Actualités de Rohde & Schwarz

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1 Actualités de Rohde & Schwarz Système modulaire de radio mobile TETRA autonome, portable et rapide à monter Logiciel CEM universel pour une multitude de mesures Equipement d exploitation et de mesure pour la télévision numérique 2004/IV 184

2 N o /IV 44 ème année ACCESSNET -T Cube est un système de communication TETRA prévu pour une utilisation en mobile, monté à l aide de modules et de ce fait, extrêmement souple. Il peut être utilisé comme système autonome mais également être intégré dans des réseaux existants (page 4) Le générateur de signaux RF R&S SMU est en évolution constante. Cela se reflète bien dans les trois articles de ce numéro qui traitent des nouveautés pour cet appareil haut de gamme (à partir de la page 16). RADIOCOMS MOBILES Systèmes radio TETRA Système radio mobile TETRA ACCESSNET -T Cube Système TETRA autonome modulaire, portable et rapide à monter...4 Bancs de mesure Testeur universel de radiocommunication R&S CMU200 Cadence de test exceptionnellement élevée en production de mobiles...8 Multitude de tests des applications de radio mobile (E)GPRS...10 Confort et flexibilité : les clés de la réussite des bancs de mesure de radiocommunications mobiles...13 Générateurs de signaux Générateur de signaux R&S SMU200A Simulateur de fading numérique aux caractéristiques défiant toute concurrence...16 Signaux CDMA2000 et 1xEV-DV pour scénarios de test complexes...19 Signaux 3GPP-FDD-HSDPA aisément générés...22 Un analyseur de spectre portable R&S FSH3 participe à la localisation des défauts sur câbles à bord de la station spatiale ISS (page 28). Testeurs de protocole Testeur de protocole R&S CRTU-W / CRTU-G Vos propres scénarios 2G/3G InterRAT avec plus d efficacité...25 Aide-mesure Wattmètre R&S NRP Mesure de puissance en radiocommunications mobiles : droit au but avec «Recall Standard»...26 INSTRUMENTATION GENERALE Photo: NASA Actualités de Rohde & Schwarz 2 Référence Analyseur de spectre portable R&S FSH3 Mise à l épreuve dans la station spatiale internationale ISS...28 N o 184 (2004/IV)

3 Analyseurs de spectre Analyseurs de spectre R&S FSP / FSU / FSQ Mesures de niveau de haute précision avec analyseurs de spectre...32 Analyseurs de signaux Analyseur de signaux R&S FSQ Analyse de signaux VSB avec l option R&S FSQ-K De la coopération entre Advantest, Suss MicroTech Test Systems et Rohde & Schwarz est née une solution globale et automatisée pour des mesures différentielles sur wafer, laquelle peut être utilisée jusqu à 20 GHz (page 36). Analyseurs de réseau Analyseur de réseau vectoriel Advantest R3860A Mesures différentielles jusqu à 20 GHz, directement sur le wafer...36 Générateurs de signaux Générateurs de signaux hyperfréquence R&S SMR Générateurs vobulateurs universels pour l analyse de réseau...39 CEM/MESURE DE CHAMP Systèmes de test Logiciel de mesure CEM R&S EMC32-E+ Le généraliste pour toutes les mesures de perturbations...42 RADIODIFFUSION La nouvelle norme de TV numérique DVB-H permet la transmission efficace de contenus multimédia à des récepteurs mobiles. La télévision numérique se distingue par ses services de données qui suscitent un grand intérêt. Rohde & Schwarz aide au développement de ces nouveaux services avec une gamme complète de produits de mesure et d exploitation (pages 46 et 50). Datacasting Système de surveillance R&S DVM La TV, que de l image et du son? Non, plus avec la TV numérique!...46 Equipements d exploitation et de mesure pour la nouvelle norme TV numérique DVB-H...50 AUTRES RUBRIQUES Faits divers...54 Actualités de Rohde & Schwarz 3 Editeur : Rohde & Schwarz GmbH&Co. KG Mühldorfstraße München (R. F. A.) Support Center : Téléphone : *(49) customersupport@rohde-schwarz.com Télécopie : *(4989) Rédaction et mise en pages : Ludwig Drexl, Redaktion Technik (Munich) Adaptation française : Temcom Photos : Rohde & Schwarz Imprimé en R. F. A. Tirage : en allemand, anglais, français, russe et chinois Fréquence de parution : environ quatre fois par an ISSN Abonnement gratuit auprès des agences Rohde & Schwarz Reproduction autorisée avec indication de la source et copie à Rohde & Schwarz. R&S est une marque déposée de Rohde & Schwarz GmbH&Co. KG. Les noms de produits et d entreprises sont les marques de leurs propriétaires respectifs. CDMA2000 est une marque déposée par l Association de l industrie de télécommunications (TIA Etats-Unis). La marque et les logos Bluetooth sont la propriété de SIG Bluetooth, Inc. et leur utilisation est concédée sous licence à Rohde & Schwarz. N o 184 (2004/IV)

4 RADIOCOMS MOBILES Systèmes radio TETRA Système radio mobile TETRA ACCESSNET -T Cube Système TETRA autonome modulaire, portable et rapide à monter ACCESSNET -T Cube est un système de communication TETRA prévu pour une utilisation en mobile, monté à l aide de modules et de ce fait, extrêmement souple. Il peut être utilisé comme système autonome mais également être intégré dans des réseaux existants. Les premiers systèmes ont été commandés dès son introduction sur le marché et sont en service. Leur exploitation montre qu ils répondent à bien des égards aux attentes des utilisateurs. * IP: International Protection ; caractéristiques de boîtiers par le sigle international IP Développé à partir des attentes clients Déjà en marge du développement du système ACCESSNET -T Cube, Rohde & Schwarz a procédé à d intensives études de marché et consulté des utilisateurs potentiels dans les domaines de l administration et de l organisation de la sécurité, de l armée, des services de secours, ainsi que des utilisateurs de réseaux privés, sur leurs exigences en système de communication mobile TETRA. Les caractéristiques de base suivantes ont pris corps : Facilité de transport, afin qu il puisse être acheminé en voiture ou par hélicoptère sur le lieu d utilisation Montage rapide et simple sur place Opérationnel en quelques minutes Modification aisée de la configuration et/ou des paramètres de fonctionnement, sur place un «must» pour une parfaite adaptabilité en intervention Ces spécifications, et beaucoup d autres, ont servi d introduction au développement du système de communication TETRA ACCESSNET -T Cube, dérivé de composants standards et développé en tant que système COTS (Commercial Offthe-Shelf). Les composants du système complètement modulaires ACCESSNET -T Cube est structuré intégralement de façon modulaire, tous les modules ont des dimensions standards et aucun ne pèse plus de 50 kg (fig. 1 et 2). Grâce à ces avantages, la logistique pour le transport et la mise en oeuvre du système sont plus faciles à planifier et à réaliser. Bien que conçu à l origine pour une utilisation en mobile, le ACCESSNET -T Cube est bien évidemment utilisable en installation fixe à bord d un véhicule ou dans un container. Tous les modules sont montés dans des boîtiers standards en aluminium dotés de montures anti-vibrations qui garantissent la sécurité de transport et de fonctionnement de la technologie COTS intégrée lors de conditions de transport et d environnement sévères. Les modules ont été développés selon des normes industrielles actuelles ; les normes MIL ont été appliquées partout où elles se justifiaient. Toutes les connexions, y compris la connexion RF, sont à base de connectique rapide de classe IP65*. L utilisateur dispose ainsi d un système robuste et fiable, tout en économisant le surcoût engendré par un système intégralement développé selon la norme MIL. Cette approche de développement de systèmes techniques est de plus en plus acceptée à l échelle mondiale, y compris dans le domaine militaire. Du fait que chaque utilisation du système requiert une couleur spécifique en rapport avec son domaine d application par exemple les systèmes utilisés lors de missions de maintien de la paix doivent être gris beige les modules sont également livrables en vert olive et en bleu. ACCESSNET -T Cube est basé sur les mêmes composants que son «grand frère» ACCESSNET -T [*]. La base matériel et logiciel du système TETRA de Rohde & Schwarz offre les meilleurs préalables pour des coûts réduits et garantit en outre un véritable effet de synergie lors des développements complémentaires. Actualités de Rohde & Schwarz 4 N o 184 (2004/IV)

5 Fig. 1 Le système radio TETRA ACCESSNET -T Cube est opérationnel en quelques minutes. Module de station de base Le coeur du ACCESSNET -T Cube est le Base Station Module (BSM) avec sa TETRA Outdoor Base Station (TOB). Il suffit de disposer d une alimentation continue de 48 V et d une antenne d émission réception pour que le BSM puisse déjà être utilisé comme un système unicellulaire. Le montage et la mise en service ne nécessitent qu une dizaine de minutes à peine, dès le raccordement à l alimentation et aux antennes, le système est opérationnel. Le BSM intègre les composants suivants: autocommutateur local serveur d administration de réseau (NMS) unité d émission réception interfaces E1 et LAN pour des liaisons externes éléments de chauffage et de refroidissement Pour une sécurité de communication plus élevée, le BSM est livrable avec deux porteuses RF TETRA ; la deuxième porteuse permet aussi un fonctionnement en redondance (1+1). Le ACCESSNET -T Cube est utilisable en système «Stand-alone», mais peut également être raccordé à un réseau ACCESSNET -T pour permettre l extension de réseaux existants. Le serveur d administration de réseau ou Network-Management-Server (NMS) joue le rôle de Client/Server. Le serveur est situé dans le BSM, un client peut s y raccorder à travers une connexion LAN sécurisée. Des PC portables avec interface LAN, déjà couramment commercialisés, répondent aux exigences système de calculateurs clients. Pour l utilisation du ACCESSNET -T Cube en environnement sévère, un portable particulièrement durci est disponible (fig. 3). Actualités de Rohde & Schwarz 5 N o 184 (2004/IV)

6 RADIOCOMS MOBILES Systèmes radio TETRA Exemples d utilisation du ACCESSNET -T Cube Manifestations Les transports de matériau de l usine de retraitement française de La Hague vers l Allemagne sont régulièrement la cible de manifestations. Les forces d intervention ont le devoir d accompagner les transports et d assurer la sécurité des manifestants et des passants. Depuis environ trois ans, les autorités compétentes disposent d un système radio TETRA ACCESSNET -T de Rohde & Schwarz qui garantit des communications confidentielles et sécurisées. Le réseau en place couvre un domaine défini et a une capacité donnée. Mais aucune planification théorique, aussi réfléchie soit-elle, ne saurait couvrir tous les cas de figure. Des lacunes de couverture non prévisibles peuvent apparaître, par exemple si le convoi est dérouté de l itinéraire prévu. Des problèmes de ce type sont faciles à résoudre avec le ACCESSNET -T Cube. Il lui faut très peu de temps pour être transporté sur le lieu d intervention et être opérationnel, et encore moins pour être intégré dans le système TETRA fixe existant. A cet effet, une liaison S 0 (128 kbit/s) est raccordée à l ISM et aussitôt des conversations peuvent être établies de et vers la cellule radio du Cube. Il est d une extrême importance, pour les forces de sécurité, d intégrer leur centrale dans les communications. Ces mesures permettent ainsi d étendre le réseau TETRA existant en lui ajoutant une cellule supplémentaire, sans pour autant altérer ses performances. Grandes manifestations Lors de grandes manifestations, il s agit d assurer la sécurité de milliers de visiteurs, tâche difficile pour les organisateurs mais surtout pour les services de sécurité tels que la police, les services de secours, le SAMU et les pompiers. Si ces évènements se déroulent dans des zones plus ou moins isolées, par exemple pour minimiser les nuisances sonores auprès de la population lors de rallyes, il n est pas rare de se trouver confronté à des lacunes de couverture ou à un manque de capacité du réseau. Etablir un réseau fixe pour de tels événements n est pas économiquement justifiable. C est là que le ACCESSNET -T Cube trouve son application, auprès de sociétés spécialisées dans la location de systèmes de communication. Pour de telles manifestations, la version de base s impose, avec un module alimentation (PSM), un module station de base (BSM) pour deux porteuses RF TETRA et un Branching- Modul (BEM) pour l exploitation avec une antenne de réception et une antenne d émission. Si une liaison vers une centrale ou le réseau téléphonique est requise, le système de communication sera simplement complété par un ISM. Par la liaison au réseau téléphonique, des conversations peuvent par exemple être transmises de terminaux TETRA vers les réseaux GSM. Avant le début de la manifestation, les terminaux sont distribués aux différentes organisations ; en cas de problème, la centrale peut communiquer ses décisions et les ordres d intervention. Bien entendu, des fonctionnalités TETRA comme la formation dynamique de groupes (DGNA Dynamic Group Number Assignment), par laquelle des groupes sont constitués par la centrale en fonction des tâches et leurs attributions reçues sur leurs terminaux par le système TETRA, sont assurées. Avec le DGNA, il n y a pas de perte de temps précieux pour les décisions. L attribution se fait en arrière-plan, sans l intervention des participants, les groupes précédents sont maintenus et ce n est que lors d un appel vers le nouveau groupe que celui-ci est intégré dans la communication. La confidentialité est garantie à tout moment, et sur demande, les différents groupes peuvent communiquer entre eux. Interventions Out-of-Area Ce concept désigne des interventions dans des lieux dépourvus de moyens de communication radio, soit parce qu ils sont dépourvus d infrastructure, soit que l infrastructure existante n est plus opérationnelle, par exemple suite à des inondations ou des tremblements de terre, ainsi que lors d interventions de maintien de la paix. Dans de telles situations, il est nécessaire de monter et de mettre en service une infrastructure de radiocommunication dans les plus brefs délais. Mais la liaison vers les différents systèmes extérieurs pour peu qu ils soient disponibles doit être possible. Ce sont là des exigences où le ACCESSNET -T Cube a fait ses preuves. La constitution et la mise en service d un réseau radio sont affaire de quelques minutes, des systèmes externes sont rapidement reliés au moyen de passerelles vers des réseaux radio ou téléphoniques grâce à l ISM. Si de vastes étendues doivent être couvertes par radio, plusieurs BSM seront reliés à l autocommutateur par des liaisons hertziennes ou si possible par des liaisons E1. D où la constitution, en très peu de temps, d un système TETRA multicellulaire pour la communication des forces d intervention. Actualités de Rohde & Schwarz 6 N o 184 (2004/IV)

7 Le NMS revêt une importance particulière pour ce qui est de la souplesse d utilisation du ACCESSNET -T Cube. Si la fréquence d utilisation sur le lieu d intervention est par exemple déjà utilisée par d autres systèmes, cela pourrait compromettre le fonctionnement du Cube Système. C est la raison pour laquelle la configuration est modifiable en quelques minutes à travers le Client pour la gestion des configurations et des erreurs du NMS. A cet effet, les fréquences d émission et de réception par exemple sont fournies au Client et transmises au Cube Système ; au redémarrage, le BSM travaille sur les nouvelles fréquences. Il n est alors pas nécessaire d accorder les terminaux qui, lorsque cette fonctionnalité est activée, scannent la gamme de fréquence pour trouver le canal système. Alimentation En cas de changement fréquent de lieux d intervention, on ignore souvent la nature de l alimentation disponible. C est là qu intervient le Power Supply Module (PSM), alimentation des modules. Il couvre aussi bien des alimentations continues de 24 V ou 48 V au choix que des alimentations alternatives de 90 V à 264 V ; en option, une entrée 12 V continus est également disponible. En cas d absence d alimentation primaire ou pour éviter des coupures d alimentation, un Battery Pack Module (BPM) est livrable. Couplage d antennes L utilisation de plus d une porteuse RF TETRA nécessiterait jusqu à six antennes. Le «Branching Equipment Module» (BEM) rend caduque une telle mise en oeuvre. Il intègre un réseau de couplage d antennes ce qui permet de ne travailler qu avec deux antennes éloignées d au moins six mètres l une de l autre et montées de préférence sur deux mâts d antenne. Autocommutateur Des exigences particulières appellent des solutions appropriées, par exemple s il faut mettre en œuvre un système mobile multicellulaire ou prévoir des passerelles vers d autres réseaux Fig. 3 Portable pour une utilisation en extérieur. de communication. C est là qu intervient le module de commutation (Interconnection & Switching Module ISM) qui permet de réaliser un réseau TETRA multicellulaire portable pour une utilisation en mobile. Ce module met à disposition, en plus d une commutation performante, des interfaces et autres Gateways. Différentes cartes d interfaces permettent le raccordement de systèmes et de réseaux analogiques ou numériques, comme par exemple des interfaces S 0 - ou S 2 M- / E1. Une interface software A-CAPI, qui permet le raccordement d applications spécifique client au Cube système, est réalisée au moyen d un calculateur Gateway dans l ISM. L interface A-CAPI est aussi disponible dans des systèmes radio ACCESSNET -T, d où la possibilité d exploiter les mêmes applications dans le système Cube. Harald Haage Autres informations et fiches techniques sous (Mot-clé Cube) Fig. 2 Chaque module ACCESSNET -T Cube pèse moins de 50 kg. A gauche : station de base, en haut à droite: alimentation, en bas à droite : coupleur d antennes. BIBLIOGRAPHIE [*] ACCESSNET -T système de radiocommunication mobile numérique de Rohde & Schwarz. Actualités de Rohde & Schwarz (2003) N 178, p Actualités de Rohde & Schwarz 7 N o 184 (2004/IV)

8 RADIOCOMS MOBILES Bancs de mesure Testeur universel de radiocommunication R&S CMU200 Cadence de test exceptionnellement élevée en production de mobiles En production, les niveaux d émission et de réception (RSSI = Receiver Signal Strength Indicator) de téléphones GSM sont ajustés dans l intégralité de la gamme de fréquences. Jusqu ici, plusieurs dizaines de secondes étaient nécessaires aux seules procédures d ajustage de ces niveaux, en fonction du nombre de combinaisons fréquence/niveau à mesurer. L option logicielle R&S CMU-K47 (Smart Alignment@GSM-MS) exploite habilement les propriétés de la structure trame/slot du GSM pour limiter à 0,25 seconde à peine sa contribution au procédé d ajustage, pour un maximum de 50 fréquences sur 7 niveaux chacune. Autres informations et fiches techniques sous (Mot-clé CMU200) Les stratégies d ajustage du passé : relativement tranquilles Jusqu à présent, lors de l ajustage de l émetteur (TX Calibration), les procédures habituelles établissaient une à une chaque combinaison fréquence/niveau sur le téléphone et le banc de mesures calculait le niveau d émission effectivement constaté pour chaque fréquence. Lors de l ajustage du récepteur, (RX Calibration) chaque combinaison fréquence/ niveau était réglée individuellement sur le banc de mesure et le téléphone comptabilisait chacun des niveaux reçus. Des résultats du banc de mesure et du téléphone étaient déduits des facteurs de correction qui étaient stockés dans le téléphone. Une légère amélioration du temps d ajustement était obtenue avec la mesure «Power versus Slot» du R&S CMU200 qui accélérait la durée de réglage de l émetteur dans un rapport de 8 (= nombre d intervalles de temps par trame). Pour cela, il fallait que le téléphone soit en mesure d émettre à des niveaux différents sur chacun des 8 intervalles de temps d une trame. A toute vitesse avec Smart Alignment Cela se passe assurément à toute vitesse avec la nouvelle option Smart Alignment@GSM-MS. Grâce à l évolution de la norme GSM qui confère aux téléphones des possibilités Multislot, cette nouvelle propriété permet d accélérer significativement la procédure d ajustement, les mobiles étant capables : d émettre dans chaque intervalle de temps avec un niveau différent d analyser le niveau de chaque intervalle de temps d une trame de reconnaître la structure du canal de chaque intervalle de temps d une trame Ainsi, chaque intervalle de temps d une trame est en principe susceptible de faire l objet d un pas d ajustage. Le réglage de la fréquence se fait selon une grille de trames. Etant donné que le temps d établissement du synthétiseur fausse sérieusement le résultat de mesure, la durée d un intervalle de temps (577 µs) par trame est extraite de l ajustage et réservée à l établissement du synthétiseur. Smart Alignment utilise à cet effet l intervalle 7 ; les intervalles 0 à 6 sont disponibles pour l ajustage. Ajustage du récepteur Les fig.1 et 2 montrent le déroulement typique du signal d émission issu du R&S CMU200 et la configuration correspondante. Dans le premier intervalle de temps de la première trame est émis un FCH (Frequency Correction Channel) que le téléphone détecte et utilise pour la synchronisation de la fréquence. Les intervalles de temps restants sont remplis de «Dummy bursts». Le fait que le résultat de la synchronisation de fréquence puisse aussi être utilisé pour l ajustage du VCO du téléphone, constitue un effet secondaire appréciable. Des SCH (Synchronisation Channels) avec des niveaux configurables sont émis dans les autres trames. Les SCH disposent d une séquence d apprentissage prolongée et facilitent ainsi au téléphone sa synchronisation temporelle. L instrument de mesure est ici le téléphone lui-même puisqu il fournit les Actualités de Rohde & Schwarz 8 N o 184 (2004/IV)

9 résultats nécessaires au calcul des facteurs de correction du niveau de réception. Le nombre de fréquences sélectionnées détermine la durée de cycle de la séquence d émission qui se situe ainsi à un maximum de 230 ms (= 50 périodes de trame). Ajustage de l émetteur Les figures 3 et 4 montrent le déroulement typique du signal d émission du téléphone et la configuration de l ajustage de l émetteur. Après le démarrage de la mesure, le premier intervalle de temps de la première trame déclenche la séquence de test qui se déroule sans autre interaction jusqu à la fin. A ce moment-là, la totalité des résultats peut être récupérée et les facteurs de correction des niveaux d émissions du téléphone, calculés. Le nombre de fréquences sélectionnées détermine là aussi la durée de mesure qui se situe également aux environs de 230 ms maximum. Ajustage combiné Etant donné qu en GSM les gammes de fréquences des liaisons montantes et descendantes sont séparées par l écart duplex et que par conséquent elles ne se chevauchent pas, les calibrages du récepteur et de l émetteur peuvent donc être réalisés simultanément. Cela réduit encore de moitié le temps de test nécessaire à l ajustement d un téléphone dans ce mode de fonctionnement, pour arriver à une durée d à peine 0,25 s annoncée en début d article. Conclusion L option R&S CMU-K47 permet au testeur universel de radiocommunication R&S CMU200 d exploiter encore plus judicieusement les possibilités offertes par la norme GSM et les téléphones GSM modernes. Ces procédés d ajustement, déterminants pour le temps de test des mobiles, permettent désormais d atteindre des vitesses de réglage inégalées en production. Dieter Tiroch Canal 1 Canal 2 Canal 3 Canal 4 Canal 5 Canal 1 Canal 2 Canal 3 Canal 4 Canal 5 Niveau du générateur FCH-Burst Dummy- Bursts Saut à la fréquence suivante Saut à la fréquence suivante Saut à la fréquence suivante Saut à la fréquence suivante SCH-Bursts SCH-Bursts SCH-Bursts SCH-Bursts... Saut à la fréquence suivante Niveau d émission du mobile Saut à la fréquence suivante Saut à la fréquence suivante Bursts 1 à 7 Bursts 1 à 7 Bursts 1 à 7 Bursts 1 à 7 Bursts 1 à 7 Saut à la fréquence suivante Saut à la fréquence suivante... Saut à la fréquence suivante 1 Trame = 4,6 ms Temps Fig. 1 Ajustage de récepteur : Evolution temporelle typique du signal d émission du R&S CMU Trame = 4,6 ms Temps Fig. 3 Ajustage d émetteur : Evolution temporelle typique du signal d émission du téléphone. Fig. 2 Ajustage de récepteur : Configuration de la séquence d émission du R&S CMU200. Fig. 4 Ajustage d émetteur : Configuration de la séquence de réception du R&S CMU200. Actualités de Rohde & Schwarz 9 N o 184 (2004/IV)

10 RADIOCOMS MOBILES Bancs de mesure Testeur universel de radiocommunication R&S CMU200 Multitude de tests des applications de radio mobile (E)GPRS 43238/16 La nouvelle option logiciel du R&S CMU200 pour des applications de radiocommunication mobile 2,5G permet, dans un environnement réseau (E)GPRS simulé, de tester l émission ou la réception de Multimédia Message Services (MMS), la consultation Internet ou le videostreaming. En dehors des mesures habituelles des paramètres RF comme la puissance, la modulation ou le spectre, on peut notamment afficher le débit de données ou analyser le protocole. Des nouveaux services à valeur ajoutée Si encore au début de l ère de la radiotéléphonie mobile, les utilisateurs se sont contentés de téléphoner en quasiment tout lieu, ils font appel aujourd hui à une offre de communication considérablement étendue. Avec des téléphones mobiles modernes, équipés de grands afficheurs couleurs et de caméras numériques intégrées, ils échangent des photos et des séquences vidéo, surfent sur Internet ou téléchargent des vidéos. Le service de voix «Push-to-Talk» basé sur le service de données «Voice over IP», qui permet à un groupe de personnes la communication voix en mode économique «Walkie-Talkie», gagne aussi en popularité. Afin d offrir tous ces services, les nouvelles générations de téléphone mobile modernes répondent aux exigences techniques nécessaires, représentant de nouveaux défis pour les fabricants d appareils de mesure. S il suffisait dans le passé de tester les caractéristiques de l émetteur ou du récepteur d un mobile, des tests supplémentaires doivent maintenant garantir le bon fonctionnement des applications les plus diverses, scénario dans lequel le R&S CMU200 fait remarquablement ses preuves car, grâce à son concept de plate-forme polyvalente, il accompagne sans problème l évolution de la radiocommunication mobile en répondant parfaitement aux nouvelles exigences en matière de test d applications. requièrent une multitude de tests Les tests nécessaires sont aussi multiples que le spectre des applications offertes est universel. Les applications actuellement disponibles se différencient notamment en matière d exigences en temps réel, de protection d erreurs, de communication point à point, point à multi-point ou de diffusion. Le protocole IP offre une base commune et la possibilité d accès à la plupart des applications, garantissant ainsi l échange de données par-delà les frontières de réseau. L IP s est imposé sur le plan mondial grâce à Internet et est devenu la norme internationale pour la communication de données. Ces applications sont réalisées selon le principe Client-Serveur et ceci également en général en communication radio. Dans ce cas et sur demande, un serveur Internet met par exemple à la disposition d une multiplicité d utilisateurs (Clients) l application souhaitée sur leurs mobiles. En radiocommunication mobile, des routines de signalisation supplémentaires sont nécessaires pour les applications basées IP. Par exemple en cas de transmission d un MMS via des mobiles GPRS ou EGPRS(EDGE), le destinataire est informé par un SMS (Short Message Service) émis du MMS-Center de la disponibilité de l information qu il est invité à récupérer. Le champ possible de tests d applications couvre le simple test Go/NoGo, l analyse de performances, l examen de différentes interactions d application se déroulant simultanément sur un téléphone, ainsi que les essais d interopérabilité entre deux téléphones. Pour le 10

11 test des applications sur un mobile, le R&S CMU200 simule un réseau radio et des ordinateurs externes reliés au banc de mesure radio mettent à disposition les serveurs nécessaires (fig. 1). Un défi supplémentaire est l examen plus approfondi des procédures de signalisation et de protocole (Enabler) qui exige généralement l utilisation de testeurs de protocole, tels que le R&S CRTU-G [1]. Grâce au concept de plate-forme commune, les données enregistrées par le R&S CMU200 et le R&S CRTU-G peuvent être échangées et analysées. Test d applications (E)GPRS avec le R&S CMU200 Fig. 1 Simulation d un réseau radio par le R&S CMU200. Des PC reliés par Ethernet au banc de mesure de radiocommunications mettent à disposition le(s) serveur(s). Fig. 2 Débit de données des paquets IP échangés entre mobile et serveur. Après d importantes extensions de la pile de protocole, le R&S CMU200 permet maintenant le test des applications sur mobiles GPRS et EGPRS(EDGE) par simple activation d une nouvelle option logiciel. Après la disponibilité des tests des applications CDMA2000 [2], une norme supplémentaire est supportée par ce banc de mesure radio qui démontre une fois de plus son évolutivité et la flexibilité de son concept. Grâce à cette nouvelle option, pratiquement toutes les applications basées IP peuvent être testées en mode orienté paquet via un «IP-Gateway». Aussi bien le contrôle de fonctions simples que le test du bon déroulement des différentes applications activées simultanément sur un mobile peuvent être effectués. Les GPRS et EGPRS, évolutions de la norme GSM, atteignent des débits jusqu à 171,2 kbit/s et/ou 473,6 kbit/s et permettent ainsi une multiplicité d applications, dont certaines comprennent des exigences de temps réel. En plus de l affichage du taux de transmission des paquets IP échangés entre le mobile et le serveur (fig. 2), le R&S CMU200 enregistre les différents protocoles de transmission (fig. 3). Cette caractéristique offre aux concepteurs la possibilité d analyser, outre le protocole IP, Fig. 3 Le R&S CMU200 enregistre également différents protocoles de transmission. 11

12 RADIOCOMS MOBILES Bancs de mesure Fig. 4 Le R&S CMU200 peut, bien évidemment, mesurer aussi pendant le test d application les caractéristiques des signaux RF (puissance, spectre ou modulation) émis par les mobiles GPRS ou EGPRS. Ici l exemple de mesure du spectre dû à la modulation de l émetteur d un téléphone mobile. Fig. 5 Montage de mesure pour le test «Data-End-to-End», par exemple pour la vérification d échange d un MMS entre deux mobiles. une série d autres protocoles spécifiques radio tels que RLC (Radio Link Control) ou MAC (Medium Access Control). Indépendamment de ces actions, le R&S CMU200 permet comme dans le passé de mesurer et analyser la puissance, le spectre ou la modulation des signaux RF transmis par des mobiles GPRS ou EGPRS (fig. 4). Contrairement au test d émetteur précédent, la mesure s effectue dans le cadre du transfert des données d application et non plus sur la base d une séquence pseudo-aléatoire PRBS (Pseudorandom Binary Sequence). On peut étendre les essais aux «Data- End-to-End-Tests» en cas de disponibilité de deux R&S CMU200, par exemple pour examiner l échange d un MMS entre deux mobiles (fig. 5). Si l on dispose d un seul R&S CMU200, l émission et la réception légèrement retardée d un message MMS sur un mobile peuvent être réalisées grâce au mode loop-back au niveau du MMSC. Aide précieuse en laboratoire d étude La nouvelle option logiciel R&S CMU-K92 du R&S CMU200 offre pour la première fois aux concepteurs d applications la possibilité de tester leurs développements en laboratoire sur des mobiles dans un réseau radio simulé. Une attention spéciale est focalisée sur la preuve d un bon déroulement de l application sur le mobile dans des conditions radio et d exploitation normales. Cela représente pour les applications que l on peut répartir en «Mobile-originated» «Mobile-terminated» la première épreuve proche de la réalité suite aux essais de simulation précédents sur l ordinateur de conception. Lors des tests des applications «Mobile-originated» sur le téléphone, la communication est initialisée, par exemple par l appel du navigateur intégré qui accède à un serveur web relié par une interface Ethernet au R&S CMU200. Le test d une 12

13 application «Mobile-terminated» consisterait par exemple en l envoi d un SMS, soit à partir d un ordinateur relié au banc de mesure, soit directement par le banc de mesure au téléphone mobile. Des concepteurs de téléphones mobiles peuvent à l aide de cette nouvelle option examiner pour la première fois les paramètres RF de l émetteur d un mobile lors de l exécution des applications. La consommation électrique, les taux de données accessibles pour des niveaux de signal différents ou par exemple le comportement dans des conditions de Fading, peuvent alors être analysés en détail. Grâce à ces tests d application, les opérateurs de réseau peuvent examiner les nouveaux téléphones mobiles avant de les autoriser dans leurs réseaux afin d assurer une exploitation sans perturbation. Perspective L importance des tests des applications en radiocommunication mobile ne cesse d augmenter et Rohde & Schwarz prend en compte cette évolution par des développements continus dans ce secteur. Les laboratoires d essais ont réagi aux profils des applications modifiés en radiocommunication mobile en garantissant, par des scénarios de test parfaitement spécifiés, que le fonctionnement correct des réseaux de radiocommunication mobile sera également assuré dans l avenir et ceci, grâce à des tests au niveau des applications. Thomas A. Kneidel Autres informations et fiche technique sous (Mot-clé CMU200) BIBLIOGRAPHIE [1] Testeur de protocole R&S CRTU-G : Réduction des temps de test par l automatisation. Actualités de Rohde & Schwarz (2004) N 182, p [2] Testeur universel de radiocommunications R&S CMU200 : Test d applications de données CDMA2000. Actualités de Rohde & Schwarz (2004) N 182, p Les systèmes de radiocommunications mobiles d aujourd hui brillent par leurs fonctions toujours plus innovantes, ce qui pose des exigences de Testeur universel de radiocommunications R&S CMU200 Confort et flexibilité : les clés de la réussite des bancs de mesure de radiocommunications mobiles plus en plus complexes aux fabricants de téléphones, en production comme en développement. Pour faire face à ces exigences, il est indispensable de disposer d un banc de mesure suivant le rythme effréné des innovations sans lésiner toutefois sur le confort d utilisation. Configuration automatique des intervalles de temps L extension de la norme GSM à des services de données par paquets (GPRS et EGPRS) complique considérablement les systèmes de radiocommunications mobiles. Un banc de mesure prenant en charge ces services étendus doit couvrir tous les scénarios possibles, ce qui implique de pouvoir régler individuellement un grand nombre de paramètres, en particulier en laboratoire. L utilisateur peut alors être confronté à des problèmes presque impossibles à résoudre, par exemple : parmi les innombrables paramètres, quels sont ceux qui doivent être réglés et de quelle façon, pour que le banc de mesure génère le scénario attendu. Les bancs de mesure d aujourd hui doivent donc ouvrir de nouvelles voies à l utilisateur. Pour cela, le testeur universel de radiocommunications R&S CMU200 disposait jusqu à présent d un configurateur agissant sur le système GSM en sélectionnant automatiquement la configuration optimale des intervalles de temps en fonction des possibilités du téléphone et du type de liaison souhaité [*]. Ce configurateur d intervalles de temps est désormais doté d un configurateur de mesure automatique et d un assistant. 13

14 RADIOCOMS MOBILES Bancs de mesure Configuration de mesure automatique Lorsque l utilisateur active le configurateur de mesure, le banc de mesure règle automatiquement et de façon optimale les mesures sur la configuration d intervalles de temps de la liaison en cours dès qu elle est établie, et passe au menu le plus probablement nécessaire. Le plus souvent, l utilisateur n a pas besoin d intervenir dans la configuration. Par exemple, pour mesurer le Multi-Slot-Power Ramp, le nombre d intervalles de temps ainsi que l intervalle de temps de mesure doivent être optimisés afin de représenter à l écran le plus grand nombre possible d intervalles actifs pour une résolution également maximale (fig. 1). Assistant L assistant permet à l utilisateur de configurer en une seule opération l ensemble du banc de mesure pour l application souhaitée. Pour régler le R&S CMU200 sur des mesures 8PSK-EGPRS par exemple, on sélectionne l option «EGPRS 8PSK» dans le menu (fig. 2), ce qui déclenche le configurateur automatique d intervalles de temps et de mesure ainsi qu un deuxième émetteur le cas échéant (option R&S CMU-B95) pour le BCCH. Par ailleurs, le Network-Support-Parameter est réglé sur «GSM + EGPRS», la Service Selection sur «Packet Data» et le Coding Scheme sur «MCS9». Evaluation de la limite Le R&S CMU200 se configure également en toute convivialité pour l Off Power Limit en présence de liaisons avec intervalles de temps multiples (multislot). En pratique, il existe deux interprétations possibles pour cette mesure. La première consiste à prendre l intervalle de temps ayant la puissance la plus élevée comme Off Power Limit pour tous les intervalles de temps, ce qui veut dire que la puissance d émission résiduelle autorisée d un téléphone mobile pendant des intervalles de temps inactifs est identique pour tous les intervalles de temps (fig. 3, gauche). La deuxième interprétation consiste à prendre la puissance individuelle de chaque intervalle de temps comme Off Power Limit, ce qui veut dire que la puissance d émission résiduelle autorisée d un téléphone mobile varie d un intervalle de temps à un autre (fig. 3, droite). Il est difficile d évaluer la puissance d émission résiduelle autorisée pendant un intervalle de temps inactif si ce dernier est entouré de deux intervalles de temps actifs ayant une puissance différente car, pendant l intervalle de temps inactif, l Off Power Limit de l intervalle de temps actif précédent doit être remplacé à un moment quelconque par l Off Power Limit de l intervalle de temps actif suivant. L utilisateur peut choisir l une ou l autre interprétation : le R&S CMU200 maîtrise parfaitement les deux et un commutateur permet de passer de l une à l autre. Routine de recherche BER Le calcul du niveau RF absolu pour un taux d erreur binaire donné est extrêmement long et quasiment irréalisable manuellement. Le R&S CMU200 facilite cette tâche grâce à une routine de recherche conviviale qui modifie auto- Fig. 1 Le configurateur de mesure permet au R&S CMU200 de régler de manière optimale et automatique la mesure du Multislot-Power-Ramp ainsi que les mesures de spectres, selon le type de liaison et la combinaison des intervalles de temps actifs. L écran de gauche indique les réglages sélectionnés pour mesurer le Power-Ramp en présence d une liaison avec deux intervalles de temps actifs en voie montante, l écran de droite avec quatre intervalles. 14

15 matiquement la profondeur de moyennage de la mesure et le pas de variation du niveau RF, en fonction de l écart par rapport au taux d erreur binaire souhaité, permettant ainsi de déterminer très rapidement le niveau RF absolu pour un taux d erreur binaire donné. Nouvelles fonctionnalités GSM Outre la convivialité, il est primordial pour l utilisateur que le banc de mesure couvre les fonctionnalités des normes de radiocommunications mobiles en vigueur. Sur ce point aussi, le R&S CMU200 est actualisé en permanence. Doté des tout derniers logiciels, il est capable, outre ses nombreuses autres nouvelles fonctionnalités liées à l option R&S CMU-B95, de préparer un PBCCH pour des transmissions de données par paquets (E)GPRS. Il est possible également de passer à des MNC de deux à trois chiffres et inversement, dans tous les réseaux GSM. La nouvelle option R&S CMU-K26 prend en charge également la norme chinoise GT800, variante de la norme R-GSM. Fig. 2 L assistant permet de régler parfaitement en une seule fois le R&S CMU200 pour une application donnée. Il ne reste plus à l utilisateur qu à choisir l application dans une liste, le banc de mesure se chargeant automatiquement du reste. Résumé Le testeur universel de radiocommunications R&S CMU200 allie flexibilité, convivialité, vitesse de mesure, performances et précision : un équilibre qui explique son succès auprès des utilisateurs d équipements de mesure dans tous les domaines des radiocommunications mobiles. Rudolf Schindlmeier Autres informations et fiche technique sous (mot-clé CMU200) BIBILOGRAPHIE [*] Testeur universel de radiocommunications R&S CMU200 Utile (notamment) pour le développement de radiocommunications mobiles (E)GPRS. Actualités de Rohde & Schwarz (2004) N 181, p Fig. 3 Le R&S CMU200 peut prendre comme Off Power Limit l intervalle de temps présentant la puissance la plus élevée (gauche) ou bien chaque intervalle de temps individuel (droite). Dans ce dernier cas, la plage dynamique parfois très vaste ne pose aucun problème au banc de mesure. 15

16 RADIOCOMS MOBILES Générateurs de signaux Générateur de signaux R&S SMU200A Simulateur de fading numérique aux caractéristiques défiant toute concurrence De multiples altérations et perturbations peuvent affecter la transmission de signaux par voie radio, par exemple le décalage Doppler et des superpositions constructives ou destructives de signaux dues aux trajets multiples pouvant de surcroît présenter des temps de propagation différents. Afin de pouvoir garantir la robustesse des systèmes radio par rapport à ces caractéristiques du canal, des mesures correspondantes avec des modèles de canal bien définis sont Fig. 1 Le générateur de signaux vectoriels R&S SMU200A propose en un seul appareil deux générateurs complets et modulables en numérique. imposées par les normes de radiocommunication mobile. Fading avec tous modèles de canal La mise en œuvre de ces mesures nécessite un simulateur de fading qui génère les différents modèles de canal pouvant apparaître lors d une transmission de signaux de l émetteur (par exemple une station de base) au récepteur (par exemple une station mobile). Ces modèles de canal se composent généralement de la superposition des différents trajets indépendants modélisés statistiquement. Les options fading R&S -B14 et B15 du générateur de signaux R&S SMU200A (fig. 1) permettent la modélisation des systèmes stationnaires et dynamiques (voir encadré à droite). Pour la simulation des systèmes stationnaires, avec des temps de propagation constants dans les chemins, les différents trajets de fading sont réglables librement aussi bien en profil qu en retard. Les systèmes dynamiques, dans lesquels le comportement en temps de propagation change ou de nouveaux chemins de propagation apparaissent soudainement, sont simulés conformément à la norme 3GPP. Les figures 2 et 3 montrent des exemples de signaux soumis à des fadings stationnaire et dynamique /2 Qualité exceptionnelle des signaux Le choix de la réalisation purement numérique du simulateur de fading dans le R&S SMU offre de nombreux avantages : Les élévateur/abaisseur de fréquence et convertisseurs A/N-N/A d un simulateur de fading RF habituel ne sont pas nécessaires. Il en résulte une qualité exceptionnelle des signaux jamais atteinte jusqu alors, même avec bruit additionnel. Le simulateur de fading intégré dans le générateur de signaux est une solution système économique, de poids et volume réduits. L appareil équipé de toutes les options offre en un seul appareil deux générateurs de signaux indépendants comprenant générateurs de bruit et de fading. Ces équipements sont nécessaires, par exemple pour les tests de performance sur stations de base 3GPP-FDD selon TS Les deux voies du simulateur de fading pouvant être interconnectées de maintes façons, le spectre d application se trouve considérablement élargi (par exemple pour des tests de «Receive et Transmit Diversity»). Avec un maximum de 40 voies pour le fading à trajets multiples et une résolution du temps de propagation jusqu à 10 ps pour les exigences les plus élevées en terme de résolution topologique, le simulateur de fading du R&S SMU est parfaitement préparé pour toutes applications dans les secteurs développement, recherche et test. L appareil est réalisé avec des FPGA de 16

17 Fig. 2 Signal en bande de base avec modulation QPSK et filtre rectangulaire, soumis à un Fading «Rice» (1 voie, Fading stationnaire). Les variations des points de constellation en phase et en amplitude générées par le simulateur de fading apparaissent clairement grâce au réglage de la durée de persistance de l oscilloscope. Fig. 3 Signal en bande de base avec modulation ASK (un seul bit «1» suivi d un grand nombre de «0»), soumis à un fading dynamique (Moving Propagation). La voie P2 se décale en temps relatif par rapport à la voie P1 fixe, ce qui apparaît clairement grâce au réglage de la longue durée de persistance de l oscilloscope. Le R&S SMU offre tous les profils de fading Profils «Fast-Fading» Simulation de fluctuations rapides du niveau de signal résultant d une variation rapide entre interférences constructive et destructive lors d une propagation par trajets multiples. Pur Fading Doppler Simule une voie de transmission directe ; un décalage Doppler apparaît par le mouvement du récepteur. Fading Rayleigh Simule un champ de radio se produisant par dispersion du signal sur des obstacles (bâtiments, etc.). Fading Rice Modélise un champ radio Rayleigh en présence d un signal direct élevé. Profils «Slow-Fading» Simulation des variations lentes de niveau pouvant apparaître par exemple par des effets d ombrage (tunnel, etc.). Fading Log Normal Simule une fluctuation supplémentaire et lente de l amplitude de réception d un récepteur en mouvement, pouvant apparaître par exemple par des spécificités environnementales ou topographiques (passage dans une cuvette). Le facteur de multiplication agit sur l atténuation de voie, le facteur multiplicateur est à temps variable et à distribution normale logarithmique. Fading Suzuki Fading Log Normal et Profil Rayleigh simultanés. Fading dynamique Simule des conditions de propagation dynamiques conformément aux scénarios de test de la norme 3GPP. Propagation Birth Death Simule de soudaines variations de temps de propagation, par exemple lors de la disparition et la réapparition soudaines d un signal (par exemple un piéton qui passe l angle d un bâtiment en téléphonant). Moving Propagation Simule des variations de temps de propagation lentes. Spécificités de l option du R&S SMU Fading bi-canal avec possibilités d interconnexions variables et de corrélation des trajets Qualité de signal extrême Aperçu visuel de configuration du simulateur de fading Utilisation simple Multipath Fading jusqu à 40 voies de fading Très haute résolution de retard jusqu à 10 ps Vaste choix de réglages prédéfinis conformément aux spécifications de test de toutes les normes importantes de radiocommunication mobile 17

18 Fig.1 Une vision du futur: le générateur de signaux vectoriels R&S SMU200A avec ses deux générateurs de signaux modulables en numérique intégrés et une interface utilisateur toute nouvelle. Véritable coup de maître : le générateur de signaux vectoriels Générateur de signaux vectoriels R&S SMU200A R&S SMU200A, digne successeur Structure modulaire à la carte inférieure est de 100 khz dans les deux cas. Les deux voies RF sont modulables des R&S SMIQ pour sa flexibilité Le nouveau générateur de signaux vectoriels R&S SMU200A repose sur une interne du générateur. La première voie en I / Q par la section bande de base et ses performances, est le premier plate-forme système performante équipée d un ordinateur rapide et d un écran signaux I / Q analogiques externes. RF peut même être modulée avec des appareil haut de gamme intégrant à couleur SVGA ( pixels). Mesurant seulement 4U de hauteur, il peut La section de bande de base du lui seul deux générateurs de signaux intégrer jusqu à deux voies RF. Pour la R&S SMU est entièrement numérique et première voie, l utilisateur a le choix peut accepter jusqu à deux générateurs modulables en numérique. entre quatre options de fréquence de bande de base I / Q. Leurs signaux de supérieure de 2,2 / 3 / 4 ou 6 GHz : pour sortie peuvent être transposés et également additionnés en fréquence en la seconde voie, la fréquence est de 2,2 GHz ou 3 GHz : la borne de fréquence bande de base. 21 Actualités de Rohde & Schwarz N o 180 (2003 / IV) 0,4 Limite numérique Limite numérique de 18 db de 18 db 2 x Générateurs de signaux R&S SMU200A 0, σ p = σ 2 0,2 Fig. 1 0,1 Le générateur R&S SMU200A excelle Perturbations ciblées Le générateur de bruit R&S SMU-K62 68% Gauche : Courbe I/Q d un signal de bruit issu du réalisé comme option logicielle fonctionne selon deux modes différents : le générateur R&S SMU-K62. Les couleurs indiquent la 95% répartition, diminuant de l intérieur vers l extérieur 0 même dans les applications les plus En pratique, un signal AWGN prédéfini Droite : Coupe de la courbe I/Q, avec une limite du générateur de bruit R&S SMU-K62 mode «bruit additionnel» où le bruit numérique de 18 db. x/σ exigeantes grâce à la qualité remarquable de ses signaux [*] ; mais l uti- bande de base. Cette combinaison de modulé sur la porteuse comme signal de en option est superposé au signal utile s ajoute au signal de la bande de base issu du générateur R&S SMU200A en et le mode «bruit seul» où le bruit est signal utile et de bruit est requise par de bruit pur. Le générateur doté d une configuration à deux voies dispose de deux Fig. 2 Utilisation aisée du générateur de bruit R&S SMU-K62 : incrustation du signal de sortie de la bande de base lisateur doit fréquemment perturber nombreuses normes de télécommunication, donnant ainsi une grande importance aux signaux AWGN. mettant une multitude d applications générateurs de bruit indépendants, per- sous forme graphique dans le schéma synoptique ou affichage grand format dans une fenêtre séparée (fig. 3). ou influencer ce signal idéal, de nouvelles. manière ciblée. La solution : l AWGN La superposition de signaux d émetteurs avec un bruit blanc gaussien est un procédé standard majeur, par exemple pour et le bruit, peut être facilement véri- Le signal, totalisant le signal utile (Additive White Gaussian Noise) qui déterminer la sensibilité. «Blanc» désigne ici une densité de puissance spectaire, soit sous la forme d un petit grafié sans moyen de mesure supplémen- devrait, lui aussi, être «idéal». N estce pas contradictoire? Non, pas valeurs de bruit consécutives sont indéque, comme un simple aperçu (fig. 3), trale constante, c est-à-dire que les phique inséré dans le schéma synoptipendantes statistiquement les unes des soit dans une fenêtre séparée, sous avec le nouveau générateur de bruit autres. La densité spectrale de puissance du bruit suit une distribution gaus- plus d informations (fig. 3). Grâce à des la forme d un grand diagramme avec Autres informations et R&S SMU-K62 en option sienne et une répartition uniforme en FPGA ultramodernes, l option «bruit» configurateur électronique : fréquence (fig. 1). Les applications-types R&S SMU-K62 est la mieux armée pour (mot-clé SMU200A) du générateur de bruit sont des mesures d erreurs binaires ou d erreurs de Gerhard Miller; Frank-Werner Thümmler relever les défis de demain. blocs en fonction du rapport C/N défini, comme pour le test de stations de base BIBLIOGRAPHIE 3GPP-FDD selon TS [*] Générateur de signaux vectoriels R&S SMU200A : L art de la génération de signaux. Actualités Rohde & Schwarz Caractéristiques «idéales» grâce à des signaux purement numériques Récapitulatif (2003) N 180, p Large bande passante de bruit variable 1 khz à 60 MHz Important Voies I/Q non corrélées Ondulation à peine mesurable dans le spectre de la densité Déterminant Tests reproductibles grâce à la génération Fig. 3 Gauche : Signal utile 3GPP (bande passante : 3,84 MHz) ; milieu : signal de bruit (bande passante : 12,4 MHz) ; droite : signal totalisant les deux précédents. de puissance de bruit 0,01 db à l intérieur de la bande passante choisie pseudo-bruit pendant de longues périodes simultanées du interne de signaux numériques avec des générateurs de Variable dans une gamme étendue Rapport C/N- ou signal AWGN E b /N 0 entre 30 db und 30 db Presque inimaginable Durée interne des périodes Facteur de crête 18 db Largement au-dessus des exigences entre 317 ans avec une bande passante minimale et environ deux jours avec une bande passante maximale (pour des normes actuelles de radiocommunication (12 db minimum) Ecarts infimes de la puissance de bruit/utile définie (<0,1 db) 3GPP FDD avec une bande passante de 3,84 MChip/s on Insensible aux écarts de température, à la gamme de fréquence et aux non-linéarités, étant donné l absence de conver- 270,833 ksymb/s, une période de 427 jours). obtient une période d environ un mois, pour GSM avec tisseurs A/N et N/A Actualités de Rohde & Schwarz N o 182 (2004/II) Actualités de Rohde & Schwarz N o 182 (2004/II) Générateur de signaux vectoriels R&S SMU200A Les deux configurations de base du R&S SMU bi-voies : Fig. 1a Deux voies réelles, c est à dire avec deux générateurs de bande de base et deux voies RF (deux générateurs de signaux en un). Ceci est la configuration idéale pour mettre en œuvre deux voies indépendantes l une de l autre. C est également la configuration optimale pour de nombreux tests de récepteurs dans lesquels les signaux utiles et parasites présentent de grandes différences de puissance ou d écarts de fréquence (par ex. «Out of Band Blocking»). Le générateur de signaux vectoriels Droit au but sur 2 voies des performant (ARB), entièrement compatible avec le logiciel de simulation haut de gamme R&S SMU200A peut Un R&S SMU à deux voies complètes R&S WinIQSIM. Ceci permet également l utilisation de signaux multiporteu- (c est à dire deux générateurs de bande intégrer en un seul appareil deux de base et deux voies RF, fig.1a) à la ses en tant que signaux perturbateurs. Fig. 1b place de deux générateurs séparés offre C est ainsi qu il est possible de tester le Deux générateurs de bande de base peuvent également être générateurs complets modulables en d énormes avantages. Une de ses applications classiques est le test de récep- forte activité réseau (la station de base deuxième voie RF, comme on peut le voir, est inutile mais pour- récepteur d un mobile 3GPP lors d une routés vers une voie RF pour générer des signaux extrêmement complexes sur une fréquence porteuse. Dans ce cas, une numérique [1], ce qui conduit non teurs avec un signal parasite superposé. émettant simultanément sur des fréquences porteuses adjacentes). La simu- (non modulé). rait, en cas de disponibilité, générer un signal supplémentaire Une voie du R&S SMU génère le signal seulement à 50% de gain de place utile, l autre le signal perturbateur. lation simultanée de différentes normes de radiocommunication mobile constitue mais permet également des applications qui jusqu à présent nécessitaient qui met en œuvre des perturbations non 3GPP et l autre, une porteuse GSM. lorsqu un réseau Bluetooth est actif à proximité Il est ainsi possible de tester des stations de base 3GPP selon la TS par exemple une voie générant un signal Avec un R&S SMU à deux voies, on peut tester le une application supplémentaire, comme Fig bon fonctionnement du récepteur d une carte WLAN 2470 modulées ou modulées QSPK. L adjonction de bruit (AWGN) est réalisable sur Deux générateurs de bande de base représenté ici dans le diagramme temps/fréquence, immédiate. Un scénario de signaux, tel que celui 2460 de gros budgets pour leur réalisation est élaboré à cet effet. La bande de base A génère les deux voies [2]. d un R&S SMU peuvent aussi être le signal Bluetooth incluant les sauts de fréquence 2440 routés vers une voie RF. (fig. 1b). Il est (il s agit ici d un maître Bluetooth et d un esclave barres jaunes et rouges). La bande de base B génère Un générateur haut de gamme, tel que possible de faire la somme numérique 2430 un signal WLAN à 2462 MHz (symbolisé par la zone le R&S SMU, offre bien sûr des méthodes de mesure allant bien au-delà de ces sets de puissance ou de fréquence. Le des signaux, le cas échéant avec des off- bleu clair) scénarios standards. En effet, chaque générateur produit ainsi des scénarios générateur de bande de base R&S SMU de signaux extrêmement complexes, très intègre un générateur de formes d on- proches des conditions réelles. Temps / ms Actualités de Rohde & Schwarz N o 183 (2004/III) Actualités de Rohde & Schwarz N o 183 (2004/III) RADIOCOMS MOBILES Générateurs de signaux haute technologie et des multiplicateurs bit pour assurer les évolutions futures. Toutes ses spécificités ainsi que sa facilité d installation et de mise à jour ne nécessitant pas de calibrage grâce à la réalisation en numérique, font de ce simulateur de fading un produit défiant toute concurrence. L interface utilisateur conviviale de cet appareil grâce au schéma synoptique et aux menus indépendants rend sa configuration extrêmement simple pour toutes les applications (fig. 4). Des blocs graphiques permettent d afficher un contrôle visuel permanent des signaux produits. Un large choix de configurations prédéfinies selon les spécifications des normes de radiocommunication mobile les plus importantes permet des réglages complexes par simple «clique» ; pour les experts cependant, tous les paramètres importants peuvent être modifiés individuellement. Wolfgang Kufer Fig. 4 L utilisation du simulateur de fading du R&S SMU est très simple et claire : le schéma synoptique montre son interconnexion et la configuration choisie. La table de trajets offre un aperçu des réglages numériques et le diagramme de trajets permet un contrôle visuel rapide des chemins actifs. Informations complémentaires sur le R&S SMU200A Une des caractéristiques marquantes du générateur de signaux R&S SMU est son évolution permanente et cela se reflète bien dans les articles apparus dans les Actualités de Rohde & Schwarz. Il est d ailleurs rare qu une édition ne présente pas un nouveau développement pour ce générateur. Cette parution contient à elle seule trois contributions : «la nouvelle option Fading» page 16 ; «Signaux CDMA2000 et 1xEV-DV pour scénarios de test complexes» page 19 et «Signaux 3GPP-FDD-HSDPA aisément générés» page 22. Vous trouverez les articles des différentes éditions précédentes (voir ci-dessous) ainsi que la vaste documentation et des manuels sur les pages Internet de Rohde & Schwarz sous INSTRUMENTATION GENERALE Générateurs de signaux INSTRUMENTATION GENERALE Générateurs de signaux INSTRUMENTATION GENERALE Générateurs de signaux / 1 L art de la génération de signaux Le bruit, un sujet qui fâche? Non, plus avec la nouvelle option bruit. Ligne de coupe Probabilité p π e Des scénarios de signaux complexes réalisés aisément Fréquence / MHz L art de la génération de signaux : Edition N 180 (2003), pages Le bruit, un sujet qui fâche? Non, plus avec la nouvelle option bruit : Edition N 182 (2004), pages Des scénarios de signaux complexes réalisés aisément : Edition N 183 (2004), pages Actualités de Rohde & Schwarz 18 N o 184 (2004/IV)

19 Générateur de signaux R&S SMU200A Signaux CDMA2000 et 1xEV-DV pour scénarios de test complexes L extension de la norme CDMA2000 à des débits de données toujours plus élevés dans les deux sens de transmission entraîne de nouvelles exigences pour le développement des stations de base et des terminaux. Le générateur R&S SMU200A offre dès maintenant des signaux CDMA2000 comprenant l extension 1xEV-DV, par exemple pour des tests d amplificateurs et de récepteurs. Vastes possibilités de configuration pour signaux CDMA2000 en bande de base CDMA2000 avec l extension 1xEV-DV La norme CDMA2000 élaborée par le groupe 3GPP2(3GPP2 C.S0002-C) comprend, depuis la version C, l extension 1xEV-DV (1x Evolution Data & Voice) permettant, en mode 1x compatible IS95, des débits de données jusqu à 3,09 Mbit/s en Forward Link (de la station de base vers le terminal). La nouvelle option CDMA2000, intitulée R&S SMU-K46, génère les canaux dits canaux paquet de la configuration radio 10 (RC 10), en plus des canaux réguliers utilisés généralement pour les communications vocales. Le R&S SMU est donc un outil indispensable pour tester de nouveaux modules récepteurs. Un seul générateur pour tous les tests sur station de base Pour répondre aux critères de la spécification 3GPP2 C.S0010-B correspondant aux exigences minimales des stations de base CDMA2000, les récepteurs de ces stations doivent être testés avec toute une série de signaux utiles et de signaux perturbateurs. Pour mesurer la performance des récepteurs, le R&S SMU génère des canaux d accès, de contrôle et de trafic correspondant aux différentes configurations radio en mode 1x. Le module AWGN(option R&S SMU-K62) ajoute du bruit dans les canaux avec la précision nécessaire à la mesure. Le simulateur de fading en option R&S SMU-B14 (page 16) permet en outre des tests dans des conditions de fading. Le codage canal complètement intégré dans le générateur évite un testeur supplémentaire pour le taux d erreur binaire : en analysant les champs CRC, la station de base peut réaliser la mesure FER (Frame Error Rate) spécifiée dans la norme, directement sur le signal reçu. Fading avec profils prédéfinis Simulateur AWGN de haute précision Le R&S SMU peut évaluer tout aussi aisément la réjection de la puissance dans les canaux adjacents du récepteur. Dans une configuration à deux voies, un seul générateur suffit pour générer le signal perturbateur ou le signal utile, la différence de puissance exigée dans la norme étant de 87 db. La fig. 1 montre avec quelle facilité le générateur peut être configuré. Perturbateur configurable à volonté en voie RF B Fig. 1 Le schéma synoptique à l écran du R&S SMU est particulièrement adapté à des mesures complexes, permettant de configurer le générateur en toute convivialité. 19

20 RADIOCOMS MOBILES Générateurs de signaux Signaux sans limitation en voie descendante Dans le Forward-Link, le R&S SMU prend en charge au total quatre stations de base réglables au choix, par fréquence de porteuse. Chaque station de base simulée comprend tous les canaux de contrôle de la norme ainsi que jusqu à huit canaux de trafic configurables indépendamment et au choix. Le codage canal est réglé librement pour chaque sous-canal de contrôle (fundamental, supplemental & dedicated) d un canal de trafic, dans la limite des paramètres spécifiés par la norme, ce qui donne lieu à des scénarios de tests complexes dépassant largement les tests définis dans la norme 3GPP2 C.S00011-B. Complexité à la carte des scénarios 1xEV-DV Le R&S SMU apporte encore plus de souplesse aux canaux paquet de la configuration radio 10 (1xEV-DV). L extension 1xEV-DV utilise l espace libre du code et la puissance de sortie disponible de la station de base pour fournir aux terminaux des services à haut débit de données. Le concept de redondance incrémentielle utilisé ici, associé à des turbocodes performants, assure une exploitation optimale de la capacité des canaux. Deux applications arrivent en tête : Tests sur amplificateurs de puissance à la sortie RF de la station de base, nécessitant des signaux proches de la pratique, tels que ceux générés par le R&S SMU : la puissance de sortie variable des canaux paquet par salves met à rude épreuve les amplificateurs de puissance de la station de base. Tests sur récepteurs grâce à la prise en charge des F-PDCHs et F-PDCCHs avec codage canal intégral. Outre les canaux paquet, tous les canaux réguliers utiles et de contrôle sont également activés. R&S SMU et R&S FSQ le couple idéal La fig. 2 donne un exemple des réglages d un F-PDCH. Le graphique représente l évolution en fonction du temps de quatre sous-paquets actifs d un paquet de données. Chaque sous-paquet est configuré différemment. Différents types de modulation, une occupation différente de l espace descodes et différentes longueurs de sous-paquet sont utilisés. Un pilote est actif en plus du F-PDCH. En examinant ce signal avec l analyseur de signaux R&S FSQ, on reconnaît le pilote et les neuf codes occupés du premier sous-paquet (moitié supérieure de la fig. 3). Les Walsh-codes qui ont été trouvés correspondent à ceux indiqués sur la fig. 2. Le PDCH est affiché en tant que type de canal. Dans la moitié inférieure de la fig. 3, on trouve différents résultats de mesure, par exemple le type de modulation 8PSK détecté. Le deuxième sous-paquet, de 16QAM, occupe un autre espace code. La fig. 4 montre, dans sa partie supérieure, l occupation du domaine de codes dansl ordre binaire inverse. La partie inférieure représente le diagramme de constellation du deuxième sous-paquet. Le troisième sous-paquet occupe encore un autre espace code (fig. 5, haut). La partie inférieure de la figure représente l évolution de la puissance en fonction du temps pour tous les sous-paquets, reprenant le graphique de la fig. 2. L exemple représenté ici ne donne qu un bref aperçu des multiples possibilités du générateur de signaux R&S SMU. La possibilité de combiner en souplesse tous les types de canal avec, en même temps, un codage canal complètement intégré, va au devant de tous souhaits. Rien n arrête le R&S SMU, pas même les tests d amplificateurs et de récepteurs les plus complexes. Gernot Bauer Principales abréviations utilisées AWGN CRC FER F-PDCH F-PDCCH Additive White Gaussian Noise Cyclic Redundancy Check Frame Error Ratio Forward Packet Data Channel Forward Packet Data Control Channel Options du R&S SMU200A pour les tests d applications CDMA2000 R&S SMU-K46 R&S SMU-K62 R&S SMU-B14 R&S SMU-B203 Norme numérique CDMA2000 / 1xEV-DV Additive White Gaussian Noise (AWGN) Simulateur de fading Voie RF B 100 khz à 3 GHz 20 Autres informations sur le R&S SMU200A page 18.