une méthode permettant d’évaluer objectivement eten temps réel la qualité de séquences d’imagescodées en DCT (détails aux pages 41 et suivantes).

Photo 43 284

Josef Handl Générateur de mesure TV SFQ, modèle 20La télévision hertzienne revitalisée par la numérisation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Detlef Willam Système de test de protocole TS1240Mesures d’agrément d’équipements de radiocommunications TETRA . . . . . . . . . . . .7

Thomas Rösner Testeur de radiocommunications numériques CMD80Les mesures CDMA, AMPS et IS136 réunies dans un seul et même appareil . . .10

Peter Ludwig ; Frank Körber Banc de test de radiocoms numériques CRTx-DUOLa plate-forme de test pour applications HSCSD et multiporteuses. . . . . . . . . . . . . .13

Frank Bergmann ; Klaus Hesse Communication sécurisée par ComSaveBox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

Dr Anselm Fabig Génération de signaux Inmarsat E chez navtec à l’aide d’outils R&S . . . . . . . .20

Damien Corti L’utilisation du décodeur de mesure DVMD en contrôle de qualité par la radio-télévision suisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Volker Wimmer Tests à forte puissance et multiporteuses au système de test de stations de base TS8510. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

Theodor Fokken Radiodétection portable, semi-mobile ou fixe –Rohde & Schwarz a dans chaque cas le récepteur idéal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Hubert Kerscher ; Karsten Friedrich Nouvelles fonctions du logiciel de pilotage de l’interface Abispour testeurs radiocoms CMD54/57 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

Articles

Applications

Thomas A. Kneidel ; Peter Maurer La « PC-teletype-radio connection » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Klaus-Dieter Tiepermann ; Prêt pour le nouveau millénaire –Andreas Pauly Des signaux W-CDMA à l’aide du générateur SMIQ

et du logiciel WinIQSIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Logiciel

3Actualités de Rohde & Schwarz No 161 (1999/I )

Editeur : ROHDE & SCHWARZ GmbH & Co. KG Mühldorfstraße 15 D -81671 München (R.F.A.)Téléphone * (49 89) 41 29-0 · Télécopie * (49 89) 4129-32 08 · Rédaction: Hedda Wegener et Gerd Sönnichsen (allemand) · Adaptation française : Gil Déniel pour HIGH-TECH Hay GmbH, Munich ·Photos : Stefan Huber · Graphisme : Stefanie von Hösslin · Tirage : 95.000 exemplaires en allemand, anglais et français · Fréquence de parution : 4 fois par an · ISSN 0174 -0660 · Abonnement gratuit sur indication de la société ou activité · Prière de s’adresser à l’agence R&S la plus proche · Imprimé enR.F.A. par peschke druck, Munich · Reproduction autorisée avec indication de la source et copie à R&S.

Impressum

Formation continue

Dr Hans-Christoph Höring Probabilité de détection de signaux à sauts de fréquence par récepteurs de recherche (II). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

Panorama

Thomas Reichel Mesure mobile de puissances par sonde NRT et adaptateur PC-Card NRT-Z4 . . .32

Peter Maurer ; Gerd Müller Le CECOM teste des produits de Rohde & Schwarz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

Thomas Ehrhardt Simulation du bruit de canaux et de distorsions non linéaires d’amplis au générateur de signaux SMIQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Hans-Joachim Mann ; Des systèmes de test ACS100 assurent dans le monde entier Gerhard Keßler l’étalonnage des appareils de mesure R&S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

Rubriques

Sigmar Grunwald Aide-mesure : Détermination du taux d’erreurs sur bits en DVB . . . . . . . . . . . . . . . . .6

Référence : Promotion des ventes extrêmement attrayante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

Brevet : Détermination de la réserve de longueur de câble et/ou de gigue de liaisons de transmission de signaux de données. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Documentation récente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

Nouvelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

Echo de la presse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

Alexander Wörner ; Harald Ibl Dernières pages : Mesure de la qualité de l’image en TV numérique. . . . . . . . . .41

La norme européenne TETRA, destinée aux radio-communications professionnelles, offre une ex-cellente qualité de transmission et une gestion très économique des fréquences. Pour que les terminaux puissent toutefois communiquer cor-rectement, il faut qu’ils maîtrisent parfaitement la signalisation. C’est pour ces contrôles que Rohde & Schwarz a développé le système de testde protocole TETRA TS1240 (page 7).


Le passage de la transmission de la télé-vision de l’analogique au numériquebat son plein. Les nouveaux services –câble (DVB-C) et satellite (DVB-S) –émettent déjà en numérique. La télé-vision terrestre ou hertzienne, celle de lapremière heure, est, elle aussi, en train depasser au numérique. La norme est adop-tée [1], des projets pilotes sont menésdans de nombreux pays d’Europe, etun réseau national d’émetteurs est déjà en service en Grande-Bretagne.Les contraintes de fiabilité imposées aunouveau mode de transmission et les attentes des usagers sont a priori biensupérieures à celles concernant le câble

et le satellite. La télévision hertzienne apour mission d’assurer l’approvisionne-ment de base de la population. Con-trairement au câble et au satellite, lesconditions de transmission sont extrê-mement difficiles ; elles sont affectéespar les conditions atmosphériques, lapropagation par trajets multiples liéeaux spécificités de la topographie ainsique la coexistence d’autres services radio. Une réception de haute qualité

Le modèle 20 du générateur de mesureTV SFQ (fig. 1) est le générateur idéalpour toutes les mesures à effectuer dansce cadre. Il délivre tous les signaux néces-saires dans une qualité excellente. L’utili-sateur peut agir sur pratiquement tous lesparamètres, mais aussi sur certains seule-ment pour des mesures spéciales. L’appa-reil permet d’introduire des erreurs et desuperposer des parasites pour simulerdes conditions de transmission réelles.

Article

Générateur de mesure TV SFQ, modèle 20

La télévision hertzienne revitaliséepar la numérisationLe générateur de mesure TV SFQ est la solution idéale pour le test de tous les ré-cepteurs de télévision numérique en développement, fabrication, contrôle qualitéet service après-vente. Sa spécialité est d’assumer les missions d’un générateurde test pour les normes déjà déployées et, dès qu’une nouvelle norme est adoptée, de s’y adapter très rapidement : le nouveau SFQ, modèle 20, convientà toutes les mesures nécessaires en télévision terrestre à la norme DVB-T.

doit malgré tout être possible non seulement en intérieur, mais aussi en extérieur, sans antenne spéciale, et àl’aide de récepteurs mobiles. Le réseauactuel d’émetteurs étant en rénovation,il est possible d’en profiter pour utiliserplus économiquement les fréquencesd’émission. C’est ce qui se fait par codage complexe, protection très effi-cace contre les erreurs, codage OFDM(« Orthogonal Frequency Division Multiplexing ») et diffusion par réseauisofréquence.

Fig. 1 Le modèle 20 du générateur de mesureTV SFQ est spécialement conçu pour la DVB-T.

Photo 45 592/2

Fig. 2 Synoptique du codeur DVB-T (en bleu, les sous-ensembles identiques à ceux du système satelli-taire).

Module d’entréebande de base

Données

Horloge

Disperseur-inverseur de SYNC1

CodeurReed-Solomon

Entrelaceurextérieur

Codeur convolutionnel,poinçonneur

Entrelaceurintérieur Mappeur

CodeurOFDM

Adaptateurde trame

Intervallede garde

IQ

Protection extérieure Protection intérieure


Fonctionnement

Le SFQ délivre un signal DVB-T com-patible à tous points de vue à la norme ETS 300 744 ; les paramètresréglables sont les suivants :• largeur de bande de 6 MHz, 7 MHz

ou 8 MHz, avec valeurs inter-médiaires quelconques,

• modulation de type QPSK, 16QAMou 64QAM,

• débit de codes de 1/2, 2/3, 3/4,5/6 ou 7/8,

• intervalle de garde de 1/4, 1/8,1/16 ou 1/32,

• COFDM en mode 2 k ou 4 k,• codage hiérarchique en option.

Le signal d’entrée du SFQ est le signalcodé en MPEG2. L’information de syn-chronisation en est d’abord extraite,avant de le combiner à une séquencepseudo-aléatoire (PRBS) dans l’em-brouilleur, en vue de la dispersiond’énergie. Les étapes suivantes sont lesmêmes qu’en DVB-S : protection contreles erreurs par code Reed-Solomon, entrelacement, codage convolutionnelet poinçonnement (fig. 2). La suite dutraitement est propre à la DVB-T. En raison des conditions de propagationplus défavorables, le signal fait l’objetd’une protection plus poussée contreles erreurs de transmission : entrelace-ment interne des bits (au plus près del’antenne) et entrelacement des symbo-les. C’est à ce niveau qu’est égalementréalisé le « mapping » en fonction du type de codage sélectionné : QPSK,16QAM ou 64QAM. Après insertiondes porteuses pilote et TPS (« Trans-mission Parameter Signalling ») dansl’adaptateur de trame, les données numériques sont transposées dans le domaine temporel par transformationde Fourier rapide inverse, sur 1705 (2 k) ou 6817 (8 k) porteuses, selon le mode de fonctionnement sélec-tionné. La dernière étape consiste à insérer l’intervalle de garde. La suite est à nouveau la même qu’en DVB-C/S : modulation I/Q, transpo-sition en RF et, enfin, réglage du niveau de sortie par atténuateur étalonné.

Possibilités de simulation

Les tests fonctionnels à l’aide de signauxidéaux sont nécessaires, mais sont moinsutiles lorsqu’il s’agit de simuler une situa-tion réelle. Pour définir les spécificationset vérifier le bon fonctionnement en casd’erreurs et aux limites, il faut pouvoir simuler des erreurs et des problèmes deréception. Le SFQ est conçu pour êtreutilisé en générateur de stress et offre àcet égard de multiples possibilités. Lemodulateur I/Q permet de permuter I etQ, ce qui correspond à un changementde bande latérale. Il est en outre possible d’ajuster le niveau de la por-teuse résiduelle, de modifier l’orthogo-nalité de I et Q (déphasage I/Q) et derégler à des valeurs différentes les am-plitudes de I et Q (déséquilibre I/Q).

Il est par ailleurs possible de couper lamodulation pour l’ensemble des por-teuses, mais aussi pour certains groupesde porteuses seulement. Les porteusessont alors encore présentes, mais nonmodulées. Ceci peut se faire séparé-ment pour les porteuses de données, lesporteuses pilotes et les porteuses TPS.Comme pour la modulation, on peutégalement couper les porteuses elles-mêmes, individuellement ou en groupes.Le codeur, lui, permet de couper une àune les fonctions nécessaires en servicenormal, telles qu’embrouillage (disper-sion d’énergie), protection Reed-Solo-mon, codage convolutionnel et entre-lacement des bits et des symboles. Il estainsi possible de générer à dessein deserreurs reproductibles pour étudier, par

exemple, si des erreurs sur bits sontbien corrigées par le circuit de pro-tection ou si des bits absents sont bienremplacés par les entrelaceurs. Parallè-lement à ces déréglages très sélectifs,on peut aussi étudier des problèmes detransmission de nature très générale.Une source de bruit interne permet, parexemple, de simuler de façon repro-ductible de mauvaises conditions de réception. Le réglage très précis de lapuissance de bruit permet alors de déterminer, par exemple, la caracté-ristique du taux d’erreurs sur bits (TEB)de récepteurs.

Une grande nouveauté est le simulateurde fading disponible en option. Il permetde simuler la réception par récepteursmobiles ou en environnement défavo-rable, avec de multiples réflexions. Lesdifférentes voies du simulateur de fading peuvent en outre s’utiliser poursimuler un réseau isofréquence.

Applications

La large gamme de fréquence du SFQ,qui s’étend de 0,3 MHz à 3,3 GHz,permet d’effectuer des tests au-delà deslimites de fréquence de la norme et à des fréquences intermédiaires quel-conques. La large gamme de niveau de–6 à –99 dBm permet de tester dessous-ensembles sensibles, mais assureégalement un niveau suffisant pour lesmesures d’exploitation. L’interface d’en-trée offre le choix entre SPI (« Synchro-nous Parallel Interface ») à LVDS (« LowVoltage Differential Signalling ») et ASI(« Asynchronous Serial Interface »). Lessignaux de substitution internes dispo-nibles sont : paquet TS nul, séquence

Article

Fig. 3 Menu du SFQ : indication d’état DVB-T.


PRBS ou paquets PRBS [2]. Bien enten-du, les qualités éprouvées du modèleSFQ 10 [3] et du modulateur DVB-TSDB-M [4] ont été conservées : con-vivialité, signalement des réglages ouétats de fonctionnement anormaux, menu d’état (fig. 3), aide en ligne, inter-faces CEI et RS 232 C ainsi que mise à jour du « firmware » par PC. Laconception modulaire de l’appareilpermet de l’adapter ultérieurement auDVB-C/S et en fait une plate-forme dechoix pour les futures normes et futurstypes de codage.

Grâce à la souplesse de ses signaux detest, le générateur de mesure TV SFQ,modèle 20, offre tout ce qu’il faut audéveloppement, à la recette, au contrôlequalité et au service après-vente d’équi-pements DVB-T, aussi bien pour les cons-tructeurs de récepteurs en tout genreque pour les opérateurs d’émetteurs etd’équipements de réception.

Josef Handl

BIBLIOGRAPHIE

[1] Lauterjung, J. : DVB-T, la nouvelle norme TV terrestre. Actualités de Rohde & Schwarz(1997), N° 155, p. 31–32.

[2] Schmidt, P. : Option interface d’entrée pourgénérateur TV SFQ. Actualités de Rohde &Schwarz (1997), N° 156, p. 34–35.

[3] Kretschmer, E. ; Zimmermann, F.-J. : Généra-teur de mesure TV SFQ – Signaux de mesurenumériques pour la télévision de demain. Ac-tualités de Rohde & Schwarz (1997), N° 153,p. 14–16.

[4] Wießmeier, R. : Modulateur DVB-T SDB-M –L’entrée dans l’ère numérique de la télévisionterrestre. Actualités de Rohde & Schwarz(1997), N° 156, p. 19–21.

Article

Résumé des caractéristiquesGénérateur de mesure TV SFQ, modèle 20, pour DVB-TGamme de fréquence 0,3 MHz ... 3,3 GHzGamme de niveau –6 dBm ... –99 dBmLargeurs de bande 6/7/8 MHz (valeurs intermédiaires réglables)Entrées pour MPEG2 LDVS, ASI (option)Mode FFT 2 k et 8 kModulation QPSK, 16QAM, 64QAMIntervalle de garde 1/4, 1/8, 1/16, 1/32Débit de codes interne 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8Modification des porteuses coupure des porteuses, coupure de la modulationSimulation d’erreurs suppression des porteuses, déséquilibre I/Q,

erreur de phaseFonctions spéciales possibilités de déconnexion : embrouilleur, codeur

Reed-Solomon, entrelaceur interne, entrelaceur de bits et entrelaceur de symboles

Options codage hiérarchique, superposition de bruit, simulation de fading, adaptation pour DVB-C et DVB-S

Service lecteurs 161/01

Aide-mesure Détermination du taux d’erreurs sur bits en DVB

Questions très importantes pour apprécier la qua-lité d’un système DVB (« Digital Video Broad-casting ») : Quelles réserves offre la transmissionDVB ? Jusqu’à quel rapport C/N, une « Set TopBox » peut-elle démoduler et décoder les signauxDVB ? La réponse s’obtient en dégradant le rap-port signal/bruit C/N par superposition d’un bruitblanc au signal DVB. Après conversion adéquate,on obtient pour la modulation QPSK et tous les modes QAM la variation du taux d’erreurs sur bitsTEB en fonction du rapport C/N.

Compte tenu de la forte pente de la courbe du TEBen fonction de C/N pour des TEB < 1 x 10 –4, le rapport C/N doit être déterminé avec une grandeprécision absolue (erreur admissible de 0,1 dBmaximum). C’est ce que garantit une méthode demesure faisant appel au générateur de mesure TVSFQ et à l’analyseur de spectre FSE : le SFQ module en QPSK ou QAM la séquence binairepseudo-aléatoire (PRBS) générée en interne ; le FSE

l’écart par rapport au signal utile est bien de 26 dBest apportée par variation de 26 dB du réglage de l’atténuateur étalonné du SFQ. Pour un niveauutile de 33 dB et une correction de 26 dB, la lignedu signal utile et celle du signal de bruit doivent coïncider exactement. Si ce n’est pas le cas, l’écartpeut être lu directement sous forme de différencesur l’analyseur de spectre FSE, à l’aide d’une seconde ligne de mesure pour le signal de bruit (figure ci-contre).

La précision absolue de cette mesure n’est plusconditionnée que par la précision de l’atténuateurétalonné du SFQ. Les effets éventuels de saturationpar le facteur de crête du bruit ou influences ana-logues sont exclus par l’extrême précision de l’ana-lyseur FSE. La linéarité de l’atténuateur étalonné duSFQ est déterminée à la réception finale avec uneprécision de 0,01 dB et est indiquée dans le pro-cès-verbal d’étalonnage. Compte tenu des valeursde l’atténuateur, le C/N est déterminable avec uneprécision objective < 0,1 dB, ce qui suffit à mesu-rer également des TEB de 1 x 10–6 à 1 x 10–8. Etantdonné la simplicité de la mesure, il convient de l’effectuer avant toute mesure précise de TEB.

Sigmar Grunwald

Informations détaillées : Service lecteurs 160/02 (SFQ) et 161/03 (FSE)

mesure le niveau du spectre PRBS – par exemple –33 dBm – et le repère par une ligne de mesure,avec une résolution de 1 dB par division.

Après commutation sur modulation I/Q externe –aucun signal n’est appliqué à ces entrées, qui doivent être fermées sur 75 Ω –, le SFQ ne délivreplus de signal utile PRBS. On met alors en servicele générateur de bruit du SFQ, qui, par rapport auniveau PRBS venant d’être coupé, génère, toujoursà titre d’exemple, un C/N de 26 dB. La preuve que

+ Atténuateurétalonné

Modulateur I/Q

I/Q externe

Géné. de bruitC/N = 26 dB

75 Ω

–33 dB + 26 dB = –7 dB


La percée est définitivement acquise –tel est le point que l’on peut faire sur l’état d’avancement du système deréseau 3RP numérique TETRA (« Terres-trial Trunked Radio »). Les expérimen-tations – que ce soit au Danemark oudans la région des 3 frontières de

Schengen – ont donné des résultats toutà fait positifs ; certains essais (police de Berlin/Brandebourg) durent encore.La haute qualité de la parole et la possibilité de transmettre des donnéestout en assurant la meilleure économiedes fréquences figurent parmi les nets

avantages par rapport à d’autres normes. Les fonctions PDO (« PacketData Optimised » – pour pure trans-mission de données) ou DMO (« DirectMode Operation » – liaison directe entre mobiles, sans station de base)sont d’autres atouts techniques. Laconcurrence s’est en outre engagée entre les fabricants de terminaux et a déjà conduit à un niveau de prix ac-ceptable pour les mobiles et les stationsde base.

La condition préalable à l’exploitationdes terminaux est toutefois de satisfaireà l’homologation TBR 35 (« TechnicalBasis for Regulation »), qui comprenddeux parties : le contrôle des paramètresRF, opéré sur le simulateur TETRATS8940 de Rohde & Schwarz [1], et le contrôle de la signalisation (du pro-tocole) à l’aide du système de test deprotocole TETRA TS1240 (fig. 1).

Article

Système de test de protocole TETRA TS1240

Mesures d’agrément d’équipementsde radiocommunications TETRATETRA s’est de plus en plus imposé l’an passé, dans le domaine des radiocommu-nications, comme le successeur du standard analogique MPT 1327. Quelque 25projets sont déjà en service en Europe et outre-mer. Toute application actuellementdesservie par des systèmes analogiques est un marché potentiel pour TETRA. Pour que la communication fonctionne parfaitement, notamment dans la police,chez les pompiers et au sein des services de secours, il faut, lors de l’agrément des équipements radio, vérifier non seulement les paramètres RF, mais aussi la signalisation. Telle est la mission du système de test de protocole TETRA TS1240.

Fig. 1 Le système de test de protocole TETRA TS1240 contrôle la signalisation d’équipements de radiocommunications TETRA en développement et production.Photo 43 144/2


Calendrier et spécifications

Le calendrier de TETRA se détaille dela manière suivante [2] :

Phase 1 (achevée au premier semestre1997) ; cette phase comprend la défini-tion des exigences imposées au réseauet à l’interface radio ainsi que des aspects sécuritaires pour PDO et V&D (voix plus données), de même que desnormes et spécifications pour l’agré-ment à l’interface radio et la premièretranche des services supplémentaires.

Phase 2 (achevée au second trimestre1997) ; on y trouve la description de l’interface radio du DMO et du modèle SDL (« Specification Descrip-tion Language »), la validation et les séquences de test pour TBR 35, édition1, ainsi que les spécifications et pos-sibilités de test du codec de parole ettrois algorithmes de sécurisation.

Phase 3 (en passe d’achèvement) ; cette phase définit le modèle SDL, la validation et les tests pour DMO et lemodèle SDL ainsi que la validationpour PDO et les 2ème et 3ème tranchesdes services supplémentaires, pour lacarte SIM TETRA, pour l’interface inter-système (ISI) d’appel individuel et degestion de la mobilité, pour TBR 35,édition 2, et pour la passerelle PSTN.

Phase 4 (lancée) ; son objet est de com-pléter les spécifications pour l’appel de

groupe ISI et le service de donnéescourtes, la passerelle RNIS, la mise àjour des séries de tests V&D ainsi que la vérification de l’interface radio V&Det du PDO.

TETRA fonctionne dans la gamme defréquence de 380 à 440 MHz, une ex-

tension à la bande des 900 MHz étantprévue. Les autres caractéristiques deTETRA sont notamment les suivantes :• haute efficacité spectrale,• canaux espacés de 25 kHz pour

quatre intervalles de temps par canal physique (TDMA/AMRT),

• modulation π/4-DQPSK (débit desymboles de 18 ksym/s),

• possibilité de transmission de la parole et de données,

• support des modes simplex, semi-duplex et duplex,

• chiffrement (à l’interface radio, debout en bout).

Structure et fonctionnement

Le système de test de protocole TETRATS1240 se compose de l’unité uni-verselle de test de protocole PTW30 et du testeur de radiocommunicationsCMD91. L’unité centrale PTW30 estbasée sur un contrôleur doté d’exten-sions matérielles sous la forme d’une

Article

Fig. 3Le système de test

TS1240 offre pour l’analyse des

résultats des mesuresles outils POC

(en haut) et MSC.

Stack 1 Stack 0

Shortcut...

...

...

L3

L2

L1

Beam

Block 0

LLME

Fig. 2Conception du protocole TETRA :bloc, pile, couche (L1, L2, L3) et faisceau.


carte DSP et d’une carte d’interfaceI/Q. Le testeur CMD91 sert d’étage de puissance RF à l’émission et à la réception. L’échange de données entrePTW30 et CMD91 s’opère sous forme de données I/Q numériques, lesréglages des appareils étant transmissous forme série.

Toutes les fonctions nécessaires au test du protocole sur terminaux TETRAsont mises en œuvre dans le logiciel dusystème de test :

Compte tenu des contraintes de tempsde la pile du protocole TETRA, le systèmeutilise un système d’exploitation tempsréel : LynxOS. Ce dérivé de Unix estcompatible avec Posix et Système V.

Le moteur de protocole TETRA com-prend tous les processus, données et interfaces nécessaires au contrôle de la pile du protocole TETRA (fig. 2). Unmode de fonctionnement possible duTS1240 est la simulation d’une stationde base sur laquelle a été enregistré,via l’interface radio, un mobile TETRA à contrôler. Un autre mode permetd’établir directement une connexion(p.ex. via Ethernet) depuis une couchesupérieure avec un ordinateur externesur lequel a été lancée une couche don-née que l’on souhaite vérifier (« VirtualType Approval »).

L’interface utilisateur est entièrementgraphique (GUI), comme il se doit pourun système moderne, et fait appel à la technique usuelle du fenêtrage. Legestionnaire de simulation permet desélectionner et de configurer le type desimulation désiré, l’analyse des résul-tats des mesures bénéficiant notammentdes outils PCO (« Point of Control andObservation » – point d’observationentre les couches logiques) et MSC (« Message Sequence Chart » – visuali-sant sous forme décodée les donnéeséchangées entre TS1240 et équipementtesté au niveau de toutes les couches).La figure 3 montre les interactions.

Les cas de test validés par l’ETSI (« Euro-pean Telecommunications Standards

Institute ») sont formulés dans un lan-gage de description particulièrementbien adapté aux tests de protocoles :TTCN (« Tree and Tabular CombinedNotation », avec notation ASN.1 dansle cas de TETRA). Ce langage permetde convertir rapidement et aisément les « test cases » en programmes exé-cutables. L’application de ce codageau système de test TS1240 s’opère endeux étapes (fig. 4) : dans la première,le compilateur TTCN fourni assure latraduction en langage C, la secondeétape traduisant le code obtenu en programme exécutable à l’aide des bibliothèques système de C. Un sélec-teur permet de choisir et de lancer aisément, via l’interface graphique, unou plusieurs cas de test, les verdictsétant affichés clairement dans des tableaux. Des fichiers de traçage géné-rés lors de l’exécution permettent d’ef-fectuer une analyse détaillée jusqu’auniveau des instructions.

L’utilisateur a la possibilité de réaliserson propre scénario pour les tests non

couverts par les « test cases » de l’ETSI.Le matériel et le logiciel du TS1240 sontaccessibles à cet effet par des appelsde fonctions (« Open ProgrammingPlatform »). Un exécuteur de scénariospermet d’exécuter les programmes soiten temps réel, soit ligne par ligne.

Le système de test de protocole TS1240permet de manière idéale de déve-lopper et de tester des signalisations TETRA et peut traduire en programmesexécutables les cas de test TTCN pu-bliés par l’ETSI. Le TS1240 présentetous les attributs d’un testeur modernede protocole et s’inscrit ainsi dans laplus parfaite tradition des testeurs deprotocole de Rohde & Schwarz dédiésà d’autres normes de radiocommuni-cations.

Detlef Willam

BIBLIOGRAPHIE

[1] Schneider, H.-J. ; Tiwald, W. : Systèmes de test TETRA TS8940 – Mesures d’agrémentà la norme TBR 35 sur stations de base et mobiles TETRA. Actualités de Rohde &Schwarz (1997), N° 153, p. 4–6.

[2] Brian, O. : The road ahead – The future forthe TETRA Project. TETRA InternationalConference, Londres (1998).

Article

Résumé des caractéristiquesTesteur de protocole TETRA TS1240Mise en œuvre conforme à la norme de la pile du protocole TETRA (couches 1 et 2)

Cas de test TTCN selon TBR 35 exécutables

Réalisation logicielle de toutes les couches du protocole

Mise en œuvre de l’interface radio TETRA

Conception sous forme de plate-forme ouverte permettant la programmation de scénarios

Interface utilisateur graphique


Fig. 4 La mise en œuvre des cas de test de l’ETSI s’opère en deux étapes dans le système de test TETRA TS1240.

.gr .mp .c .h .o

.exe

.make

Syntax check

TTCN Editor TTCN Compiler

Simulator Library System specific part

LT interface Protocol Library

C Compiler


Aux Etats-Unis, les réseaux de radio-communications mobiles basés sur lesnormes analogiques AMPS (« Advan-ced Mobile Phone System ») et CDMA(« Code Division Multiple Access ») côtoient de plus en plus des réseaux numériques (D-AMPS) fonctionnant enTDMA («Time Division Multiple Access»).Les mobiles proposés sont la plupart du

temps à double mode – CDMA/AMPS(norme IS95) ou D-AMPS/AMPS (normeIS136) – et souvent aussi à double bande – 800 MHz (US Cellular) et1900 MHz (PCS). D’où la nécessité de disposer d’un testeur réunissant les trois normes et les deux bandes de fréquences dans un seul et même appareil.

En réalisant toutes les mesures D-AMPSsur le CMD80 (fig. 1), aussi bien avecque sans signalisation, Rohde &Schwarz propose une solution répon-

dant à ce besoin. La possibilité d’effec-tuer des mesures aux trois normes surun seul appareil est d’une importancecapitale non seulement dans les do-maines du développement et du serviceaprès-vente, mais aussi et surtout dans celui de la production, où il s’agitd’utiliser en souplesse les testeurs dispo-nibles sur les lignes de fabrication. L’es-sor des radiocommunications mobilesau-delà des limites du marché améri-cain, en particulier en Amérique duSud et dans le Sud-Est asiatique, crée par ailleurs un énorme marché potentiel pour un banc de mesure com-pact multimode/multibande comme leCMD80.

La plate-forme matérielle du CMD80offre une bande de fréquence continuede 800 à 2200 MHz, les mesures proprement dites étant réalisées sur unprocesseur de signal numérique. Cetteconception très souple permet de transformer un CMD80 double bande/double mode CDMA/AMPS [1 à 3] entesteur double bande/multimode au prixd’un minimum d’extensions matérielleset logicielles, qu’un technicien d’après-vente peut apporter sans problème enl’espace de quelques minutes.

Les différentes mesures D-AMPS peu-vent être effectuées soit sous forme detest de modules (c.-à-d. sans établir àproprement parler de communicationavec le mobile), soit avec signalisation(test manuel). La bande de fréquencecouverte est aussi bien la bande USCellular (800 MHz) que la bande PCS(1900 MHz). L’interface de commandeainsi que le pilotage du bus CEI re-prennent la conception éprouvée sur le CMD80 pour les mesures CDMA etAMPS, ce qui permet d’utiliser l’appa-reil sans connaissances particulièresdes différents réseaux.

La norme « Mesures » associée àl’IS136 a défini une interface externerégissant la commande des mobiles auxfins de test. Cette interface uniformepermet ainsi de vérifier les différentsmodules du téléphone en productionsans établir de communication, ce qui

Article

Testeur de radiocommunications numériques CMD80

Les mesures CDMA, AMPS et IS136 réunies dans un seul et même appareilLe testeur de radiocommunications numériques CMD80, au succès bien connu,devient multimode : outre le CDMA et l’AMPS, il maîtrise désormais également leD-AMPS à la norme IS136. Ce qui en fait l’outil indispensable au développement,à la production et à la maintenance de téléphones portables dans le monde entier.

Fig. 1 Le testeur de radiocommunicationsnumériques CMD80, banc de mesure compactpour portables double bande/multimodes.

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accélère considérablement le proces-sus de fabrication. Il est même possiblede procéder de cette manière à unemesure de taux d’erreurs binaires, c’est-à-dire de tester la voie de réception duportable sans signalisation. Les mesurespossibles au CMD80 pour le test demodules D-AMPS sont les suivantes :

Pour le test d’émetteurs, le signal reçudu mobile à un niveau de puissance etune fréquence définis par l’utilisateurfait l’objet d’une analyse détaillée de la modulation. Le signal de mesure estenregistré, synchronisé et démodulé.Ces données permettent de générer un signal de référence idéal, qui estcomparé au signal du mobile sous test.On en déduit l’« error vector magni-tude » (module de l’erreur vectorielle),la « magnitude error » (erreur d’am-plitude) ainsi que la « phase error » (erreur de phase à la modulation), re-présentées graphiquement en fonctiondu temps sur la durée du paquet ou « burst » émis. Ces paramètres ainsique la « frequency error » (erreur defréquence), l’« origin offset » (dia-phonie de la porteuse) et l’« I/Q imba-lance » (indiquant le déséquilibre dugain entre les branches I et Q du modulateur de l’émetteur) font l’objetd’une analyse statistique et d’un affi-chage des résultats. On détermine en

outre dans le cadre de cette mesure l’« amplitude drop », indiquant la différence de niveau entre début et findu paquet TDMA.

Une mesure particulièrement importantepour les systèmes TDMA est celle de lacourbe « power versus time », dans laquelle on relève la puissance en fonc-tion du temps pour la comparer à ungabarit configurable par l’utilisateur.Enfin, il est possible d’effectuer une me-sure de puissance sur canaux adjacentsou « adjacent channel power » (ACP).Cette mesure permet d’étudier aussibien les effets spectraux provoqués parl’établissement et la coupure du paquet(« due to switching ») que ceux liés à la modulation (« due to modulation »)susceptibles de perturber la trans-mission sur les canaux adjacents. L’ana-lyse s’opère simultanément sur les sixcanaux voisins (« adjacent/alternatechannels ») et est visualisée sous formed’histogramme (fig. 2). Une alternativeconsiste à étudier l’évolution de la puissance en fonction du temps au sein d’un canal adjacent.

Pour les mesures sur récepteurs, le mobile est amené par un contrôleur externe, au moyen d’une instruction définie dans la norme des mesures D-AMPS, dans un mode dit bouclé

(« loopback »). Le CMD80 lui envoiealors un signal de test réglable sur unelarge plage de niveau. Ce signal de test contient une séquence binaireappropriée connue. Le mobile peutalors se synchroniser sur cette séquenceet la renvoie après démodulation auCMD80. Ce signal réfléchi – on peutconsidérer que sur la liaison montantedu mobile à la station de base, la trans-mission s’opère sans erreur – est démo-dulé jusqu’au niveau des bits dans leCMD80, puis comparé aux bits connusdu signal d’origine, ce qui permet de calculer le taux d’erreurs sur bits et de déterminer ainsi la sensibilité dumobile (fig. 3).

Le mode de test manuel, avec éta-blissement d’une communication avecle mobile, sert à vérifier un certain nombre de fonctions par menu, ce quiest notamment nécessaire en contrôle final de production ainsi qu’en serviceaprès-vente. Dans ce mode de test, le mobile s’enregistre tout d’abord sur la station de base, simulée par leCMD80. Une communication bouclée(« voice loopback ») peut alors être établie aussi bien par le CMD80 quepar le téléphone à tester. Les donnéesaudio enregistrées par le micro du por-table sont alors sauvegardées dans leCMD80 et, au bout de deux secondesenviron, renvoyées au mobile à tester,ce qui permet de vérifier la qualité de la parole sur le téléphone testé.

Pour effectuer les mesures proprementdites, une communication est égalementétablie soit par le CMD80 soit par lemobile. Outre les paramètres pouvantdéjà être étudiés dans le test de mo-dules, ce mode propose en plus unemesure de « time alignment ». Dansce cas, le CMD signale au mobile si et,si oui, de combien il lui faut décalerdans le temps l’émission de son signal,et mesure alors ce décalage temporel.Cette fonction est importante dans lessystèmes TDMA pour pouvoir com-penser le temps de propagation dans lecas de stations de base très éloignées.Le CMD80 peut par ailleurs vérifier letransfert de messages courts (« Short

Article

Fig. 2Mesure de l’ACP au testeur de radio-communicationsnumériques CMD80en mode test de modules D-AMPS.

Fig. 3Mesure de taux d’erreurs sur bits auCMD80 sur le récep-teur d’un portable.


Message Service » ou SMS) aux mo-biles D-AMPS (de la station de base àla station mobile). On vérifie ici la capacité du portable à recevoir et à afficher des messages de texte défi-nissables par l’utilisateur et d’une longueur maximale de 256 octets.

Le CMD80 offre en outre la possibilitéde simuler un « mobile assisted hand-off », défini dans la norme IS136. Dans ce cas, le mobile analyse à la demande du CMD80 la qualité du signal sur différents canaux RF et ren-voie les résultats à la station de basepour faciliter les décisions de transfert.Des « handoffs » implicites au sein de la norme – c’est-à-dire transfert surun autre canal de trafic numérique(nouveau numéro de canal) ou sur unautre intervalle de temps à la même fréquence TDMA – peuvent tout aussibien être effectués que des « handoffs »en provenance et en direction del’AMPS. Ce point est capital pour le testde mobiles multimodes.

Compte tenu de l’intégration des mesu-res TDMA, le CMD80, avec sa grandevitesse de mesure en mode piloté parbus CEI, la clarté et l’uniformité de sa commande pour AMPS, CDMA et D-AMPS ainsi que sa compacité, est etreste un appareil d’avenir et offre ainsides conditions d’utilisation idéales endéveloppement, production et serviceaprès-vente.

Thomas Rösner

BIBLIOGRAPHIE[1] Maucksch, T. : CMD80 : testeur de radiocom-

munications pour stations mobiles CDMA et AMPS. Actualités de Rohde & Schwarz(1997), N° 154, p. 22–23.

[2] Mittermaier, W. : Testeurs de radiocommu-nications numériques CMD65/CMD80 –Bancs de mesure de radiotéléphones multi-bandes et multimodes. Actualités de Rohde &Schwarz (1997), N° 155, p. 6–8.

[3] Maucksch, T. : Du double mode au multimode– la norme IS 136 désormais intégrée au tes-teur CMD80. Actualités de Rohde & Schwarz(1997), N° 156, p. 33.

Article

Résumé des caractéristiquesTesteur de radiocommunications numériques CMD80Testeur de téléphones mobiles double bande/multimodes pour développement, production et service après-vente

Grande vitesse de mesure, grande souplesse, simplicité d’utilisation

Réseaux et bandes de fréquencesUS Cellular (800 MHz) CDMA (IS95), AMPS/N-AMPS (IS95)

D-AMPS/NADC (IS136, IS54)US PCS (1900 MHz) CDMA (UB-IS95, J-STD008)

D-AMPS/NADC (IS136, IS54)Japan Cellular CDMA (T53, IS95), N-TACS/J-TACSChina Cellular CDMA (IS95), E-TACS/TACSCorea PCS (1800 MHz) CDMA (J-STD008, UB-IS95)


Référence Promotion des ventes extrêmement attrayante

C’est d’une mission totalement différentede celles qu’ils assu-ment habituellementdont été chargés lesémetteurs et modula-teurs DVB-T ainsi queles appareils de me-sure DVB-T de Rohde& Schwarz. Parfaite-ment mis en lumièrepar le photographe,ils font de la publi-cité, en couverture duprospectus ci-contre,pour les ouvrages « Radio TélévisionMultimédia » des édi-tions Hüthig Fach-verlage, Heidelberg.

La qualification technique est pour les éditions Hüthig un élément déterminant de la réussite professionnelle et de l’innovation dans le mondede l’économie, de la technique, de la recherche etde la science. Avec quelque 70 revues, plus de2500 ouvrages disponibles, 120 classeurs à misesà jour régulières et de plus en plus de produits et services électroniques, Hüthig – entreprise fami-liale fondée en 1925 – fait partie des maisonsd’édition spécialisées assumant une responsabilitéparticulière dans ce transfert de savoir-faire.

Innovation et avenir sont aussi les mots d’ordrepour les composants DVB-T de Rohde & Schwarz,déjà utilisés dans plusieurs projets : pour expéri-menter la diffusion de la « Digital Video Broad-casting » (DVB) par voie hertzienne ou terrestre (DVB-T), un grand projet a été lancé dans la régionde Munich. Le réseau d’émetteurs isofréquencesdesservant la grande agglomération munichoise,

destiné à tester le système DVB-T en service réel,comprend un émetteur sur la tour olympique, un second émetteur à Munich-Freimann, et un troisième à Ismaning. Les émetteurs et modulateursDVB-T utilisés, de même que les appareils de mesure DVB-T, sont signés Rohde & Schwarz.

Les composants DVB-T de Rohde & Schwarz jouentégalement un rôle clé dans l’équipement du pre-mier réseau opérationnel de télévision numériqueterrestre DVB-T en Europe (Angleterre). Le marchécomprend des émetteurs TV de la famille DVB-TNV500, à puissances efficaces allant jusqu’à 4 kW,les modulateurs COFDM SDB-M, entièrement compatibles avec le norme ETS 300744, ainsi queles décodeurs de mesure MPEG2 DVMD pourl’analyse en temps réel.

Sö

La recommandation GSM 11.10 spéci-fie tous les tests à effectuer pour l’agré-ment (homologation) de téléphones mobiles. La majeure partie de ces testsconcernent la signalisation et peuventêtre effectués sur deux canaux RF. Rohde & Schwarz propose pour cesapplications les testeurs autonomes dela famille des bancs de test de radio-communications numériques CRTx :CRTS (GSM 900), CRTP (GSM 900 et GSM 1800) et CRTC (GSM 900,GSM 1800 et GSM 1900) [1]. Ces appareils font l’objet de nombreusesoptions logicielles réalisant tous les testscités.

Les tests à effectuer dans le cadre del’agrément proposés sur les testeurs autonomes sont validés, sans excep-tion, par des centres de test agréés etsont donc officiellement homologuéspour l’agrément. Les centres de test eux-mêmes font volontiers appel à cessolutions de Rohde & Schwarz afin deréserver aux tests RF complexes leurssystèmes de haut de gamme TS89xx[2], développés en exclusivité mon-diale par Rohde & Schwarz.

Aussi bien pour les tests du type « CellSelection/Reselection » que pour ceuxdu type « Handover », il faut toutefoisplusieurs canaux pour pouvoir étudierle comportement du mobile dans lesconditions considérées. Ainsi, pour lestests de transfert intercellule (« IntercellHandover »), il faut émuler deux cel-

lules du réseau comportant chacuneune porteuse C0 (BCCH) et au moins uncanal de trafic (TCH ou données), soitquatre canaux au total. Les nouveauxservices tels que HSCSD et GPRS ontsimultanément besoin de plusieurs inter-valles de temps pour transmettre correc-tement leurs données. Un CRTx peutémuler un intervalle de temps par canal. Un CRTx et ses deux canaux RF permettent donc de configurer deuxcanaux physiques à un intervalle de

temps chacun ou un canal combiné à 2 intervalles de temps. Le CRTx-DUO,combinant deux appareils, offre doncquatre canaux et est ainsi optimal pour ces applications (fig. 1). Pour les applications « multislot », à plusieurs intervalles de temps, il est possible deregrouper jusqu’à trois canaux en uncanal à 3 intervalles de temps. Uneconfiguration possible est, par exemple,une porteuse C0 (BCCH) et un canal detrafic à 3 intervalles de temps (liaisonsmontante et descendante). Bien entendu,cette combinaison supporte égalementle saut de fréquence.

Pour les tests de modules en couche 1sur plusieurs intervalles de temps, ilest même possible d’émuler un canal à 4 intervalles de temps puisqu’il n’y apas alors besoin de porteuse C0. Dansla phase initiale du développement deservices de données, par exemple, oneffectue des tests de taux d’erreurs bi-naires, où on vérifie si le mobile renvoiebien dans l’intervalle de temps d’émis-sion correct les données reçues dans unintervalle de temps de réception donné(mode bouclé ou « loopback »).

Article

Banc de test de radiocoms numériques CRTx-DUO

La plate-forme de test pour appli-cations HSCSD et multiporteusesLes fabricants de téléphones mobiles doivent, dès la phase de développement denouvelles générations de portables, procéder régulièrement à des tests critiquesde transfert entre 4 canaux ou de sélection/resélection de cellule. Ils ont en outrebesoin d’équipements de mesure pour tester les nouveaux services de données,tels que « High Speed Circuit Switched Data » (HSCSD) et « General Packet RadioServices » (GPRS), qui utilisent plus d’un intervalle de temps actif à la fois. Le CRTx-DUO, combinant deux bancs de mesure CRTS, CRTP ou CRTC à nouveaudissociables à tout moment, est un véritable testeur 4 canaux, idéal pour ces scénarios de test.

Fig. 1Mesure sur canal àplusieurs intervalles

de temps sur un mobile GSM à l’aided’un DUO composé

de deux bancs detest de radiocommu-

nications numériquesCRTC.

Photo 43 250


Le CRTC-DUO peut se composer d’unecombinaison quelconque de CRTx (fig. 2). Le logiciel d’exploitation duCRTx-DUO détecte automatiquementles appareils utilisés et les pilote enconséquence. La solution offrant le plus de possibilités est naturellement de combiner deux appareils du typeCRTC. Cette solution supporte mêmetoutes les fonctionnalités de transfertmultibande, par exemple le transfertd’un canal de trafic GSM 900 à un canal de trafic GSM 1900. Un pointparticulièrement intéressant pour l’utili-sateur est la possibilité de redécom-poser à tout moment et sans effort leCRTC-DUO en deux appareils indépen-dants. Comme le CRTx-DUO, à l’instardes systèmes d’agrément TS89xx, estbasé sur des appareils CRTx, il est mêmepossible de le transformer a posteriorien système complet. Ceci peut être nécessaire lorsque la précision RF doitrépondre à des exigences supérieuresà celles nécessaires aux tests de signa-lisation généralement opérés sur leCRTx-DUO. Le DUO complète ainsi demanière idéale, vers le haut commevers le bas, la gamme des testeursGSM proposés par Rohde & Schwarz.

Le DUO est presque aussi simple à utiliser qu’un CRTx. Les scénarios detest écrits par l’utilisateur peuvent êtreprogrammés sur la même plate-forme

d’application, dotée de quelques ex-tensions, que celle récemment intro-duite sur le testeur autonome. Cette plate-forme est standard pour toutes lesnouvelles applications et nouveaux casde test destinés aux systèmes CRTx etTS89xx. Un client connaissant déjà l’ap-pareil autonome n’a donc pas besoinde formation additionnelle. Les applica-tions et cas de test écrits pour la plate-forme DUO tournent également sansmodification sur un système TS89xx.

Une application de test ou un cas de test se compose d’un programmemaître tournant sur l’unité numériquemaître et d’un programme esclavetournant sur l’unité numérique esclave.Les deux programmes peuvent échangerdes données via une liaison de commu-nication. Cette liaison permet en outreau programme maître de télécomman-der intégralement le CRTx esclave. Dupoint de vue de l’opérateur, il n’y adonc qu’une seule interface utilisateur :celle du maître. En général, le pro-gramme esclave ne doit exécuter que

la procédure d’établissement d’unecommunication, avec verrouillage surle canal de trafic du maître. A conditiond’offrir suffisamment de paramètresconfigurables, le programme esclavepeut donc être utilisé sans modificationdans différents tests. Un tel programmeesclave fait partie intégrante des appli-cations maîtres du logiciel d’exploita-tion DUO CR02DUO. Autrement dit, unprogrammeur n’a besoin de modifierque le programme maître pour un nou-veau test. Le travail de programmationproprement dit s’apparente ainsi à celui nécessaire à un test sur appareilautonome. Outre les fonctions préci-tées, la liaison de communication maî-tre-esclave permet aussi la transmissionde données dans les deux sens. Uneapplication de transfert intercellule etun programme simple configurant uneporteuse C0 et un canal à 3 intervallesde temps sont livrés d’origine. Ils peuventégalement servir de base à l’écritured’autres programmes. Une routine detest automatique, vérifiant en liaisonavec un mobile le bon fonctionnementde tous les principaux circuits de signa-lisation du DUO, est en outre livrée. Lelogiciel destiné à la plate-forme DUOfait l’objet d’extensions permanentes, etune mise à jour est bien entendu possi-ble sans problème.

Peter Ludwig ; Frank Körber

BIBLIOGRAPHIE

[1] Körber, F. ; Steffen, R. : Le banc de test de radiocommunications numériques CRTC02s’étoffe avec la norme GSM. Actualités de Rohde & Schwarz (1997), N° 155, p. 30–31.

[2] Mellein, H. : Homologation de stations mobilesmultibandes GSM 900/GSM 1800 au simula-teur de système TS8915. Actualités de Rohde& Schwarz (1998), N° 157, p. 28–29.

Article

Résumé des caractéristiquesBanc de test de radiocommunications numériques CRTx-DUO(fonctions additionnelles par rapport à l’appareil autonome CRTx)

Canaux RF 4 canaux entièrement synchronisés selon Rec. GSM 5.xx, dont 3 canaux regroupables en un canal à 3 intervalles detemps, le 4ème canal émulant alors la porteuse C0 (BCCH)

Cas de test HSCSD, Intercell Handover, Intracell Handover, Cell Selection/Reselection

Application test de modules en couche 1/4 canaux


Programme de commandeRS-232-C

IEEE

Synch

10 MHz

DSP

en direction/provenance du mobile

Unité esclave Unité maître

Gestion des informations

DSP

Tx/Rx Tx/Rx Tx/Rx Tx/Rx

DSP

Programme de commande

Unité numérique

Unité analogique

Gestion des informations

DSP DSPDSP

Fig. 2 Structure d’un banc de test de radio-communications numériques DUO à deux CRTx.


Le format ACP 127, servant notammentà automatiser l’archivage, l’adressage,la priorisation et la classification, faitl’objet de sévères contraintes formelleset demande beaucoup de précautionset donc de personnel, en particulier lors de la création des textes et de lagestion des messages reçus. Lorsqu’onest confronté à une multitude de mes-sages reçus et à émettre, il est donc utile de bénéficier de l’assistance d’outils de gestion. C’est un outil de cetype que propose désormais Rohde &Schwarz sous la forme du système demessagerie ACP DS150 (« ACP-Mes-sage-Handling-System » ou ACP-MHS

règles formelles strictes du format ACP 127. Suivant les besoins, la trans-mission des messages de texte crééspeut s’opérer, au choix, par des équipements radio des bandes HF, VHFou UHF.

Outre le fonctionnement en mode RATT,le logiciel permet également la récep-tion autonome de messages à diffusiongénérale (« broadcast »). Les messagesreçus sont alors automatiquement ana-lysés et rangés en fonction de leur prio-rité dans les files d’attente de réception,où ils peuvent être triés en fonction dedifférents critères, tels que « Data Time

Group » (DTG) ou « Station Serial Num-ber » (SSN). Contrairement au modeRATT, avec ses liaisons point à point, lesmessages à diffusion générale ne sontpas acquittés par le récepteur.

Le logiciel ACP MHS DS150 met finaux restrictions de l’interopérabilité entre télex et autres services de don-nées informatisés. Il offre également lapossibilité, en liaison avec le progicielde courrier électronique PostMan DS100[1 ; 2], d’envoyer des messages ACPsous forme d’annexes par l’intermé-diaire des réseaux les plus divers. In-versement, le DS150 permet de fairesuivre les courriers électroniques reçus,par exemple à d’autres abonnés au télex.

Thomas A. Kneidel ; Peter Maurer

BIBLIOGRAPHIE

[1] Kneidel, T. : Quand le facteur sonne sur Inter-net. Actualités de Rohde & Schwarz (1997),N° 153, p. 28–29.

[2] Kneidel, T. : PostMan on Tour. Actualités deRohde & Schwarz (1998), N° 159, p. 34.

Informations détaillées : Service lecteurs 161/07

Logiciel

La « PC-teletype-radio connection »Même si la radiotélégraphie (« Radioand Teletype », RATT) n’est plus considérée comme moyen moderned’échange d’informations, sa diffusiondans le monde entier en fait encore souvent le seul support disponible pourune transmission de données. Que cesoit à bord d’un bateau ou dans uneambassade, des téléscripteurs conti-nuent d’être utilisés dans bien des caspour transmettre des messages de textepar radio. Les textes sont créés la plu-part du temps au format internationalACP 127 (« Allied Communication Protocol »). Pour la transmission, les différents caractères sont convertis encode Baudot à 5 bits. La modulation utilisée sur la liaison radio est du typeFSK (« Frequency Shift Keying » ou mo-dulation à déplacement de fréquence),relativement lente mais résistant bienaux brouillages, avec des débits com-pris entre 50 et 600 bauds.

DS150). Ce progiciel tourne sous Windows NT et permet l’échange dedonnées par radio entre un PC, d’unepart, et un téléscripteur, d’autre part (fig. 1). Les messages de texte créés surPC avec ce programme sont édités à l’autre extrémité sur papier ou sur ruban perforé par le téléscripteur. In-versement, les télex créés et envoyés de manière classique sont compris parune station ACP-MHS et enregistréssous forme de fichiers. Des téléscrip-teurs peuvent ainsi être remplacés pardes PC et le programme DS150 tout en maintenant la disponibilité de latechnique du télex. Le DS150 supporteen outre la gestion et la consignationde tous les messages reçus et émis dansdes journaux (fig. 2). Son interface uti-lisateur conviviale et sa philosophie decommande intuitive facilitent, à l’aided’un éditeur spécial à masque de saisie, la génération des télex aux

Emetteur-récepteur HFXK2000


Téléscripteur

Réseau local (LAN)

PCLogiciel

ACP-MHS

Fig. 1 Radiocommunication de données par téléscripteur et système de messagerie ACP DS150.

Fig. 2 Interface utilisateur du journal, avec différents critères de tri.


Le développement de systèmes W-CDMAest déjà bien avancé, surtout au Japon.Les deux sources de signaux supportent àcet égard les spécifications japonaises,en particulier la norme de l’« Associa-tion of Radio Industries and Business » (ARIB) définissant un système de radio-communications mobiles de troisièmegénération.

Le SMIQ a depuis longtemps une bonneréputation comme générateur de signauxCDMA à la norme IS 95. Doté de l’op-tion W-CDMA SMIQB43, il est désor-mais capable de délivrer également des signaux CDMA large bande parsimple touche. L’installation du logiciel

Il y a deux possibilités de transformer le générateur SMIQ [1] en source de signaux W-CDMA (« Wideband CodeDivision Multiple Access » ou AccèsMultiple à Répartition dans les CodesLarge Bande). La première est de chargerle générateur de modulation AMIQ [2] defournir au SMIQ les signaux W-CDMAbande de base nécessaires. La com-mande s’opère dans ce cas par un menuconvivial dans le logiciel WinIQSIM [3].La deuxième solution est l’option W-CDMA SMIQB43 désormais dispo-nible. Elle transforme le SMIQ en sourceW-CDMA autonome. La génération dessignaux bande de base est alors assuréepar les options éprouvées que sont le générateur de données et le codeur demodulation (SMIQB10 et SMIQB11).

est d’une simplicité enfantine. Aprèsmise à jour du « firmware » du SMIQ etentrée du code de validation fourni, unnouveau menu de commande est dispo-nible pour le W-CDMA. Tous les SMIQéquipés des options générateur de don-nées et codeur de modulation peuventainsi être transformés à peu de frais ensource de signaux W-CDMA. Comme lessignaux générés peuvent être aussi bienceux de la liaison montante (« uplink »)que ceux de la liaison descendante (« downlink »), la nouvelle option inté-resse à la fois les fabricants de stationsmobiles et ceux de stations de base. 15canaux de codes peuvent être simulta-nément activés (fig. 1). Ceci s’appliqueégalement à un signal de liaison mon-tante, les normes W-CDMA prévoyantaussi pour la station mobile un fonction-nement à plusieurs canaux de codes activés (« Multicode Transmission »). Enliaison montante, un mode supplémen-taire du SMIQ permet un multiplexagedes composantes I et Q du signal bandede base, tel que le prévoit la norme ARIB(fig. 2). Le SMIQ exécute non seulementl’étalement des données de modulation,conformément à la norme, par codes or-thogonaux et « long code », mais fournitaussi la structure de trame nécessaireaux différents canaux physiques, tels que« Perch Channel », « Common ControlChannel » ou « Dedicated PhysicalChannel ». Pour les mesures sur modules,

par exemple sur amplificateurs, leschamps de données des canaux peu-vent être remplis de séquences pseudo-aléatoires. Un avantage pour les tests surrécepteurs : l’opérateur peut utiliser deslistes de données programmables danslesquelles il a enregistré des séquencesde données codées pour le canal con-sidéré. Le débit de 4,096 Mchip/s permet de disposer de tous les débits de symboles standard compris entre 16 ksym/s et 1024 ksym/s. A ces para-mètres viennent s’ajouter d’autres possi-bilités de réglage, par exemple pour undécalage temporel des données de mo-dulation, pour la sélection des codesd’étalement ou pour l’affectation du « Power Control Symbol ». L’utilisateurdispose ainsi d’une vaste panoplie pourdéfinir ses propres scénarios de test.Tous les réglages associés du SMIQ peu-vent naturellement être sauvegardés envue d’une réutilisation ultérieure.

La grande souplesse des réglages del’option W-CDMA SMIQB43 est parti-culièrement importante dans la phaseactuelle, dans laquelle la normalisationet la spécification des mesures ne sontpas encore achevées. Ses multiples pos-sibilités de réglage, alliées à l’excellentequalité de ses signaux, font du SMIQ la source idéale pour les mesures surmodules W-CDMA de tout type. Dansles mesures de « spectral regrowth » sur

Logiciel

Prêt pour le nouveau millénaire – Des signaux W-CDMA à l’aide du générateur SMIQ et du logiciel WinIQSIM

DPDCH 1

Short Code 1

Short Code 2

Short Code 1

Short Code 2

Short Code 0 g

I

Complex Spreading

Baseband Filter

Long Code

Q

I

Q

DPDCH 3

DPDCH 2

DPDCH 4

DPDCH

Fig. 1 Signal de liaison descendante à 15 canaux de codes ; mesure de la « Code DomainPower » à l’aide d’un analyseur W-CDMA.

Fig. 2Génération d’un signal de liaison

montante à la norme ARIB.


amplificateurs de puissance, le SMIQbrille par un taux de réjection ACPR de–64 dBc. La qualité du spectre de sortiepeut même être encore améliorée parutilisation de l’option ACP (« AdjacentChannel Power ») SMIQB46 [4]. Sa pu-reté spectrale et son erreur vectorielle de1,5 % seulement font du SMIQ une sour-ce de référence de la plus haute qualité.

Outre les fonctions déjà connues de gé-nération de signaux mono et multipor-teuses ainsi que de superposition demultiples brouillages, le logiciel convi-vial de simulation I/Q WinIQSIM offredésormais la possibilité de générer com-modément des signaux W-CDMA. Lasource de modulation AMIQ, combi-nant WinIQSIM et SMIQ, est pour ainsidire imbattable en termes de souplesseet de fonctionnalités. Avec une mémoirepouvant enregistrer 4.000.000 échan-tillons par canal et une fréquenced’échantillonnage pouvant aller jusqu’à100 MHz, l’AMIQ fait, là aussi, la preuve de ses capacités.

Outre le débit de 4,096 Mchip/s, desdébits supérieurs prévus pour de futuresextensions du système W-CDMA (8,192et 16,384 Mchip/s) sont déjà mis enœuvre. Suivant le « chip rate » choisi, ilest possible de sélectionner les débits desymboles définis dans les normes, entre16 ksym/s et 1024 ksym/s. Bien enten-du, WinIQSIM génère les composantesdes signaux des différents canaux phy-siques (« 1st Perch » et « 2nd Perch »,

« Common Control » et « Dedicated »)dans la structure de trame normalisée,clairement visualisée sur l’interface utili-sateur en fonction du « chip rate ». Jus-qu’à 512 canaux sont simultanémentdisponibles. La puissance des différentscanaux de codes, le « short code » etd’autres paramètres tels que données, « long code offset » et « power controlsymbol » sont réglables à loisir pourchaque canal. On peut ainsi configurerun mélange de signaux issus de plu-sieurs stations de base. Cette multiplicitédes fonctions est disponible aussi biensur la liaison descendante que sur la liaison montante et répond à tous les besoins de génération de signaux dansles scénarios les plus complexes.

En plus de ces multiples fonctions propresaux signaux, WinIQSIM offre égalementun certain nombre d’options très utiles à la génération de signaux W-CDMAcomplexes. Il convient notamment de signaler le calcul et l’affichage de la « Complementary Cumulative Distribu-tion Function » (CCDF), donnant la fréquence relative de dépassement d’un module donné par les échantillonscomplexes du signal W-CDMA. Outrele facteur de crête, cette fonction donnedes informations sur la distribution deséchantillons dans les plans I et Q – unoutil indispensable, par exemple, au développement d’amplificateurs (fig. 3à gauche). Les visualisations graphiquesbien connues, par exemple du dia-gramme en constellation ou du spectredu signal, continuent par ailleurs d’êtredisponibles pour l’analyse du signal W-CDMA. Une autre possibilité nouvelleest la détermination de la puissance surles canaux adjacents (fig. 3 à droite).Cette fonction permet, dès le développe-

ment ou en cas d’extension des normesde communication, d’optimiser les filtresbande de base en termes de puissancesur les canaux adjacents, ce qui, comptetenu de la densité sans cesse croissantede l’occupation des bandes de fréquen-ces et de la raréfaction des ressourcesque constituent les fréquences, est uneétude indispensable. Les multiples pos-sibilités de génération de signaux par WinIQSIM s’accompagnent d’une aideen ligne contextuelle qui, par simple clicde souris, offre pour chaque fenêtre del’interface utilisateur une assistance détaillée, ce qui n’est pas à sous-estimerpour des normes de communication aussi complexes que le W-CDMA.

Outre des signaux W-CDMA, WinIQSIM,associé à l’option « Digital Standard » (AMIQK11), est désormais capable degénérer également des signaux à la norme IS 95 (A). Jusqu’à huit stations debase complètes, comportant chacune64 canaux de codes, peuvent être simulées en « forward link », et jusqu’à16 stations mobiles en « reverse link ».La puissance de chacun des canaux estréglable à loisir. Pour l’avenir également– notamment dans l’optique de signauxmultiporteuses et de propositions de normes telles que CDMA 2000 –, lacombinaison WinIQSIM, AMIQ etSMIQ est, grâce à sa souplesse, paréeà toute éventualité.

Klaus-Dieter Tiepermann ; Andreas Pauly

BIBLIOGRAPHIE

[1] Tiepermann, K.-D. : Générateur de signauxSMIQ + SMIQ-B42 – Une source de signauxmulticanaux pour CDMA/AMRC. Actualités deRohde & Schwarz (1997), N° 156, p. 13–15.

[2] Kernchen, W. ; Tiepermann, K.-D. : Générateurde modulation I/Q AMIQ – Génération convi-viale de signaux I/Q complexes. Actualités deRohde & Schwarz (1998), N° 159, p. 10–12.

[3] Pauly, A. ; Holzhammer, J. : Logiciel de simula-tion I/Q WinIQSIM – Nouvelles approchesdans le calcul de signaux I/Q complexes. Actualités de Rohde & Schwarz (1998), N° 159, p. 13–15.

[4] Klier, J. : Mesures de l’ACP en W-CDMA/AMRC-LB au générateur de signaux SMIQ àoption « Low ACP ». Actualités de Rohde &Schwarz (1998), N° 160, p. 19–20.


Logiciel

Fig. 3 Interface utilisateur de WinIQSIM ; àgauche : CCDF d’un signal de liaison descendanteW-CDMA à 15 canaux de codes et décalage des données ; à droite : spectre du signal avecmesure de l’ACP.


Un moyen très répandu de transmettredes informations est d’utiliser une liai-son série. Les données sont en généraltransmises par modems et réseaux téléphoniques publics. Comme ces supports de transmission sont acces-sibles à tout un chacun, des menacespèsent sur la confidentialité et l’inté-grité des données. Celles-ci peuvent,par exemple, être écoutées, manipu-lées ou interceptées sans que l’expé-diteur ni le destinataire ne s’en aper-çoive. Il faut donc protéger de manièreadéquate les données sensibles contreces menaces. La meilleure solution estencore d’utiliser des méthodes crypto-graphiques. Lors d’un chiffrement, lesdonnées sont amenées sous une formene permettant de tirer aucune conclu-sion sur leur contenu. Des mécanismesspéciaux empêchent par ailleurs la manipulation inaperçue des donnéestransmises.

Le système de sécurisationComSaveBoxLe petit boîtier ComSaveBox (fig. 1) ga-rantit la confidentialité des donnéestransmises via l’interface série d’unéquipement terminal de traitement dedonnées (ETTD), par exemple d’un PC.Toutes les données à émettre sans auto-matiquement chiffrées à l’émission etdéchiffrées à la réception. Leur divul-gation à des tiers non autorisés est

ainsi empêchée de manière fiable. L’algorithme FEAL-16X utilisé pour lechiffrement a été analysé au niveaumondial et est internationalement re-connu. Il utilise des clés de 128 bits etoppose une résistance insurmontablemême aux méthodes modernes d’ana-lyse cryptographique. La conception etle développement des systèmes sontbasés sur des critères allemands et eu-ropéens de sécurisation des technolo-gies de l’information. La ComSaveBoxsupporte une interface série du type RS 232 C à vitesse de 9600 à 115200bauds et au protocole standard usuel (8 bits, pas de bit de parité, 1 bit destop). Le protocole matériel nécessaire(DTR/DSR ou RTS/CTS) est totalementtransparent.

L’appareil peut être exploité en modechiffré ou en mode ouvert. En modechiffré, les données envoyées parl’ETTD à la ComSaveBox sont d’abordchiffrées, puis acheminées pour trans-mission à l’équipement de terminaisonde circuit de données (ETCD). Les données reçues de l’ETCD passent parla ComSaveBox et ne sont acheminéesqu’après déchiffrement à l’ETTD. Lechiffrement et le déchiffrement font appel à une clé définie par les parti-cipants à la communication, avant latransmission ou l’accès à distance, parl’intermédiaire d’un programme deconfiguration. L’utilisateur a le choix de

définir une clé temporaire ou perma-nente. Une clé permanente, qui restesauvegardée même en cas de coupurede l’alimentation de la ComSaveBox,est recommandée pour les liaisons fréquentes, par exemple avec le siègede la société, une clé temporaire pourles liaisons occasionnelles. En mode ouvert, la ComSaveBox fonctionne demanière totalement transparente. Latransmission des données s’opère àl’aide du logiciel habituel, par exemplepar programmes d’accès à une messa-gerie électronique (« mail box »), d’in-terconnexion avec d’autres ordinateursou d’accès à un réseau par modem (tels qu’« Asynchronous Communica-tion Server », « NetWare Connect »).

Exemples d’utilisation

Transfert de fichier entre mail box et PCUne société a une mail box dans laquelle sont stockées des données in-ternes à la société. Seules les personnesautorisées doivent avoir accès à la mail box. La protection par seul mot depasse est jugée insuffisante. La mailbox est implantée sur un serveur doté àcet effet d’un modem et répondant auxappels. Les données doivent en outre être protégées d’une écoute lors de leur transmission sur le réseau télé-phonique. Pour ce faire, on équipe leserveur de la ComSaveBox. Tous ceux

Application

Communication sécurisée par ComSaveBox

Fig. 1La ComSaveBox chiffre en ligne n’importe quelle liaison par modem.Photo 42 801


données par chiffrement lors de leurtransmission sur le réseau télépho-nique. On équipe alors le serveur deconnexion de la ComSaveBox. Toutesles personnes devant avoir accès au réseau installent également une ComSaveBox, et on convient avec elles d’une clé. Les liaisons établiesavec réglages différents des modes de fonctionnement (par exemple uneComSaveBox sur « Crypt », l’autre sur« Open ») ou avec la mauvaise clé sontalors automatiquement coupées par laComSaveBox.

ration de l’appareil de la station de mesure n’est nécessaire, et il n’y a doncpas besoin de PC sur le site. Une fois que la ComSaveBox configurée aété installée dans la station automa-tique, une liaison chiffrée peut être établie au besoin dans la centrale viala touche « Crypt » de la ComSaveBox.Lorsque la liaison n’est plus nécessaire,un nouvel actionnement de la touche « Crypt » permet de la couper. Bien entendu, des liaisons ouvertes sont également possibles à tout moment partouche « Open ».

Utilisation d’un modem RNISQui doit souvent transmettre au moindrecoût de grandes quantités de donnéesdécouvre vite les avantages du RNIS.Les modems RNIS ont par rapport auxcartes pour PC un certain nombred’avantages, ce qui explique l’exten-sion croissante de leurs applications. Lemontage, la détection, les ressourcesdisponibles (interruptions) et les pro-blèmes liés aux pilotes CAPI ne plaident pas toujours en faveur des cartes pour PC. Les modems RNIS setransportent en outre sans problème, ycompris en liaison avec un portable.Les données doivent être protégées durant la transmission. La ComSaveBoxconvient aussi parfaitement à cette application, notamment en raison de lagrande vitesse de communication de115 kbaud. L’utilisation d’un modemRNIS (tel que Microlink ISDN/TLpro de la société ELSA) est ici nécessaire.La ComSaveBox s’installe entre PC et modem RNIS et doit être initialisée(réglage de la clé et du mode). Si le correspondant dispose de la mêmeconfiguration, une transmission peutalors avoir lieu à l’aide d’un pro-gramme de communication (tel que Telix de la société ELSA). Des vitessesde transmission pouvant aller jusqu’à115200 bauds sont possibles en utili-sant deux canaux B (regroupement decanaux).

Frank Bergmann ; Klaus Hesse

BIBLIOGRAPHIE

[1] Krieghoff, H. ; Sörgel, D. : SIT – La sécuritédans les technologies de l’information. Actualités de Rohde & Schwarz (1997), N° 153, p. 41–43.

[2] Bergmann, F. : Sécurisation des liaisons parmodem à l’aide de la ComSaveBox. Actua-lités de Rohde & Schwarz (1997), N° 155,p. 39.


Application

devant avoir accès à la mail box instal-lent également la ComSaveBox (fig. 2).Pour l’accès à la mail box, on convientd’une clé communiquée aux seules personnes autorisées. Cette clé permetd’entrer en liaison avec la mail box etd’échanger des données sous formechiffrée. Les liaisons en clair ou établiesavec la mauvaise clé sont automatique-ment coupées par la ComSaveBox.

Accès par modem à un réseau NovellOn souhaite que les employés d’uneentreprise puissent avoir accès depuisleur domicile au réseau Novell de l’entreprise. Un serveur de connexiondoté d’un modem et du logiciel « NetWare Connect » a déjà été mis en place à cet effet. La protection par le seul mot de passe de NetWare est jugée insuffisante. En plus du mot de passe, on souhaite protéger les

Transmission par interface RS 232 Csans modemOn souhaite transmettre par radio à la centrale les données acquises parune station de mesure automatique.L’équipement radio possède une inter-face RS 232 C pour la transmissiond’informations numériques. Les don-nées doivent être chiffrées pour les pro-téger durant la transmission. Dans lastation, on insère une ComSaveBox entre l’appareil d’acquisition des données et l’équipement radio. UneComSaveBox est également nécessairedans la centrale. On règle en outredans la centrale, pour les deux box, le mode RS 232 C ainsi que la clé destinée à l’appareil de la station demesure, si l’on désire utiliser une clépermanente, laquelle reste alors sauve-gardée même en cas de coupure del’alimentation de la ComSaveBox.Dans ce cas, aucune autre configu-

Données chiffrées

Modem

Modem

Fig. 2L’appareil de chiffrement ComSaveBox semonte entre ETTD (ici un PC) et ETCD(ici un modem).


Une nouvelle norme s’impose depuisquelques années dans le monde pourla transmission et l’analyse des appelsde détresse dans la marine et l’aéro-nautique : le système Inmarsat E. Cesystème fait appel aux quatre satellitesgéostationnaires Inmarsat. L’objectif dudéveloppement et de la formulation de la nouvelle norme était d’assurer la transmission fiable et ultrarapide des appels de détresse dans le mondeentier, pour un grand nombre d’usa-gers. Contrairement aux satellites enorbite basse LEO (« Low Earth Orbit »),qui ne sont visibles que pendant unecourte période toutes les heures ou toutes les deux heures en un point

donné de la surface de la terre, les satellites géostationnaires, eux, garan-tissent une réception et une analysesans aucune restriction de temps. Leur

grand nombre de canaux disponiblespermet également un nombre beau-coup plus grand d’utilisateurs potentiels(simultanés).

Par le passé, deux satellites LEO seule-ment (COSPAS/SARSAT) étaient dispo-nibles pour la réception et l’analysed’appels de détresse. La fréquence fixéeà 121,5 MHz ainsi que la localisationpar mesure du décalage Doppler lors

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Génération de signaux Inmarsat E chez navtec à l’aide d’outils R&S

ROHDE & SCHWARZ

Horloge bits

ADS SMIQ

FSEA

Génération des signaux

Analyse des signauxContrôleur

Bus CEI

Référence 10 MHz

Tx RxROHDE & SCHWARZ

Fig. 2 Schéma de principe du montage d’essaid’émissions Inmarsat E utilisant les appareils Rohde & Schwarz générateur de signaux SMIQ,analyseur de spectre FSEA et générateur de formes d’onde ADS.

Fig. 1 Montage expérimental de génération dedonnées d’appel de détresse Inmarsat au siège dela société berlinoise navtec. Photo : Schäfer


du survol du satellite conduisaient à une localisation très imprécise du navire ou de l’appareil en difficulté.Une amélioration est intervenue parl’adoption d’une seconde fréquenced’émission (406,025 MHz), d’une mo-dulation plus favorable (PSK/TDMA)ainsi que d’une identification des émet-teurs. La fréquence des fausses alarmesdues à un déclenchement trop facilen’en était pas pour autant réduite, maisl’origine des appels pouvaient être aumoins déterminée.

Technique de transmission

Un problème capital lors du passagede satellites LEO à des satellites géo-stationnaires est le grand éloignementdes satellites (36.000 km). Pour pou-voir réaliser des appareils portables alimentés par batteries elles aussi portables et à faible consommation, ilfallait réduire la puissance d’émissionprescrite. Ceci n’était possible qu’enadoptant de nouvelles approches dansle choix du schéma d’émission et du type de modulation.

Le système Inmarsat E fonctionne avec modulation FSK d’une porteuse (±120 Hz) et 667 canaux (espacés de300 Hz) à 1,645 GHz (liaison mon-tante). Le satellite lui-même ne com-porte qu’un répéteur de 200 kHz delarge à 3,619 GHz (liaison descen-dante). Le signal émis par une balise dedétresse se compose d’un télégrammede 100 bits, précédé d’un mot de synchronisation de 20 bits et suivid’une somme de contrôle CRC de 40 bits. Le télégramme donne sous forme codée l’identification, la positionet le type d’incident.

Pour qu’en dépit de la faible puissanced’émission (27 à 31 dBm) et du grandéloignement, l’énergie du signal attei-gnant le récepteur de la station terrien-ne soit encore suffisante et exploitable,elle est sommée sur plusieurs émissionssuccessives. Le télégramme est donc répété pendant cinq minutes. Commele récepteur connaît la longueur exactedu télégramme, il peut aisément effec-

émission par les répéteurs Inmarsat se composait d’un générateur de signaux SMIQ, d’un générateur de formes d’onde ADS, d’un analyseur despectre FSEA, d’un PC à carte de busCEI et du logiciel HP-VEE (fig. 1 et 2).

L’élément central du montage est le gé-nérateur SMIQ, utilisé en « mode liste »pour la génération des signaux d’émis-sion. Les données nécessaires sont cal-culées par PC classique et transmisespar bus CEI au SMIQ (fig. 3). L’analy-

est ainsi possible de l’adapter à desnormes non couvertes par l’appareild’origine.

Les émissions de test elles-mêmes ontfait l’objet d’une concertation entre navtec et le siège d’Inmarsat à Londres.Les émissions opérées jusqu’à une puissance de 18 dBm seulement ont puêtre confirmées par toutes les stationsde réception situées dans la zone decouverture des trois satellites visibles.

Dr Anselm Fabig (www.navtec.de)

tuer la sommation et extraire le signaldu bruit. La somme de contrôle FEC (« Forward Error Correction ») permeten outre de corriger jusqu’à cinq erreurs binaires.

Configuration du système de testPour pouvoir effectuer au début du projet des essais sur les puissances desortie nécessaires, la bonne générationdes configurations binaires et les fonc-tionnalités de l’antenne, la société navtec ® a d’abord calculé « off line »un signal de mesure, pour le générer à l’aide d’outils disponibles et fiables.Le montage utilisé pour simuler les données d’appel de détresse et leur

seur FSEA fournit non seulement la fréquence de référence à 10 MHz auxautres composants, mais sert aussi aucontrôle du signal FSK sur une secondeantenne. Le logiciel d’analyse des don-nées du FSEA, tournant également surle PC, a été légèrement modifié à cet effet. Le signal d’émission final est généré par amplification à l’aide d’un étage de sortie signé Amplifier Research. Il est diffusé par une antennede 0 dB à polarisation circulaire droite.

Le SMIQ convient parfaitement à desmontages de mesure de ce type, non seulement parce qu’il génère les signaux avec une grande précision,mais aussi parce qu’il peut être aisément programmé via le bus CEI. Il

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Fig. 3Copie d’écran du

logiciel de program-mation du générateur

de signaux SMIQ utilisé chez navtec.


Les radiodiffuseurs sont de plus en plusintéressés par la technologie numérique,qui permet une meilleure gestion des capacités et du spectre. Ainsi, lors-qu’on décide aujourd’hui d’investirdans la distribution par satellite, on lefait – en Europe en tout cas – selon lesnormes DVB et MPEG2. Cela impliquetoute une procédure de préparation,compression et multiplexage du signal,avant de le moduler et de l’envoyer surle satellite. Dès ce moment, intervient

forcément la question de la mesure et de la qualité. Le signal délivré au satellite est-il correct ? Pour y répondre,l’ère de l’analogique est malheureuse-ment dépassée. En effet, une anamoliecomme le bruitage se voit immédiate-ment sur une image analogique. Parcontre, à 38 Mbit/s envoyés sur le satellite, la mesure devient bien pluscomplexe. Le numérique est sournois,car on a toujours l’impression que toutva bien lorsqu’on écoute ou qu’on regarde. L’insuffisance du « monitoring »traditionnel est donc flagrante. Rien nepermet d’affirmer que tout est normaldans un signal numérique MPEG2 sansrecourir à une analyse de son architec-

ture et de ses répertoires dans lesquelssont transportées les informations vidéoet audio [1].

Choix de l’appareil de mesure

La norme MPEG2 et ses principes étanttrès complexes, on pourrait sans aucundoute passer des mois entiers à ana-lyser et étudier le contenu d’un fluxMPEG2. Le rôle du diffuseur est toute-fois d’assurer constamment un signalcorrect. De plus, une fois mis en place,le système de transmission DVB doitêtre exploité et surveillé par du per-sonnel certes compétent, mais non spé-cialisé dans la norme MPEG2. Ce sontles arguments qui nous ont fait pencherpour le décodeur de mesure MPEG2DVMD [2] comme appareil d’analyseen temps réel (fig. 1). En effet, seule une analyse continue du signal délivrésur notre satellite Hot Bird 3 permet de nous assurer du bon fonctionnementde nos équipements. Avec cette ana-lyse 24 heures sur 24, le DVMD a aidéle fournisseur de notre système DVB-S à apporter des améliorations. En effet,nous étions les premiers à analyser le signal en continu, et c’est bien par cemoyen que l’on est arrivé à déceler leserreurs et les instabilités des équipe-ments. Nous étions intransigeants : notre signal devait correspondre à lanorme MPEG2.

Afin de contrôler au mieux la prove-nance des erreurs, nous avons optépour un principe de mesure chargé derépondre aux conditions suivantes :• Le signal qui sort de chez nous doit

être conforme.• Le signal qui revient chez nous via le

satellite est celui que nos téléspecta-teurs reçoivent, et il doit donc êtreimpeccable (1ère et 2ème priorités).

La figure 2 montre la mise en œuvre ;deux DVMD sont donc nécessaires.Nous nous assurons ainsi que les

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L’utilisation du décodeur de mesure DVMD en contrôle de qualité par la radio-télévision suisse

Fig. 1 Décodeur de mesure MPEG2 DVMDpour l’analyse de multiplex MPEG2.

Photo 43 179/5


signaux émis (sortie du multiplex prin-cipal) et les signaux reçus sont con-formes. En cas de problème, on peuttrès rapidement savoir si l’erreur vientdu satellite ou d’une mauvaise récep-tion, ou alors si c’est notre multiplexeurqui émet déjà des signaux corrompus.

Bilan après quatre mois

Après 24 heures de mesures, les er-reurs annoncées par le DVMD étaientdéjà très nombreuses, et après plu-sieurs études, nous nous sommes aperçus qu’elles avaient deux origines.Celles liées aux équipements DVB ont pu être éliminées par le fournisseurpar correction de certains paramètres.L’origine des erreurs qui ne survenaientque de temps en temps était, parcontre, extrêmement difficile à trouver.Seules des analyses plus poussées pouvaient contribuer à les éliminer.

L’indication des erreurs par le DVMDest claire et nette. Il suffit de sélectionnerle paramètre en défaut pour voir à quoicela correspond. Il faut bien entendusavoir à quoi l’erreur (p.ex. « UpperDist ») et le PID (« Packet Identification») qui donne l’élément erroné font réfé-rence. Pour le personnel d’exploitation,le numéro du PID est suffisant, car il dispose d’une liste de tous les PIDs im-portants utilisés dans notre bouquet. LeDVMD nous a ainsi permis de détecterdes erreurs dans les programmes radiodu bouquet. La plupart des « Set Top

Box » recevaient pourtant ces pro-grammes radio sans trop de problème(sauf un, où des interruptions étaient audibles). Le DVMD signalait que lesPCRs (« Program Clock References »)étaient hors tolérance (« Upper Dist »).Nous avons relevé les PIDs et nous sommes aperçus que les programmesradio étaient effectivement concernés.Pour connaître l’origine de la faute, ilfaut faire ensuite une analyse plus poussée. C’est le rôle du fournisseur,auquel incombe également de réparerle défaut.

Un autre point positif du DVMD est sapartie décodeur. Elle permet de voirtrès facilement de quoi est composé un service. Pour chaque composante,le fait d’avoir le PID correspondant, le débit ainsi que le PID de l’ECM (« Entitlement Control Message ») quicrypte cette composante est utile pourla détection de l’erreur. Comme leDVMD n’a pas de décodeur pour lesprincipaux systèmes d’accès condi-tionnel, il est toutefois impossible del’utiliser comme « Set Top Box ». Tousles programmes cryptés sont donc invisibles, et il faut acheter un « Set TopBox » en parallèle pour les surveiller.

Conclusions

Comme détecteur d’erreur (ou plutôtd’anomalie) dans la chaîne MPEG2 auniveau de l’exploitation, le DVMD faitbien son travail. En effet, en cas d’ano-

malie, il détecte l’erreur et précise legenre et le service ou la composantetouchée. L’exploitant est ensuite à mêmede juger s’il peut lui-même réparer lafaute ou s’il doit faire appel au four-nisseur. Pour les erreurs sporadiques (1 seconde), on ne peut, au niveau del’exploitation, déranger un technicienpour si peu. Sinon, cela signifierait que celui-ci devrait passer sa journéedevant le DVMD, pour analyser des erreurs dont l’origine est encore peuclaire. Pour une exploitation dont lescoûts restent raisonnables, un techni-cien ne doit être dérangé qu’en casd’alarme réelle. Ces alarmes sont don-nées par un système central auquel ilest prévu de relier également le DVMDet qui signalera alors toutes les fautesqui durent plus d’une minute (p.ex. l’absence d’un PID télétexte pendantplus d’une minute).

Notre but reste que notre équipement,qui multiplexe nos six programmes detélévision et six programmes de RadioSuisse International, puisse fonctionneravec le moins d’interventions possible.Vu la complexité des systèmes, cela demande la mise en place d’un réelconcept d’exploitation, dont le DVMDest une partie importante.

Damien Corti(Direction Générale SRG-SSR,

Technique & Informatique)

BIBLIOGRAPHIE

[1] Grunwald, S. : Analyse du multiplex MPEG2comprimé en télévision numérique. Actua-lités de Rohde & Schwarz (1997), N° 155,p. 22–23.

[2] Fischbacher, M. ; Weigold, H. : GénérateurMPEG2 DVG et décodeur MPEG2 DVMD –Les mesures en télévision numérique à com-pression MPEG2. Actualités de Rohde &Schwarz (1996), N° 152, p. 20–23.

Informations détaillées sur le DVMD : Service lecteurs 161/10

Application

Système DVB Transmission

Salle de contrôle

Surveillance émission Surveillance réception

Multi- plexeur (exploit.)

Multi- plexeur (secours)

Multiplex de transport MPEG2

QPSK

QPSK

Set-Top-Box Set-Top-BoxDVMD DVMD

PAT ok PMT ok

PAT ok PMT ok

Fig. 2Schéma du conceptde surveillance faisant appel à deuxdécodeurs de mesureMPEG2 DVMD.


Avec le système de test TS8510, Rohde& Schwarz met à la disposition desconstructeurs de stations de base GSMun système permettant d’effectuer destests complexes, allant jusqu’aux essaisd’agrément ou d’homologation [1 ; 2].Ces derniers, indispensables à l’inté-gration des stations de base dans les réseaux des opérateurs, ont lieu con-formément aux règles d’agrément

BAPT 222 ZV 6 (Allemagne) et MPT 1378 (Grande-Bretagne), sur la base des spécifications GSM 11.21et 11.23, et s’appliquent égalementaux stations de base de forte puissanceet à grand nombre de porteuses. Pourcouvrir aussi le domaine de ces homo-logations, Rohde & Schwarz a doté sonsystème de test TS8510 d’extensions,axées essentiellement sur les testsd’émetteurs et de récepteurs pour lesquels la spécification GSM 11.21exige l’activation simultanée, à puis-sance de sortie maximale, de toutes les porteuses prévues dans les stationsde base à tester.

Le système TS8510 de base est conçupour une puissance d’entrée maximalede 25 W et un maximum de 4 por-teuses. Le système à extension « HighPower », destiné au test de stations de base de grande puissance (fig. 1),offre désormais, pour un maximum de8 porteuses, une puissance totale maxi-male de 200 W (25 W par porteuse)ou, pour une seule porteuse, une puissance maximale de 64 W. L’exten-sion combine GSM 900/1800 ouGSM 900/1900 et couvre donc toutesles bandes GSM.

Les extensions, logées dans une troi-sième baie, sont constituées de filtresen peigne propres aux bandes GSM,destinés à rejeter la quatrième porteuseet toutes les autres lors des tests d’émetteurs et de récepteurs, de filtres à encoche (« notch ») additonnels propres aux bandes GSM, destinés àrejeter les porteuses supplémentaireslors de la mesure des intermodulationsdans la gamme de réception, d’atté-nuateurs à faible intermodulation desti-nés à adapter la puissance des stationsde base à la puissance d’entrée maximale admissible du système de ba-se, ainsi que de câbles atténuateurs à faible intermodulation destinés àabaisser la puissance maximale à un niveau bien défini lors des testsd’émetteurs. L’interconnexion de cescomposants est assurée par instructionsde l’opérateur, en fonction du cas detest considéré (fig. 2).

L’interface logicielle permet de confi-gurer commodément les tests, de définirsimplement les paramètres à contrôleret de piloter aisément le déroulementdes tests. L’extension « High Power »s’accompagne de la mise en œuvred’un contrôle de puissance qui, au début de chaque test, effectue une mesure thermique de la puissance RF à l’interface du système et, en cas de

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Tests à forte puissance et multiporteuses au système de test de stations de base TS8510

Fig. 1 Système de test de stations de baseGSM TS8510 à extension « High Power ».

Photo 43 253


niveau inadmissible, arrête le test et déconnecte la station de base.

La compensation de propagationexistant sur le système TS8510 de base, qui fait en sorte que soient respectées les précisions de stimulationet de mesure imposées dans les docu-ments GSM, a été élargie pour tenircompte des composants logés dans

la baie haute puissance. L’extensionconsidérable du volume des donnéesde correction qui en résulte ainsi quede la complexité de leur élaboration etde la correction en ligne a été maîtriséepar subdivision de ces données enfonction des cas de test, complétée parune possibilité d’enregistrement et dechargement rapides des données decompensation.

Comme le développement des stationsde base s’oriente vers une nouvelle extension du nombre de porteuses et

d’une augmentation de la puissancedes porteuses, le système de testTS8510 plus extension « High Power »est conçu dans une optique de sou-plesse. Une extension permet ainsid’adapter sans problème l’interfaceAbis, la configuration des stations debase et la signalisation aux futures exi-gences.

Volker Wimmer

BIBLIOGRAPHIE

[1] Tiwald, W. : Homologation de stations debase GSM/PCN sur système de testTS8510. Actualités de Rohde & Schwarz(1993), N° 143, p. 28.

[2] Manert, M. ; Tiwald, W. : Mesures de TEB ausystème de test de stations de base TS8510.Actualités de Rohde & Schwarz (1996), N° 150, p. 34–36.


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TS8510

Baie 1 Baie 2

TS8510

Rx 25 W maxi

Tx

Extension « High Power » Station de base

Tx 200 W maxi 8 porteuses

Rx

200 W maxi 8 porteuses

Système de test de stations de base Station testée

Fig. 2 Structure du système de test TS8510 àextension « High Power ».

Radiodétection portable, semi-mobile ou fixe – Rohde & Schwarz a dans chaque cas le récepteur idéal

La gamme de récepteurs de radiodétec-tion de Rohde & Schwarz permet de répondre à pratiquement tous les besoins de recherche, détection et affichage de signaux dans la bande de fréquence de 10 kHz à 3 GHz.

Successeur du récepteur EB100, déjàpresque légendaire, le récepteur Mini-port EB200 couvre non seulement lagamme élargie de 10 kHz à 3 GHz,mais a aussi été complété par des options aussi importantes que « DigiScan », pour aperçu rapide du spectre,ou « Panorama FI », pour monitorage FI interne avec une largeur de bande allant jusqu’à 1 MHz. L’interface LANpermet alors d’effectuer également un monitorage informatisé [1]. Outreses applications fixes ou semi-mobiles,l’EB200 peut surtout s’utiliser en por-

table, associé à l’antenne directionnel-le manuelle HE200. Un exemple est la détermination de la position d’émet-teurs de très faible puissance dans deslocaux, grands ensembles ou terrainsparticulièrement difficiles, inaccessiblesmême à des véhicules à traction inté-

grale (fig. 1). La portée à l’aide de l’an-tenne manuelle HE200 est typiquementde 2 à 3 km. Même en l’absence d’ali-mentation externe, le bloc d’accumu-lateurs et le mode « Digi Scan » per-mettent d’obtenir très rapidement unaperçu général du spectre.

Fig. 1Récepteur MiniportEB200 en service.

Photo : Dörre


Le repérage d’émetteurs proches detrès faible puissance est facilité par lemode différentiel de l’option « DigiScan ». A l’appel de ce mode, le spec-tre affiché est enregistré à titre de réfé-rence. Lors du balayage de l’espace,l’intensité du champ des émetteurs pro-ches varie plus fortement que celle desémetteurs plus éloignés. L’écran affichealors les nouveaux spectres sous formede différence par rapport au spectre deréférence, et les nouveaux signaux ouceux dont l’intensité a changé appa-raissent nettement sous forme de pics.L’amplificateur très sensible intégrédans le manche de l’antenne capte même les émissions les plus faibles.

Les applications civiles de l’EB200 visent le dépannage des réseaux de radiotéléphonie (taxis, contrôle du tra-fic aérien, autorités, etc.), les mesures

de couverture des différentes cellulesd’un réseau de radiocommunicationsmobiles ou le repérage d’émetteursd’écoute (« micros »). Comme les fréquences de ces derniers sont au-jourd’hui très dispersées entre quelqueskHz et le GHz, l’EB200 est en fait leseul détecteur convenant à ces micro-émetteurs, car un seul appareil permetalors non seulement de repérer la bonne fréquence mais aussi de locali-ser l’émetteur. La recherche de signauxet la surveillance du spectre dans le domaine militaire constituent un autredomaine d’application de l’appareil.

Le récepteur VHF-UHF compact ESMC[2], lui, n’est pas conçu pour les appli-cations portables à alimentation par accumulateurs ; ses applications sontl’utilisation semi-mobile ou fixe (fig. 2).L’alimentation peut être assurée par

sources de courant alternatif ou continu(10 à 32 V). Les différences essentiellespar rapport au récepteur meilleur mar-ché EB200 résident, d’une part, dansses meilleurs caractéristiques techniquesRF (sensibilité, linéarité et immunité), ce qui est particulièrement important pour l’utilisation avec antennes fixes. Le mode balayage analogique (optionESMC-AS) – balayage en fréquence extrêmement rapide à une vitesse de13 GHz/s avec visualisation du spectre– permet en outre de détecter égale-ment des signaux à sauts de fréquence.L’ESMC est donc également prédestiné,par ses caractéristiques techniques, àune utilisation semi-mobile à bord devéhicules. Le petit EB200 peut alors être utilisé comme récepteur déporté demonitorage.

Pour l’utilisation purement fixe, lemeilleur outil est le récepteur de re-cherche VHF-UHF ESMA [3], utilisableen appareil central pour installations informatisées de radiodétection rapideet rationnelle et doté de fonctions spéciales telles que « Scan Replay » et dépouillement statistique. Parmi ses caractéristiques éminentes, figurent sonprésélecteur suiveur, sa référence defréquence très précise par quartz thermostaté et son synthétiseur rapide àtemps de réglage inférieur à 150 µs.

Theodor Fokken

BIBLIOGRAPHIE

[1] Klenner, G. : Récepteur Miniport EB200 etantenne manuelle HE200 – La radiodétec-tion de 10 kHz à 3 GHz également dispo-nible en prêt-à-porter. Actualités de Rohde &Schwarz (1997), N° 156, p. 4–6.

[2] Boguslawski, R. ; Egert, H.-J. : RécepteurVHF-UHF compact ESMC – Radiodétectionconviviale en VHF-UHF. Actualités de Rohde& Schwarz (1993), N° 143, p. 11–13.

[3] Oberbuchner, E. : Récepteur de rechercheESMA – Le frontal idéal pour systèmes de monitorage VHF/UHF. Actualités de Rohde &Schwarz (1995), N° 149, p. 7–9.

Informations détaillées : Service lecteurs 161/12(EB200), 161/13 (ESMC), 161/14 (ESMA)

Application

Fig. 2Associé au radio-goniomètre VHF-UHFDDF190 et à l’affi-cheur de spectreEPZ513, le récepteurESMC constitue un système convivialde surveillance du spectre VHF-UHF.Photo 43 150/6


Les testeurs de radiocommunicationsnumériques CMD54/57 [1 ; 2] sontdes appareils de mesure éprouvés pour le test de stations de base (BTS) enproduction, installation et maintenance.Dotés en option de l’interface Abis et de son logiciel de pilotage, ils peuventcommander les stations de base et opérer des mesures à leur interface RF.Pour ce faire, le CMD assume les principales missions de commande ducontrôleur de station de base (BSC).L’interface Abis entre BSC et BTS fonc-tionne à un débit de 2,048 Mbit/s ou1,544 Mbit/s. L’échange de donnéeset d’informations de signalisation entreCMD et BTS s’opère à l’aide du proto-cole Abis.

Une liaison entre CMD et BTS peut être perturbée par de multiples erreurs,telles que mauvais branchement des câbles de liaison Abis, absence ou ni-veau trop faible des signaux d’entréeou mauvais réglage du débit ou du type de protocole et donc absence desynchronisation entre BTS et CMD.Pour pouvoir détecter les erreurs de ce type et d’autres, Rohde & Schwarz a ajouté au logiciel de pilotage Abis lemoniteur d’alarme Abis (fig. 1), quisurveille et visualise l’état momen-tané de l’interface Abis. Parmi les alar-mes affichées, figurent « No signal », « No Sync », « Alarm Indication Signal » et « CRC Alarm ». Une fonction d’aide additionnelle donne –suivant l’alarme apparue – des indi-cations sur la nature et les causes pos-sibles du défaut de fonctionnement. La vérification des propriétés physiquesde la liaison n’exige aucun autre analyseur.

Les spécifications de mesure normali-sées exigent des constructeurs de sta-tions de base et opérateurs de réseauxla vérification d’un certain nombre depropriétés RF importantes. Pour faciliter

ce travail, le logiciel de pilotage Abis aété complété par de nombreuses fonc-tions de test :• Par le « Mobile Originated Call »

(MOC), le CMD simule à la fois leséquipements radio et le côté réseaupour l’établissement de communi-cations par les mobiles. Tous les paramètres RF peuvent ensuite êtremesurés.

• Pour l’utilisation dans des applica-tions à sauts de fréquence, il est pos-sible de faire passer le synthétiseurde la station de base en mode « Hopping ».

• Une condition importante pour déter-miner la couverture d’une cellule estde pouvoir mesurer tous les niveaux

de puissance statiques et dynami-ques. Les possibilités de réglage correspondantes ont été nettementaméliorées dans le logiciel de pilo-tage Abis.

• Certaines spécifications de mesure(telles que GSM 11.21) exigent l’activation des intervalles de tempsde l’émetteur/récepteur d’une sta-tion de base suivant une configura-tion bien définie. Les intervalles detemps de la porteuse sont à cet effetdésactivés ou utilisés à puissancestatique maximale ou à puissancedynamique réduite. Le CMD per-met ensuite, par mesure RF du « Switching Spectrum », la vérifica-tion des limites de tolérances.

Application

Nouvelles fonctions du logiciel de pilotage de l’interface Abis pour testeurs radiocoms CMD54/57

Channel Required

Immediate-Assignment-Nachricht

ROHDE & SCHWARZ

CMD 54/57

out

HFout

Abis Abisin

HFin Rx TxAccess Burst

Immediate Assignment

Abis ALARM MONITOR (CMD Abis IN)ALARMSIGNAL

SELECT

PROTOCOLE1 (CRC4 MF)

ALARMSYNC

ALARMAIS

ALARMCRC

*** A L A R M ***

Please press corresponding button for help! ->

Signal : FAILSynchronization : ------AIS : ------CRCMultiframe : ------

NO SIGNAL at Fri Jul 10 10:35:29 1998NO SIGNAL at Fri Jul 10 10:35:32 1998NO SIGNAL at Fri Jul 10 10:35:35 1998----------------------------------------------------------------------------------------------------------NO SIGNAL at Fri Jul 10 10:35:38 1998----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Fig. 1 Le moniteur d’alarme A bis signale les défauts de la liaison entre CMD et station de base.

Fig. 2Test RACH selon

GSM 11.21.


• Le test « Random Access Channel »(RACH) sert à contrôler le bon fonc-tionnement des liaisons Abis et RF entre le CMD54/57 et la station de base (fig. 2). Pour ce faire, leCMD envoie un paquet d’accès quiparvient au récepteur de l’interfaceAbis par l’intermédiaire de la stationde base. Le logiciel de pilotage Abis répond à ce paquet par un message d’affectation immédiate. Si

ce message est bien reçu par la partieRF du CMD, c’est que les liaisons montantes et descendantes Abis et RFsont correctes. L’émission de plusieurspaquets dans ce test permet aussi, par évaluation du taux de perte de trames (« Frame Erasure Rate », RER),comme prescrit dans GSM 11.21, de tirer des conclusions sur la qualitéde la liaison.

Hubert Kerscher ; Karsten Friedrich

BIBLIOGRAPHIE

[1] Schindelmeier, R. : Testeurs de radiocom-munications numériques CMD54/57 – Lestesteurs de production, maintenance et instal-lation pour stations de base GSM/PCN. Actualités de Rohde & Schwarz (1994), N° 146, p.16–18.

[2] Körber, F. : Test de stations de base GSM/PCN/PCS au CMD54/57 en production, ins-tallation et maintenance. Actualités de Rohde& Schwarz (1996), N° 151, p. 28–30.


Application

Brevet Détermination de la réserve de longueur de câble et/ou de gigue de liaisons de transmission de signaux de données

Lors de la transmission de signaux numériques série, par exemple de signaux vidéo, un signalpeut parfaitement être reçu sans erreur bien qu’ilsoit déjà fortement brouillé. A partir d’un certainseuil, une légère augmentation du brouillage peut toutefois conduire presque immédiatement àune défaillance totale. Les principaux brouillages de tels signaux de données sont, d’une part, lesdistorsions linéaires, dues essentiellement à la longueur du câble utilisé pour la transmission, et,d’autre part, la gigue, due au fait qu’à chaque réception de données, il faut récupérer et régéné-rer l’horloge des données. L’invention a pour objetd’indiquer une méthode simple permettant à l’utili-sateur d’une liaison de transmission de signaux numériques série, en particulier de signaux vidéo,de déterminer la réserve de longueur du câbleet/ou de gigue avant que n’apparaisse unbrouillage qui ne soit plus admissible ; cette mé-thode doit en outre pouvoir être mise en œuvreavec un appareillage minimum.

1. Méthode de détermination de la réserve de longueur de câble pour la transmission d’un signalnumérique série, caractérisée en ce qu’on addi-tionne au signal de données un signal de bruit de niveau croissant jusqu’à constater sur le signal

de données un taux d’erreurs binaires qui ne soitplus admissible et qu’on détermine et affiche à partir du niveau du signal de bruit additionné laréserve de longueur de câble.

2. Méthode de détermination de la réserve de gigue d’un signal numérique série, en particuliercombinée à une méthode de détermination de laréserve de longueur de câble selon la revendica-tion 1, caractérisée en ce qu’on récupère l’horlogedu signal de données et qu’on augemente la giguepar un signal de bruit de niveau croissant jusqu’àconstater sur le signal de données un taux d’er-reurs binaires qui ne soit plus admissible et qu’ondétermine et affiche à partir du niveau du signal debruit la réserve de gigue correspondante.

3. Montage de détermination de la réserve delongueur de câble et/ou de gigue selon une mé-thode conforme à la revendication 1 ou 2, carac-térisé par un générateur de bruit (4) relié par un premier dispositif de réglage de niveau (3) à unadditionneur (2) à l’entrée duquel est appliqué lesignal de données série à mesurer (V) et dont lasortie est reliée à un convertisseur en parallèle (5)destiné à convertir le signal de données série en un signal de données parallèle et présentant un

générateur d’horloge (7) synchronisé en phasepour récupérer l’horloge des données, le généra-teur de bruit (4) étant relié par un second disposi-tif de réglage de niveau (10) à un additionneur (9)disposé dans la boucle de verrouillage de phase(8) du générateur d’horloge (7) du convertisseur enparallèle (5), la sortie parallèle du convertisseur enparallèle (5) étant reliée à un dispositif d’analyse etd’affichage du signal de données (6) permettantde mesurer le taux d’erreurs qui n’est plus admis-sible, les deux dispositifs de réglage de niveau (3, 10) pouvant être réglés par l’intermédiaire d’undispositif de commande (11) relié au dispositifd’analyse et d’affichage, et le réglage des deuxdispositifs de réglage de niveau (3, 10) nécessairepour obtenir un taux d’erreurs binaires qui n’estplus admissible étant affichable en tant qu’indica-tion de la réserve de longueur de câble et/ou degigue sur le dispositif d’affichage.

Extrait du brevet DE 44 14574 C2Déposé par Rohde & Schwarz le 27/04/1994Délivré et publié le 28/03/1996Inventeurs : Harald Ibl ; Thomas Hindelang

Application à l’analyseur vidéo numériqueVCA

Informations détaillées sur le VCA :161/16

Addition-neur

Additionneur

Ampliisolateur

Réglage de niveau

Générateurde bruit

Atténuateur

Convertisseuren parallèle

Boucleverrouil.phase

Géné-rateur

horloge1 2

3

4

5

78

910

numérique parallèle27 Mbit/s

Dispositif d’affichage

GigueLg. câble

7,5 6,3

6

Equipementde commande

11


3.3 Récepteur en mode veille

Une fois que la trame de l’émetteur àsauts a été déterminée par balayagepréalable de la gamme de fréquence,un récepteur peut être accordé à demeure sur l’un des canaux de saut.L’émetteur est alors détecté lorsque safréquence momentanée coïncide avecla fréquence de réception réglée. Pourqu’un saut soit détectable, il faut que sa durée Th soit supérieure à Ti (Th > Ti).Le temps de réglage du synthétiseur et les temps de traitement du signaln’ont, en mode veille, aucune influencesur la probabilité de détection, et on a alors Td = Ti .

Lorsque la condition de base Ti < Th estremplie, on a toujours, dans les condi-tions du point 2, exactement une détec-tion lorsque la fréquence de saut coïn-cide avec la fréquence de réception : àl’arrivée d’un paquet, le seuil de détec-tion est franchi en montant, à l’issue durégime transitoire du filtre de détection,puis à nouveau franchi en descendant,après un certain retard, à la fin du paquet, ce qui permet donc d’estimerégalement la durée du paquet. Dans cemode, contrairement au cas du récep-teur de recherche sautant en fréquence,la probabilité de détection est indépen-dante de la durée de saut Th et de l’ins-tant d’arrivée du paquet sur l’antennede réception, et l’on a n– = 1. Pour laprobabilité de détection, on obtient lafigure 5b, avec Mg = MSc = 1, et leséquations (5) et (4) pour récepteurs mo-nocanal et multicanal, respectivement.

Lorsque, pour un récepteur à recherchesuffisamment rapide, le nombre moyende tentatives de détection valides parpaquet est n– > 1, la probabilité de détection est supérieure à celle obtenueen mode veille (équation (8)). La proba-bilité de détection en mode recherchepeut toutefois être également inférieureà celle obtenue en mode veille :

a) Dans le cas d’un récepteur à recherche trop lente par rapport à la durée d’un paquet (Ti < Th < ( Td + Ti )),le facteur n– = (Th – Ti )/Td de (8) est inférieur à 1.b) Lorsque le récepteur de recherche ne peut utiliser l’information a prioriconcernant la gamme de fréquence del’émetteur à sauts, comme cela a étésupposé pour le récepteur en modeveille, il se peut que la recherche aitégalement lieu dans des gammes defréquence non occupées par l’émetteur(fig. 5a et c). Le rapport Mg/MSc de (8)est alors inférieur à 1, alors qu’en modeveille, on a, comme il a été indiqué, Mg = MSc = 1.

4 Détection de signaux àsauts de fréquence :tentatives répétées

Jusqu’à présent, nous nous sommespenchés sur la probabilité de détectiond’un seul saut ou « hop » (paquet ou « burst »). Lorsqu’un émetteur à sauts de fréquence est observable pendantune certaine durée de fonctionnement(durée d’émission ou durée totale deconnexion du récepteur), la tentative dedétection peut être répétée sur N sauts,avec

N = Tt · fH, (14)

où fH est la cadence de saut de l’émet-teur en sauts de fréquence par unité detemps (nota : fH n’est pas égal à 1/Thcar, pour l’émetteur également, il fauttenir compte du temps de réglage dusynthétiseur). La probabilité de détec-tion pour chacune des N tentatives est P, avec P = P1 selon (3 à 6) ou P1hselon (8).

4.1 Distribution binomialeLa probabilité PN d’obtenir pour Ntentatives un nombre de détections Zexactement égal à k se calcule par laloi de distribution binomiale [5] :

PN (Z = k) =

(N

)Pk (1– P)N—k

k

avec

(N

)= N! (15)

k k!(N – k) !

et la valeur moyenne (nombre moyende détections)

k–

= N · P. (16)

Ce qui est particulièrement intéressant,ce sont les probabilités que l’on peutdéduire de (15) pour le nombre Z dedétections dans un intervalle donné :a) La probabilité d’avoir au moins unedétection sur N tentatives est :

PN (Z ≥ 1) = 1 – (1 – P)N. (17)

b) La probabilité d’avoir k1 à k2 dé-tections sur N tentatives est :

PN (k1 ≤ Z ≤ k2 )

= k2

Sl=k1

(N

)l

P l(1– P)N – l. (18)

c) La probabilité d’avoir au moins kdétections sur N tentatives est :

PN (Z ≥ k) = N

Sl=k

(N

)l

P l(1– P)N – l

= 1 – k – 1

Sl = 0

(N

)l

P l(1– P)N – l. (19)

4.2 Approximation par la loi dePoisson

Dans le cas d’un grand nombre MFHde canaux de saut, la probabilité P dedétecter un saut donné est souvent trèsfaible, si bien que même pour un grandnombre N de tentatives, le produit N · P n’est pas très grand (de l’ordre de 1). Dans ce cas, la loi de distributionbinomiale (15) peut être remplacée en approximation, pour k de l’ordre deN · P, par la loi de Poisson [5] :

PN (Z = k) < e–NP(NP)k . (20)k!

Formation continue

Probabilité de détection de signaux à sauts de fréquence par récepteurs de recherche (II)


Mentionnons un cas spécial :Dans le cas d’un grand nombre MFHde canaux de saut et d’une gamme derecherche d’un récepteur monocanalcoïncidant avec la gamme de saut defréquence de l’émetteur (MSc = MFH,fig. 5d), on procède à L balayages parle récepteur [4]. Celui-ci doit pouvoir effectuer en moyenne une tentative de détection valide par saut de fré-quence de l’émetteur (n– = 1). D’après(5), la probabilité de détection pour un paquet unique est P = P1 = 1/MFH ,et le nombre total de tentatives de détection N = L · MFH . En faisant N · P = L · MFH · (1/MFH ) = L , (19) et(20) donnent alors pour la probabilitéd’avoir au moins k détections (fig. 7) :

PN (Z ≥ k) = 1 – k –1

Sl = 0

PN (Z = l)

< 1 – e –Lk –1

Sl = 0

Ll

l!. (21)

La probabilité d’avoir au moins une détection (courbe k = 1 sur la fig. 7) estd’après (21) :

PN (Z ≥ 1) = 1 – e –L. (22)

4.3 Approximation par la loi de de Moivre-Laplace

Lorsque le nombre N de tentatives estsuffisamment grand pour que l’on aitaussi

NP(1 – P) >> 1 (23)

la loi binomiale (15) peut égalementêtre remplacée en approximation parune loi de Gauss [5] :

PN (Z = k) < e –(k – NP)2/2NP(1 – P)

. (24)EDDDDDF2πNP(1–P)

Pour la probabilité sommée (18), on obtient :

PN (k1 ≤ Z ≤ k2)

<1

[erf

(k2 – NP

)2 EDDDDD2NP(1– P)

– erf(

k1 – NP )]

(25)EDDDDD2NP(1– P)

avec erf (x) = 2x

ee –y2

dy. (26)EFπ 0

En combinant (25) et (19), on obtientpour la probabilité d’avoir au moins kdétections sur N tentatives :

PN (Z ≥ k)

<1

[erf

(N – NP

)2 EDDDDD2NP(1– P)

– erf(

k – NP )]

EDDDDD2NP(1– P)

<1

[1 – erf

(k – NP

)]. (27)

2 EDDDDD2NP(1– P)

L’encadré bleu expose la relation entretentatives de détection et balayages durécepteur.

5 Exemple

Supposons que la gamme de recherchedu récepteur coïncide avec la gammede fréquence de l’émetteur à sauts (fig. 5d) et que l’émetteur et le récep-teur aient chacun 2000 positions desaut (MFH = MSc = 2000). La proba-bilité de détection d’un paquet uniqueavec une seule mesure est alors, d’après(5), pour le récepteur monocanal, P1 = 1/MFH = 1/2000.

a) Approximation par loi de Poisson :Pour L = 3, dans le cas où un récepteurmonocanal effectue en moyenne unetentative de détection valide par sautde fréquence de l’émetteur, on obtient à

Formation continue

Fig. 8 Récepteur monocanal. Probabilité PNd’avoir au moins k détections sur N = 104

tentatives répétées pour le nombre moyen n– detentatives de détection valides durant un inter-valle de saut.

Fig. 7 Probabilité PL d’avoir au moins k détec-tions sur L balayages.

Nombre de tentatives répétées durant un nombre donné de balayages du récepteurLe nombre N de tentatives répétées de détection d’un émetteur à sauts de fréquencealéatoires est un paramètre essentiel de la probabilité de détection (15) à (27). N dépend comme suit du nombre L de balayages du récepteur :

Supposons que Td soit le temps de séjour du récepteur sur une position de fréquencedonnée. Le balayage systématique de toutes les positions de fréquence MSc d’un ré-cepteur monocanal exige le temps TSc,1 = MScTd.

D’après (14), le nombre N de tentatives durant L balayages devient alors NL,1 = MSc Td fH L.

Dans le cas du récepteur multicanal à K canaux parallèles, le temps de balayage se raccourcit et devient

TSc,K =MScTd ,K

si bien que durant L balayages, on ne peut plus effectuer que

NL,K = MScTd fH L

K

tentatives de détection. Comme la probabilité de détection d’un saut unique augmentedu facteur K par rapport au récepteur monocanal (3, 8), le nombre moyen k

–de détec-

tions pour le même nombre L de balayages est le même avec le récepteur monocanal et le récepteur multicanal. Ce dernier n’exige toutefois qu’un temps d’observation rac-courci du facteur 1/K.


partir de la fig. 8, courbe k = 1, ou àpartir de (22), une probabilité de 95 %pour que l’émetteur soit détecté aumoins une fois sur trois balayages [4].

b) Approximation par loi de de Moivre-Laplace :Supposons que la durée de fonctionne-ment Tt soit suffisamment grande pourque l’on ait, d’après (14), N = 104

pour le nombre de tentatives répétées.D’après (16, 8 et 7), le nombre moyende détections est alors :k–

= N · P1h = 10000 · n–/2000= 5 · n–, mit n– = (Th – Ti )/Td.

La probabilité d’obtenir au moins k dé-tections est déterminable en approxima-tion par (27). La figure 8 la représentepour le récepteur monoconal et pourdifférents nombres de tentatives de dé-tection du récepteur durant l’intervallede saut Th (c’est-à-dire pour différentesvitesses de recherche). La courbe pourn– = 1 s’applique également à un ré-cepteur monocanal en mode veille. Lafigure 9 représente la même relationpour un récepteur à huit canaux. Parrapport au récepteur monocanal, lenombre moyen de détections d’après(16), avec P = P1h d’après (8), aug-mente du facteur 8. La courbe n– = 1s’applique également à un récepteurmonocanal en mode veille. La figure10 part d’une seule tentative de détec-tion valide par saut (n– = 1, (Th–Ti )/Td= 1 ou mode veille) et représente l’effetd’une parallélisation croissante.

Les probabilités de détection calculéesd’après (27) et représentées aux figures8 à 10 permettent d’estimer aisémentd’après (16) l’effet d’une mesure parti-culière (canaux parallèles, accélérationdu balayage) à l’aide du nombremoyen de détections :Les courbes de probabilité PN( k)atteignent la valeur 0,5 si le nombre minimal de détections possibles estégal au nombre moyen de détections (k = k

–). Quand k

–augmente, le flanc

des courbes se décale donc proportion-nellement vers les nombres minimauxde détections plus grands. Dans le casd’un récepteur à K canaux, on obtient,

en faisant intervenir (8) dans (16), lenombre moyen de détections suivantpour la coïncidence supposée à la figure 5d entre gammes de fréquencesde recherche et de saut :

k–

= N · P1h = N K n–

MFH

= NK

(Th – Ti

). (28)

MFH Td

c) Loi binomiale :Si l’on veut déterminer la même relationqu’à la figure 10 pour quelques ten-tatives seulement, il faut faire le calcul avec la loi binomiale exacte. Lafigure 11 s’obtient d’après (19) pourseulement dix tentatives répétées, laprobabilité de détection étant parconséquent faible.

6 Conclusion

Dans les conditions du point 2, la pro-babilité de détection pour un paquet (saut) unique est proportionnelle auproduit du nombre de canaux K et dunombre moyen n– de tentatives de dé-tection du récepteur dans l’intervalle desaut Th (8, 28). En termes d’effet sur la probabilité de détection, les mesures« récepteur multicanal » et « rechercherapide » sont donc interchangeables.Ces deux mesures visant à augmenterla probabilité de détection accroissentla complexité du récepteur. Le récep-teur de recherche optimal en termes de probabilité de détection de signauxsuffisamment puissants fonctionne avecle plus grand nombre possible de canaux parallèles et avec le temps deséjour Td le plus court possible, c’est-à-dire avec des temps aussi courts quepossible pour la détection, le réglagedu synthétiseur et le traitement du signal. Des temps de détection courtsexigent des filtres à large bande. Leraccourcissement du temps de détec-tion Ti est donc limité par la diminutionde la sélectivité par rapport aux signauxà bande étroite sur canaux adjacents et aux signaux de brouillage à largebande. Dans le cas d’un brouillage parbruit à large bande, un raccourcisse-ment du temps de détection Ti se paye

par une augmentation de l’intensité duchamp nécessaire proportionnellementà EDDF(1/Ti ). Pour un signal RF observablependant un certain temps, les tentativesde détection peuvent être répétées etaccroître ainsi les taux de détection.

Dr Hans-Christoph Höring

BIBLIOGRAPHIE

[5] Papoulis, A. : Probability, Random Variablesand Stochastic Processes. McGraw-Hill(1965), chapitre 3.

Formation continue

Fig. 11 Récepteur à K canaux parallèles,n– = 1. Probabilité PN d’avoir au moins m détec-tions sur N = 10 tentatives répétées.

Fig. 10 Récepteur à K canaux parallèles, n– = 1.Probabilité PN d’avoir au moins k détections surN = 104 tentatives répétées.

Fig. 9 Récepteur à huit canaux. Probabilité PNd’avoir au moins k détections sur N = 104

tentatives répétées pour le nombre moyen n– detentatives de détection valides durant un inter-valle de saut.


Le wattmètre directionnel NRT pour mesures de puissance et d’adaptationsur stations de base de radiocommuni-cations numériques est depuis deux anssur le marché, où il connaît un francsuccès*. L’interface numérique des têtesde mesure NRT-Z43 et NRT-Z44 qui luisont destinées permet de les utiliserégalement sans appareil de base, enles raccordant directement à l’interfacesérie d’un PC de bureau ou portablevia l’adaptateur d’interface NRT-Z3 eten faisant appel à l’interface utilisateurgraphique NRT-V tournant sous Win-dows. Les utilisateurs travaillant dans ledéveloppement, la fabrication, l’instal-lation et la maintenance apprécientnon seulement la possibilité de traiterimmédiatement les valeurs mesurées àl’ordinateur, mais aussi le prix avanta-geux et la maniabilité de cette solution

autonome. Le seul petit inconvénient,notamment dans les applications mo-biles, est la nécessité d’alimenter la têtede mesure par un bloc-secteur séparé.

Ceci n’est plus nécessaire avec l’adap-tateur PC-Card NRT-Z4 : introduit toutsimplement dans le logement PC-Cardd’un portable, il se charge non seulementde l’alimentation de la tête de mesure,mais aussi du transfert de données àl’ordinateur. Mis à part un connecteurPC-Card de type II (à la norme PCMCIA2.1), aucune exigence particulière n’estimposée à l’ordinateur. L’installation estpossible sous tous les systèmes d’ex-ploitation Windows (3.x/95/98/NT),la consommation supplémentaire d’en-viron 5 % de la capacité de la batteriepour l’alimentation de la tête de mesureétant quasi négligeable.

Dans la plupart des cas, la tête de mesure s’utilise sous l’interface WindowsNRT-V (comprise dans la livraison de lasonde), qui réunit toutes les fonctionna-

lités d’un wattmètre moderne. Les me-sures peuvent être consignées, avec horodatage, dans des fichiers exploi-tables à l’aide de logiciels bureautiquesusuels (tels Excel). Pour l’intégration des sondes dans un système de mesure,des pilotes sont disponibles gratuite-ment sur le site Web de Rohde &Schwarz pour les environnements LabWindows/CVI, LabVIEW et HP VEE.

Les gammes de fréquence et de puis-sance des têtes de mesure raccordables– 0,2 à 4 GHz/0,003 à 300 W (NRT-Z44) et 0,4 à 4 GHz/0,0007 à75 W (NRT-Z43) – ont été choisies defaçon à permettre des mesures de puis-sance sur stations de base conformes àtoutes les normes usuelles de radiocom-munications numériques. Pour stationsde base CDMA (IS 95 et W-CDMA),les mesures possibles sont non seulementcelles de la puissance moyenne et del’adaptation, mais aussi celles de lapuissance de crête (PEP) et de la distri-bution d’amplitude (« ComplementaryCumulative Distribution Function »,CCDF). Ces fonctions de mesure sontnécessaires en CDMA pour apprécierle comportement dynamique des étagesde sortie des émetteurs, ayant à traiteravec un minimum de distorsions despuissances de crête environ dix fois supérieures à la valeur moyenne.

L’éventail des fonctionnalités qu’offreune tête de mesure raccordée à un ordi-nateur portable via l’adaptateur NRT-Z4n’a rien à envier à la solution faisantappel à l’appareil de base NRT et correspond à celui d’un analyseur depuissance de haut de gamme coûtantbeaucoup plus cher. Les coupleurs directifs nécessaires aux mesures depuissance d’émission sont en outre déjà intégrés dans la tête de mesureNRT. Il s’agit donc d’une solution com-plète, moderne et bon marché.

Thomas ReichelInformations détaillées : Service lecteurs 161/17

Panorama

Mesure mobile de puissances par sonde NRT et adaptateur PC-Card NRT-Z4

* Reichel, T. : Wattmètre-réflectomètre NRT – L’appareil de mesure de puissance et d’adapationde la nouvelle génération. Actualités de Rohde &Schwarz (1997), N° 153, p. 7–9.

Compact et maniable, il se glissedans n’importe quelle mallette de dépannage : l’adaptateur PC-CardNRT-Z4 pour tête de mesure NRT.Photo 43 233


Rohde & Schwarz a récemment pré-senté ses produits de communicationradio au CECOM (« Communications-Electronics Command ») de l’arméeaméricaine à Ft. Monmouth, dans leNew Jersey. Cette opération s’inscritdans le cadre de l’objectif stratégiqued’extension et de consolidation du mar-ché des produits Rohde & Schwarz auxEtats-Unis. Les ambitions et aspirationsde ce centre d’essai et d’approvision-nement de matériel militaire (fig. 1) sonttrès haut placées : ce qui y est sélection-né et approvisionné est synonyme dequalité et de renommée !

L’orientation stratégique et le dévelop-pement des produits Rohde & Schwarzsont bien entendu axés sur les con-ditions et besoins du marché. Ceci estparticulièrement vrai pour une partiede la gamme des produits – les équipe-ments d’émission et de réception, avecleurs composants matériels et leurs modules logiciels, destinés au trafic ra-dio stratégique –, qui doivent satisfaire

à des normes nationales et internatio-nales ainsi qu’à des spécificités opéra-tionnelles critiques. Ce marché est engrande partie l’apanage de grandessociétés américaines. Les essais compa-ratifs menés pour des projets d’appro-visionnement dans différents pays ontbeau faire apparaître les produits Rohde & Schwarz aux premières places, la pénétration du marché domestique américain par des produitsstandard était jusqu’ici une entreprisepénible, au succès plus que modeste.

Depuis décembre 1996, des efforts ontdonc été déployés pour mieux informerle CECOM sur les produits et capacitésde Rohde & Schwarz. L’innovation queconstitue le logiciel TCP/IP PostMan aparticulièrement intéressé le CECOM.Plusieurs présentations et démonstra-tions menées à Ft. Monmouth ont donné au département compétent, àpartir de mai 1997, l’occasion de pro-céder lui-même à des séries de tests.L’assistance technique assurée depuisMunich, étayée par le suivi permanentsur place, aux Etats-Unis, a ainsi permisaux experts, planificateurs et acheteursdu CECOM de mieux connaître lesavantages des produits de communica-

tion radio à longue distance de Rohde& Schwarz. A l’issue des tests, en dé-cembre 1997, a eu lieu une expérimen-tation comparative de plusieurs joursdans le New Jersey et à Washington,DC, parallèlement à des produitsconcurrents d’autres constructeurs. Lecomportement de la liaison, le débit et la convivialité dans un scénario d’utilisation à des distances de plus de200 milles étaient les critères détermi-nants d’adéquation et d’évaluation. Lesystème de transmission HF de Rohde &Schwarz, associant l’émetteur/récep-teur HF XK2000 et le logiciel TCP/IPPostMan, a obtenu d’excellents résul-tats et trouvera certainement à l’avenirde nouveaux utilisateurs potentiels auxEtats-Unis.

Outre la messagerie HF, le transfert depaquets TCP/IP sur liaisons VHF-UHF aégalement été testé. Pour ce faire, desliaisons VHF et UHF ont été raccordéespar routeur à un réseau local (LAN) pi-loté par le processeur système MERLIN.Cette combinaison a permis de démon-trer que des paquets TCP/IP pouvaientêtre également transmis de manièretransparente en HF (fig. 2). Ceci estparticulièrement important dans les

Panorama

Le CECOM teste des produits de Rohde & Schwarz

Fig. 1 Quartier général du CECOM à Ft. Mon-mouth, New Jersey (USA) – le plus important centre d’approvisionnement de l’armée améri-caine. Photo : Müller


Fig. 2 Grâce à l’interface TCP/IP, le progiciel PostMan s’intègre sans restriction dans les systèmes decommunication existants.

applications où la portée d’équipe-ments VHF-UHF n’est pas suffisante etoù il faut utiliser la HF pour augmenterla portée. D’autres tests ont vérifié l’accès transparent par HF à une application Intranet. Pour ce faire, unnavigateur usuel du commerce a simplement été configuré de manière àpouvoir accéder en HF, via l’adresseTCP/IP réglée, à l’une des applicationsIntranet souvent utilisées dans les systèmes militaires.

Peter Maurer ; Gerd Müller

Informations détaillées sur PostMan :Service lecteurs 161/18

Panorama

sin( t)

ω

cos( t)

ωI ext

QextRF

Modulateur I/Q

I

QAux.

Codeur de modulation

Simulateur de fading SMIQB14

Générateur de bruit et

simulateur de distorsions SMIQB17

+

+Σ

PCn

UHF VHF Autres

UHF VHF Autres

UHF VHF Autres

UHF VHF Autres

PCn

TCP/IP

TCP/IP-LAN TCP/IP-LAN

TCP/IP

Modem

Processeur systèmeMERLIN avec

logiciel PostManModem


Modem ALE

Routeur Routeur

Intranet Intranet


Modem ALE

Processeur systèmeMERLIN avec

logiciel PostMan

Simulation du bruit de canaux et de distorsions nonlinéaires d’amplis au générateur de signaux SMIQUn générateur de signaux modernedoit pouvoir non seulement délivrer dessignaux les plus idéaux possible, auxmodulations les plus diverses, mais aussi, de plus en plus, simuler des dé-gradations du type de celles appa-raissant dans la pratique. Ces dégra-dations peuvent provenir de la non-linéarité des étages de sortie des émet-teurs, de brouillages sur la liaison radioou de bruit dans les étages d’entrée des récepteurs.

L’option générateur de bruit et simu-lateur de distorsions (SMIQB17) per-met au générateur de signaux vectorielSMIQ [1] de superposer un signal debruit et des distorsions non linéaires au

signal de modulation. Le signal de bruita une largeur de bande réglable entre10 kHz et 10 MHz et une distribution

d’amplitude gaussienne (« AdditiveWhite Gaussian Noise », AWGN). Lerapport signal/bruit peut être réglé

Fig. 1 Dispositif de simulation complète d’un canal radio par générateur de signaux SMIQ et optionsSMIQB17 et SMIQB14 (en jaune).


avec une grande résolution (–5,0 à+30,0 dB). Les distorsions sont im-posées par deux caractéristiques,AM/AM et AM/PM, puisqu’un ampli-ficateur distord habituellement aussibien l’amplitude que la phase.

Le traitement numérique du signal dansl’option SMIQB17 assure une grandevitesse et une haute reproductibilité. Ceci est important, par exemple, pourle rapport signal/bruit, car les récep-teurs peuvent être sensibles aux varia-tions du niveau de bruit. Le bruit et lesdistorsions peuvent être combinés àune dégradation par fading à l’aide

modulées du CMD80 sont injectées enbande de base dans le SMIQ (I et Q).Le SMIQ fait passer le signal dans le simulateur de fading, superpose le bruitet transpose le signal en RF. Le signal RFest appliqué par coupleur directionnelau mobile à tester. La procédure de mesure est décrite avec précision en [3].

Une autre application est la compen-sation des distorsions non linéairesd’amplificateurs par préaccentuation,une technique qui prend de plus en plus d’importance du fait du traitement numérique des signaux. Le concepteurde ces techniques dispose désormais,

ainsi de calculer les 2000 points à l’aide de l’équation associée.

Si les polynômes entrés sont ceux descaractéristiques mesurées sur l’ampli-ficateur, il convient de les inverser sil’on veut procéder à une préaccen-tuation. Autrement dit, il faut activer lafonction inverse pour la caractéristiqueAM/AM, et la fonction conjugée pourAM/PM. L’inversion peut être activéeet désactivée dans le menu.

Signalons enfin une autre application,importante dans le cadre du systèmede radiodiffusion sonore par satelliteWorldSpace [4] : la simulation par l’option générateur de bruit et simula-teur de distorsions d’un signal satellitebruité et distordu par l’étage de sortied’un émetteur.

Thomas Ehrhardt

BIBLIOGRAPHIE

[1] Klier, J. : Générateur de signaux SMIQ – Modulations numériques de haute qualité jusqu’à 3,3 GHz. Actualités de Rohde &Schwarz (1997), N° 154, p. 4–6.

[2] Lüttich, F. : Générateur de signaux SMIQ +SMIQ-B14 – Simulateur de fading et géné-rateur de signaux dans un même appareil.Actualités de Rohde & Schwarz (1997), N° 155, p. 9–11.

[3] Rohde & Schwarz : Note d’application1MA05_2D.

[4] Kernchen, W. : Générateur de signaux vec-toriel SMIQ02W/SMIQ03W – Des signauxde mesure pour la radio numérique par sa-tellite WorldSpace. Actualités de Rohde &Schwarz (1998), N° 160, p. 7–9.


Panorama

avec l’option SMIQB17, d’un puissantoutil de test. Les caractéristiques pro-grammables lui permettent de tester lapréaccentuation sur un amplificateuravant même que ne soit réalisé le traitement prévu du signal.

L’entrée des caractéristiques AM/AMet AM/PM peut s’opérer de deux manières :1) Entrée de points fixes par bus CEI(jusqu’à 30), soumis à une interpolationcubique permettant d’obtenir une réso-lution interne de 2000 valeurs.2) Entrée des coefficients d’un poly-nôme par menu ; quatre coefficientspour les distorsions d’amplitude et quatre pour celles de phase permettent

de l’option simulateur de fading (SMIQB14) [2], ce qui permet de simuler intégralement un canal radio (fig. 1).

Un exemple d’application est la simu-lation d’un canal CDMA/AMRC. Pourmesurer le « Frame Error Rate » (FER)d’un mobile CDMA en conditions de fading selon IS98, point 9.3.4, il fautsuperposer au signal utile un signalAWGN simulant les brouillages exté-rieurs, par exemple par les cellules voisines (fig. 2). Le testeur de radio-communications numériques CMD80joue alors le rôle de station de base et mesure le FER en mode bouclé (« Loopback »). Les données d’émission

Coupleur directionnel

ROHDE & SCHWARZ

SMIQ

50 Ω

ROHDE & SCHWARZ

CMD 80

QI

Mobile sous test

Fig. 2 Montage de mesure du « Frame Error Rate » sur mobiles CDMA.


Rohde & Schwarz fabrique et livre desappareils et systèmes de mesure auplus haut niveau de qualité et de pré-cision. Mais même les meilleurs appa-reils de mesure doivent naturellementfaire l’objet, à intervalles réguliers,d’une vérification de la précision spé-cifiée dans leur fiche technique. Dans le cas d’appareils utilisés sur lignes de fabrication, en particulier, un tel étalonnage doit en outre être rapidepour ne pas affecter la production. Un étalonnage doit donc répondre auxexigences suivantes :• précision maximale,• grande vitesse,• consignation des valeurs mesurées,• possibilité d’exécution sur place,• qualité comparable et uniforme dans

le monde entier,• conformité au guide ISO 25.

La réponse à ce défi est le système de contrôle et d’étalonnage ACS100(fig.) à usage universel développé parRohde & Schwarz. Ce système, uniqueen son genre sous cette forme, est entre-temps installé dans tous lesgrands centres de service après-venteRohde & Schwarz de par le monde, où il contribue, de Singapour au Brésil,

à assurer la surveillance très précisedes outils de mesure utilisés en fabri-cation et en laboratoire. Le système secompose d’une série d’appareils demesure montés dans des racks transpor-tables résistant aux vibrations et télé-commandés par un ordinateur à inter-face de bus CEI. Le cœur du système est le logiciel, créé sur mesure pour chaque appareil à tester et assurant automatiquement l’étalonnage, jusqu’àl’impression du procès-verbal. La ver-sion de base couvre les générateurs designaux ainsi que les testeurs de radio-communications analogiques et numéri-ques. Une extension permet égalementl’étalonnage automatique d’analyseursde spectre et récepteurs de mesure.

La conception du système ACS100,axée sur la mobilité, permet de le trans-porter sans problème chez le client etde le mettre en service sur le site. Lesappareils à étalonner ne sont plus ainsiindisponibles pour raison de transport,et des interventions de nuit ou le week-end réduisent pratiquement à zéro l’im-mobilisation des lignes de productiondes clients. L’utilisation du systèmeACS100 dans le monde entier permeten outre des comparaisons interconti-

nentales des caractéristiques des appa-reils et des mesures, ce qui présenteégalement des avantages en cas deservice après-vente ou de réparation.

Une autre caractéristique du systèmeest sa simplicité d’utilisation. L’opé-rateur est informé en détail du bon raccordement de l’appareil à contrôleret de toute autre interaction par un logiciel convivial. La mesure et la con-signation d’une multitude de grandeursélectriques peuvent alors s’opérer de manière quasi automatique, mêmesans l’intervention d’experts, après une simple initiation au maniement dusystème. Le personnel de service peuten outre faire appel en permanence àune équipe de support, ce qui permetde garantir une utilisation optimale dusystème.

Le système ACS100, conforme au guide ISO 25, permet de mettre rapide-ment et aisément en pratique les exi-gences d’étalonnage imposées par lesnormes ISO 9000. La conception engrande partie modulaire du système y contribue également et permet en même temps de le compléter et del’adapter sans problème aux exigencesfutures. D’où également le souhait exprimé dès le départ par l’équipe desupport de maintenir un contact étroitavec les utilisateurs du système, afin depouvoir réagir rapidement aux besoinset suggestions d’optimisation. C’est leseul moyen d’assurer de hautes per-formances d’étalonnage pour les appa-reils de mesure de Rohde & Schwarzet, par le fait même, de contribuer àune satisfaction optimale des clients.Hans-Joachim Mann ; Gerhard Keßler


Panorama

Des systèmes de test ACS100 assurent dans le mondeentier l’étalonnage des appareils de mesure R&S

Système de contrôleet d’étalonnageACS100 au SupportCenter Asia de Rohde & Schwarz à Singapour.Photo 43 237/2


Analyseur de signaux FSIQ (20 Hz à 3,5/7/26,5 GHz, résolution de 0,01 Hz) Les trois modèles conviennent par leur dynamique ACPR de 75 dB au W-CDMA ainsi qu’aux analyses uni-verselles de signaux à modulation analogique ou numérique, balayage « full span » en 5 ms (modèles 3 et 7) ; bandes passantes de résolutionde 1 Hz à 10 MHz (par pas de 1/2/3/5), filtresde résolution pentapolaires à haute sélectivité, filtre FFT de 1 Hz à 1 kHz, indicateur de bruit propre de –150 dBm (bande passante de 10 Hz),erreur totale de mesure < 1 dB (jusqu’à 2,2 GHz),< 1,5 dB (jusqu’à 7 GHz) ; écran TFT 24 cm/9,5“.

Fiche technique PD 757.4160.11 Code 161/21

Générateur de bruit et simulateur de distorsionsSMIQ-B17 (bande passante RF > 14 MHz), délivrant pour les tests sur récepteurs des signauxà distorsions quelconques d’amplitude et de phase


Décodeur de mesure MPEG2 DVMD, pouvant désormais surveiller les limites de paquets nuls etoffrant en option des contacts de signalisation d’er-reurs et une interface parallèle supplémentaire.


Analyseurs de spectre FSE Entrée dans la fichetechnique des nouveaux modèles .21 et .31 desFSEM et FSEK ainsi que de l’option « Mélange externe » FSE-B21 qu’ils contiennent.


Modulateur DVB-T SDB-M Les multiples modifi-cations de la conception de l’appareil imposaientune révision complète de la fiche technique.


Générateur de mesure TV SFQ Le modèle 10 estdésormais adaptable à toutes les applications.


Remote Control & Monitoring Systems Series 200RCMS pour contrôle du trafic aérien (ATC); ces systèmes sur mesure offrent, par exemple, la visua-lisation de cartes, le synoptique de canaux et desaffichages mono ou multicanaux.


Système portable de mesure de couvertureTS9951 adaptable à toutes les mesures de couver-ture aux normes GSM 900/1800/1900, ETACS,DECT, DAB et CDMA (IS-95, J-STD-008).

Info PD 757.2109.22 Code 161/26

Famille BMS-Cover TS6200 détectant lors de mesures mobiles ou fixes d’intensité du champ lestrous de couverture dans les réseaux de radiodif-fusion sonore (mesures « Go/NoGo » et détaillées).

Prospectus PD 757.3828.11 Code 161/27

Logiciel d’évaluation TS9954 Roseval pour analyses des mesures d’intensité de champs parsystèmes TS99.. ; configurable pour la plupart des réseaux numériques.


Dipôle HF HX002M1 (1,5 à 30 MHz, PEP de 150 W) Version compacte du HX002 pour utili-sation en conditions difficiles à bord de bateaux.


Schz

Documentation récente

Le catalogue des équipements de mesure Rohde & Schwarz 1999/2000est disponible à partir de janvier1999 en allemand et en anglais –pour la première fois sous forme reliée et avec photos couleurs ainsiqu’avec copie sur CD-ROM. Vous ytrouverez sur 432 pages, outre leséquipements de mesure pour radio-communications, CEM et applica-tions générales de laboratoire, desappareils de mesure pour radiodiffu-sion sonore et télévision ainsi que dessystèmes de mesure et de test clé enmain. Le CD-ROM du catalogue peutégalement être commandé séparé-ment.

Catalogue PD 757.4560.51Code 161/30

Kr

Le catalogue des équipements de mesure Rohde & Schwarz 1999/2000


Nouvelles

50 ans d’émetteurs radio FM Rohde & Schwarz

C’est le 28 février 1949 que Rohde &Schwarz livrait à Munich, à la RadioBavaroise («Bayerischer Rundfunk»),le premier émetteur FM européen.

Comme il n’y avait pas encore àl’époque de récepteurs FM domes-tiques, Rohde & Schwarz en avaitconstruit une série, remis par la Radio Bavaroise à des responsablespolitiques et autres personnalités locales pour les convaincre du hautniveau de qualité sonore et de l’ab-sence de parasites dans le nouveausystème. Des commandes suivirentde la part des stations des forces armées américaines et britanniques(AFN et BFN) ainsi que d’autres ra-diodiffuseurs allemands et étrangers.Cet « amorçage » eut du succès : laradio FM s’imposa à grande échelle.

Au fil des décennies qui suivirent,Rohde & Schwarz développa dans lecadre de nombreuses générationsdes émetteurs FM les plus divers de toutes les catégories de puissance,en mettant à profit les progrès de la technique et en tenant compte des nouvelles exigences. Parmi lesgrands jalons de cette évolution, figu-rent l’introduction de la stéréo, en1963, ainsi que l’exploitation sanspersonnel, même de grandes instal-lations d’émission, rendue possiblepar l’automatisation, le basculementsur émetteur de secours et la télésur-veillance.

Aujourd’hui, la société propose une gamme complète d’émetteurs allant des faibles puissances jusqu’à20 kW. Avec la nouvelle généra-tion d’émetteurs transistorisés pour « Digital Audio Broadcast » (DAB),Rohde & Schwarz ouvre un nouveauchapitre dans l’histoire de la radiohertzienne.

Friedrich Steinhoff

Premier projet TETRA en Allemagne

Rohde & Schwarz BICK Mobilfunk arécemment signé avec Dornier uncontrat portant sur le premier projetTETRA lancé en Allemagne. Le projetcomprend un système de réseaupartagé numérique ACCESSNET ®-Tà 42 porteuses RF TETRA pour communication de phonie et de données, réparti sur sept sites, ainsique des équipements terminaux spéciaux pour un maximum de2500 abonnés. Le système sera installé sur un camp militaire de l’armée allemande. La réception enusine est prévue pour octobre 1999,l’installation et la mise en service sur le camp devant avoir lieu auprintemps suivant.

« Notre compétence technique parti-culière de constructeur de systèmes3RP au succès international, les caractéristiques particulières de notre système ACCESSNET ®-T entermes d’orientation vers les appli-

cations et de multiples possibilités deconnectivité ainsi que la convictionque TETRA est la technologie d’ave-nir pour les radiocommunicationsmobiles professionnelles des 20 pro-chaines années ont été détermi-nantes pour notre succès face à laconcurrence », indique en commen-taire Heinz Bick, directeur de R&SBICK Mobilfunk.

PI

Projet pilote de DVB-T sur réseau isofréquence dans la région de Munich

Un projet pilote vient d’être lancédans la région de Munich pour l’expérimentation de la « Digital Video Broadcasting » (DVB) par réseaux d’émetteurs terrestres (DVB-T). Les participants à cet essai, subventionné par le ministèrebavarois de l’Economie, des Trans-ports et de la Technologie, sont, outre Rohde & Schwarz, la « Bayerische Medien Technik »,

50 ans de développement d’émetteurs chezRohde & Schwarz

A gauche, le premier émetteur radio FM européende 1949 ; ci-dessous, le plus moderne émetteurradio FM SR610E1 à puissance de sortie de 10 kW et commande par menu ainsi que possi-bilité de télécommande via diverses interfaces (voir Actualités de Rohde & Schwarz (1998), N° 159, p. 18 –19)


la Radio Bavaroise (« BayerischerRundfunk»), l’« Institut für Rundfunk-technik » et « Deutsche Telekom ».Les émissions ont commencé dans le cadre des « Journées Bavaroisesdes Médias ».

Pour la mise en œuvre du projet, unréseau d’émetteurs isofréquences aété mis en place, sur la tour olympi-que de Munich, à Munich-Freimannet à Ismaning. Les équipements utili-sés sont non seulement des émetteurset modulateurs DVB-T, mais aussides appareils de mesure DVB-T deRohde & Schwarz.

La diffusion de la DVB par réseauxd’émetteurs terrestres constitue unealternative simple et souple à la réception TV par câble ou satellite.En DVB-T, un canal TV analogiquepermet de transmettre quatre chaînes.L’avantage essentiel de la trans-mission par réseau isofréquence estla gestion plus économique et plusefficace des rares ressources quesont les fréquences. Les puissancesd’émission sont par ailleurs plus faibles, et la réception est amélioréepar exploitation de la propagationpar trajets multiples.

PI

Financement d’une chaire à l’université Tongji de Shanghai

L’université Tongji de Shanghai faitpartie des universités les plus an-ciennes et les plus connues en Chine.Elle doit sa création à un médecin allemand, en 1907, époque à la-quelle commença à être instauréeune chaire de médecine sur le mo-dèle allemand. Pendant des dizainesd’années, la médecine et les sciencesde l’ingénieur y furent enseignées en allemand. Et aujourd’hui encore,la langue allemande et les liens avecle monde scientifique allemand yjouent un rôle que ne connaît aucune autre université chinoise. Ilconvient notamment de soulignerl’excellence de l’enseignement del’allemand aux étudiants chinois. Il n’est donc pas étonnant que la présidente de l’université parle, elleaussi, couramment allemand. MmeWu Quidi a pu en apporter unepreuve impressionnante lors de sabrève visite chez Rohde & Schwarz à Munich (photo) – à l’initiative duprofesseur Elmar Schrüfer, titulairede la chaire de mesures électriques à l’université technique de Munich.Elle a, elle aussi, fait des étudesd’électrotechnique et a étudié plu-

sieurs années en Suisse. Sa visiteavait pour but de lui faire connaîtreRohde & Schwarz et d’avoir unéchange sur les possibilités de co-opération future dans le domaineuniversitaire, en particulier dans lesoptions électrotechnique/télécom-munications.

Rohde & Schwarz a entre-temps décidé de financer la création d’une chaire à l’université Tongji.

La société témoigne ainsi de son engagement à long terme en Chine.Cet engagement exige des ingé-nieurs chinois bien formés, qui, parallèlement à leur bagage tech-nique et à leurs connaissances en allemand, soient également au fait des normes techniques et compor-tements allemands. C’est donc unenouvelle tête de pont en direction dela Chine et du marché asiatique.

Johannes Beckmann

Nouvelles

Les appareils de mesure de radio-téléphones de Rohde & Schwarzcertifiés pour le marché russe

La société Rohde & Schwarz Öster-reich GmbH (Autriche) est parvenueà faire certifier pour le marché russetous les principaux appareils de lagamme des équipements de mesurede radiotéléphones. Ces appareilsde mesure figurent ainsi dans un registre officiel recensant tous les appareils nationaux et étrangerscertifiés et devant être consulté enpriorité par les clients russes pourl’achat du matériel dont ils ont besoin.

Heinz Hoger


Echo de la presse

L’édition internationale de la revue d’électronique« Telecommunications » (n° 8/98) se penche surles mesures sur réseaux et tire la conclusion sui-vante : L’application des nouvelles technologiesaux services proposés, face à des exigences dequalité sans cesse croissantes, ne laisse d’autrechoix aux opérateurs que de faire mesurer leurréseau. D’où la décision logique de placer l’ana-lyseur de réseau vectoriel ZVC de R&S en couver-ture.

Les techniques basées sur la modulation I/Q ontnettement progressé ces dernières années dansles systèmes de radiocommunications mobiles.C’est sur cette tendance et sur un article ad hoc deR&S que la couverture de la revue « elektronikindustrie » (n° 9/98), spécialisée dans le dévelop-pement électronique, attire l’attention ; l’articledécrit les missions et atouts du générateur de modulation I/Q AMIQ.

La revue des techniques de radiodiffusion sonore«International Broadcast Engineer» met en lumière,en couverture de son numéro spécial «WorldwideTransmission 1998 », l’émetteur DVB-T UHF tran-sistorisé NV500 – nouveau puissant membre de la famille des équipements de transmission et demesure DVB-T de Rohde & Schwarz.

Honneur à qui de droit ! C’est brillamment mis en lumière par le photographe que nous avonstrouvé notre récepteur de mesure d’émissivitéESCS30 en couverture du numéro d’août 1998 de la revue « EMV-ESD ». Ce récepteur rapide,entièrement conforme aux normes, réunit en fait trois appareils en un seul : analyseur RF, ana-lyseur FI et analyseur temporel.

Outil universel GSM/DECTDes multitalents pour mobiles GSM et DECT, c’estainsi que la revue technique suisse « Polyskop »qualifie dans son numéro de septembre 1998 lestesteurs de radiocommunications numériquesCTS60 et CTS65 :

Avec le CTS65, Rohde & Schwarz propose désormais un testeur de maintenance multimode,compact et bon marché, pour mobiles GSM et téléphones sans cordon à la norme DECT. Pour lesapplications purement DECT, il existe le CTS60.

Limier électroniqueLes revues d’électronique renommées « Commu-nications International » (n° 10/98) et « Micro-wave Journal » (n° 7/98) présentent en mots et en images le radiogoniomètre de recherche numérique DDF0xS pour vitesse de recherchemaximale, même en présence d’une grande densité radio :

La communication sans fil s’opère de plus en plussous forme étalée en fréquence ou compriméedans le temps. La surveillance de ces signaux exige de pouvoir détecter et relever les émissions si possible simultanément dans une large gammede fréquence. Les radiogoniomètres de recherchenumériques DDF0xS de Rohde & Schwarz, conçuspour une vitesse de recherche maximale, obtenuepar transformation de Fourier rapide, répondenten grande partie à ces exigences – indépendam-ment de la densité du scénario radio. Ils convien-nent donc particulièrement bien à la détection et aurelèvement de signaux à large bande et de courtedurée dans la gamme de 0,5 à 1300 MHz.

Mesure : quo vadis ?C’est sur ce thème que se penche l’« ElektronikJournal » dans son n° 8/98, en interrogeant à ce sujet les spécialistes compétents des grandsfournisseurs d’équipements de mesure :

... chez Rohde & Schwarz, on souligne l’importancedes coopérations : « Pour pouvoir desservir lesmarchés mondiaux, Rohde & Schwarz a conclutrès tôt des alliances avec des partenaires auxEtats-Unis (Tektronix) et au Japon (Advantest) »,expliquent Roland Steffen et David Picken, de la division Mesure. Sur la question des futurs défis, il n’y a chez Rohde & Schwarz qu’une seule ré-ponse : « L’année 2001 sera marquée, dans lesmesures dédiées aux télécoms, par les radiocom-munications mobiles de la troisième génération. »

R&S partenaire idéal dansla production de mobilesC’est ce titre que décerne la revue spécialisée « Funkspiegel » dans son 2ème numéro de 1998,en décrivant la procédure de sélection et les dif-férents tests nécessaires. Son constat :

... Pour tous les tests cités, Rohde & Schwarz, leader mondial des bancs de mesure pour radio-communications numériques, propose des solu-tions répondant à toutes les normes usuelles, ycompris des systèmes complets pour la productionde mobiles et téléphones sans cordon.


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Enfin des équipements pour mesurer la qualité de la télévision ! Quel télé-spectateur ne souhaite pas ce genre dechose ? Mais il convient ici de ne passusciter de faux espoirs – ni de craintes.Non, il ne s’agit pas de mesurer la qualité du contenu des émissions de télévision. Son évaluation, à l’avenirégalement, restera l’apanage du télé-spectateur. Cet article se penche plutôtsur l’appréciation de la qualité de l’image en soi, sur les nécessités et possibilités de sa mesure, sur les diffi-cultés qui y sont liées, mais aussi sur les nouvelles amorces de solutions quivoient le jour.

Les nouvelles exigences dunumériqueLa télévision couleur a maintenant 30ans, sa technique est pratiquement par-faite. Pourquoi donc se pencher encoresur la qualité de l’image ? La réponsese trouve dans le passage du téléviseuranalogique à la plate-forme multimédiadomestique. Ce vocable cache un terminal permettant au téléspectateurd’accéder non seulement à un nombrejusque là inconnu de chaînes de télé-vision, mais aussi à des services dedonnées interactifs [1]. A la base decette évolution, figure la transmissionnumérique de l’image et du son TV, dé-crite par le sigle DVB (« Digital VideoBroadcast ») [2].

Ce changement a une influence con-sidérable sur la qualité de l’image. Entransmission analogique, cette dernièreest conditionnée par la longueur et laqualité de la voie de transmission. Lesbrouillages possibles sont bien connus :bruit, réflexions et manque de netteté.Plus la liaison est mauvaise, plus l’image est mauvaise. En télévision numérique, c’est fondamentalement différent. Ici, la qualité de l’image estessentiellement définie au début de laliaison par encodage et multiplexagede plusieurs programmes sur un canalde transmission (multiplex de trans-

port). En cas de transmission sans erreur du signal binaire, la qualité de l’image est alors conservée sur toutela liaison (fig. 1).

Problèmes de qualité dus àl’encodageL’encodage s’effectue à la normeMPEG2. Il permet de mieux exploiterles voies de transmission en réduisantradicalement le débit de l’image numé-risée. Le signal source à 270 Mbit/s estainsi converti en plusieurs étapes en un signal transmis à 5 Mbit/s, voiremoins. Bien entendu, la compressiondes données modifie l’image vidéo.L’art de l’encodage est de faire en sorte que les modifications apportéeséchappent le mieux possible à la per-ception humaine. Ceci est bien sûrd’autant plus difficile que le débit desortie à obtenir est faible. La nature del’image elle-même n’est pas non plussans influence. Plus les structures sont fines et irrégulières, plus l’encodage estdifficile. La norme MPEG2 se contenteen fait de décrire les outils de compres-

sion des données et la syntaxe du signal de transmission. Les moyens et la qualité de mise en œuvre dans un encodeur vidéo sont laissés au soin du constructeur considéré. La qualité de l’image qu’il est possible d’obtenirdépend donc non seulement du débit et de l’image d’origine, mais aussi del’encodeur utilisé.

Les effets provoqués sur l’image parl’encodage se distinguent fondamen-talement de ceux de la transmissionanalogique. L’effet le plus nettement visible est le blocage (fig. 2). Il est dûau fait que, pour comprimer les don-nées, l’image est découpée en blocsDCT de 8 x 8 pixels (« Discrete CosinusTransformation », assurant la transposi-tion de l’espace temps dans l’espacedes fréquences). Toutes les méthodesde mesure ayant fait leurs preuves pen-dant de nombreuses années en télé-vision analogique sont donc excluespour apprécier la qualité de l’image.

Mesure subjective de la qualité selon l’UITComment donc distinguer un bon encodeur d’un appareil moins bon ?Comment déterminer le débit minimalencore admissible ? Et, enfin, commentsurveiller la qualité de l’image en cours

Mesure de la qualité de l’image en TV numérique

Télévision analogique

Télévision numérique

Studio

Qua

lité

de l’

imag

e

Encodage,conversion N/A

Voie de transmission Récepteur

Fig. 1 Dégradation de la qualité de l’image le long de la voie de transmission en télévisionanalogique et numérique.


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d’exploitation ? Il faut, pour ce faire,des méthodes de test qui évaluent la qualité de l’image elle-même et quitiennent compte aussi de la perceptionhumaine. Le moyen le plus sûr est d’in-tégrer l’homme dans la méthode. Les ré-sultats qu’il est ainsi possible d’obtenirne peuvent naturellement être que sub-jectifs – les goûts étant finalement diffé-rents. Pour pouvoir malgré tout les com-parer et les reproduire, l’UIT (Union In-

ternationale des Télécommunications) aspécifié plusieurs méthodes de test [3].

On distingue à cet égard deux métho-des, parmi d’autres : dans la méthodeDSCQS (« Double Stimulus ContinuousQuality Scale »), on présente au « cobaye » à la fois la séquence de testà évaluer et l’original, par exempleavant son traitement. Pour chacune desdeux séquences, qui durent environ

10 s, une note de qualité est ensuite attribuée sur une échelle continue, lasuite du traitement s’opérant sur la différence des deux notes. L’échelle utilisée, de 0 à 100, comprend les notes de qualité spécifiées par l’UIT – « excellent/good/fair/poor/bad » –ainsi que toutes les notes intermédiaires(fig. 3). Cette méthode permet de biendistinguer notamment les très faiblesdifférences de qualité.

La seconde méthode, appelée SSCQE(« Single Stimulus Continuous QualityEvaluation »), repose sur la seule obser-vation de la séquence à évaluer. Durantle visionnage, le « cobaye » déplace un curseur, en fonction de la qualitésubjective de l’image, sur une échelleallant également de 0 à 100. Cette note est échantillonnée à une fréquencede 2 Hz, et on obtient donc deux notesde qualité par seconde. Cette méthodeconvient aux cas où l’on ne dispose pasde la séquence d’origine et corresponddonc mieux à la situation du téléspecta-teur, qui, lui non plus, ne connaît pasl’image enregistrée en studio.

Fig. 2 Effets de blocage nettement visibles sur un signal TV codé en numérique et – en comparaison – sans blocage, avec incrustation des notes de qualitéSSCQE (subjectives) et DVQL-W (objectives).

Fig. 3Echelle de qualitépour évaluation comparative(DSCQS) et absolue(SSCQE) de séquences d’images.


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Les deux méthodes tiennent compte desspécificités de la perception humaine. Ila été constaté, par exemple, que pourdes images très animées ou comportantbeaucoup de détails, les dégradationsde qualité ne sont pas perçues de lamême manière que pour des imagesaux variations lentes ou peu détaillées(effet de masquage dû à la grande activité temporelle ou spatiale de l’image).

Nouvelle méthode objectivede Rohde & SchwarzPour obtenir des résultats reproductiblesdans le cas de tests subjectifs, il faut effectuer de longues séries de tests quiprennent beaucoup de temps. Cette approche peut être acceptable pourdes études fondamentales, mais paspour une évaluation suffisante de laqualité telle que celle nécessaire en

exploitation. C’est pourquoi Rohde &Schwarz a mis sur ses tablettes le projetde développement « Analyse de la qua-lité de l’image ». L’objectif est de mettreau point une méthode permettantd’évaluer en temps réel la qualité ob-jective de séquences d’images codéesen DCT, sans signal de référence.

Comme pour d’autres développementsantérieurs, le nouveau projet bénéficiede la participation du laboratoire de télécommunications (« Institut für Nachrichtentechnik ») de l’universitétechnique de Brunswick. De cette co-opération sont déjà nés le générateurMPEG2 DVG et le décodeur de mesureDVMD au succès mondial bien connu[4]. Dans le projet actuel, c’est le labo-ratoire dirigé par le professeur UlrichReimers qui a développé la méthodedésirée, basée sur une analyse desdonnées de l’image. Le résultat de cette analyse, le DVQL-W (« Digital Video Quality Level – Weighted »), cor-respond à la note de qualité subjectivede la méthode SSCQE, sur une échellede 0 à 100. Il tient compte égalementde l’effet de masquage de la per-ception humaine évoqué plus haut. Lacorrélation entre les notes de qualitéobjectives déterminées suivant la nou-

velle méthode (DVQL-W) et les appré-ciations de qualité subjectives opéréespar des tests (selon SSCQE) est supé-rieure à 90 % (fig. 4).

La nouvelle méthode a été une surpriselors de sa présentation aux spécialistesréunis au congrès de la FKTG (« Fern-

seh- und Kinotechnische Gesellschaft »)à Erfurt, en mai 1998, et au salon IBCd’Amsterdam, en septembre de la même année [5]. La littérature spécia-lisée a également repris avec intérêt la question au niveau national commeinternational [6 ; 7]. Etant donné la forte demande, Rohde & Schwarz travaille d’arrache-pied à lancer sur lemarché un appareil mettant notammenten œuvre cette méthode pour déter-miner en temps réel et sans signal de référence la qualité de séquencesd’images codées en DCT.

Alexander Wörner ; Harald Ibl

BIBLIOGRAPHIE

[1] Dambacher, P. : Radiodiffusion numérique et communication multimédia. Actualités de Rohde & Schwarz (1996), N° 152, p. 57– 59.

[2] Reimers, U. : Digitale Fernsehtechnik – Datenkompression und Übertragung fürDVB. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg,New York, 2ème édition (1997).

[3] IUT-R Draft Recommendation BT.500-8 : Methodology for the Subjective Assessmentof the Quality of Television Pictures.

[4] Fischbacher, M. ; Weigold, H. : GénérateurMPEG2 DVG et décodeur MPEG2 DVMD –Les mesures en télévision numérique à com-pression MPEG2. Actualités de Rohde &Schwarz (1996), N° 152, p. 20–23.

[5] Lauterjung, J. : Picture Quality Measurement.IBC Conference Proceedings (1998).

[6] Trauberg, M. : Ein neues Verfahren für dieBildqualitätsüberwachung in MPEG-basier-ten Übertragungssystemen. Hüthig Verlag,FKT, n° 7/98.

[7] Trauberg, M. : A new method of picture qua-lity monitoring in MPEG-based transmissionssystems. IBE, n° 11/98.

Fig. 4 Comparaison des résultats de la méthode objective (DVQL-W) et des évaluations de qualité subjectives (SSCQE) pour une séquence d’environ 480 s.

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