Actualités de Rohde & Schwarz

Actualités de Rohde & Schwarz Système de test pour qualification Bluetooth aux niveaux développement et assurance qualité Réseau partagé pour le centre d entraînement au combat le plus moderne d Europe Téléphone mobile sécurisé empêchant le vol d informations 2001/III 172

N o 172 2001/III 41 ème année Deux conditions essentielles au succès de la technologie Bluetooth sont l interopérabilité et le parfait fonctionnement d implémentations différentes. Le système de test TS8960 est conçu pour les mesures RF imposées par le programme de qualification Bluetooth ainsi que pour des mesures plus poussées aux niveaux développement et assurance qualité (page 4). RADIOMOBILES Systèmes de test Système de test RF TS8960 Qualification Bluetooth aux niveaux développement et assurance qualité... 4 Systèmes 3RP Système de réseau partagé TETRA ACCESSNET -T Un 3RP pour le centre d entraînement au combat le plus moderne d Europe...8 Photo Autor L armée allemande dispose au camp de la Letzlinger Heide du centre d entraînement au combat le plus moderne d Europe. L équipement radio utilisé est le système TETRA ACCESSNET -T, développé en tant que système de réseau partagé professionnel pour applications civiles par la filiale de Rohde&Schwarz R&S BICK Mobilfunk GmbH (page 8). Signaux de test Logiciel d application SMIQ-K5 Tests à la norme Bluetooth au générateur de signaux SMIQ... 12 Bancs de mesure Testeur universel de radiocommunications CMU200 Mesures «multislots» sur mobiles HSCSD et GPRS... 15 Testeur universel de radiocommunications CMU200 Mesures audio sur téléphones mobiles...18 En lançant le SMV03, Rohde&Schwarz ajoute désormais à sa gamme à succès de générateurs économiques SML un modèle à modulateur vectoriel et entrées I/Q analogiques pour la gamme de fréquence de 9 khz à 3,3 GHz (page 24). INSTRUMENTATION GENERALE Référence Analyseur de spectre FSP : FSP goes Outback En service dans les rudes conditions de l arrière-pays australien... 20 Méthodes de mesure Générateur de signaux hyperfréquences SMR Source d étalonnage optimale pour récepteurs de radars météo... 22 Photo 43792/1 Actualités de Rohde&Schwarz 2 Générateur de signaux vectoriels SMV03 Un polyvalent doté d un excellent modulateur vectoriel... 24 N o 172 (2001/III)

ELECTROMAGNÉTISME Systèmes de test Logiciel de mesure de CEM EMC32 Mesures d émissivité et d immunité pour ainsi dire du bout des doigts... 27 RADIODIFFUSION Générateurs de mesure Générateur de mesure TV SFL Cinq spécialistes de la production : pour toutes les normes numériques... 30 Récepteurs de mesure Récepteur de mesure TV EFA Plate-forme numérique multinorme pour l analyse de signaux QAM... 34 Surveillance de réseaux d émetteurs Systèmes de secours (n+1) pour émetteurs TV Toujours «à l antenne»...38 Photo 43777 Le passage de l analogique au numérique dans la distribution de la télévision est en plein essor. Les récepteurs et settop-box grand public sont actuellement produits en grandes séries. C est pour contrôler ces récepteurs que Rohde& Schwarz a développé la famille des générateurs de mesure TV SFL (page 30). Emetteurs TV Emetteur pilote SV700 Norme TV numérique ATSC pour la famille d émetteurs Nx700x... 40 Datacasting Redondance DAB DM001-R Augmenter la disponibilité en DAB, réduire le coût des défaillances... 42 Mise au point Mesures sur signaux MPEG2 et DVB-T (4)... 44 INFORMATIQUE Cryptographie Cryptomobile GSM TopSec A l abri des écoutes indiscrètes et des vols d informations. 49 AUTRES RUBRIQUES Chaleur, sable et poussière : l arrière-pays australien impose de rudes conditions d environnement aux appareils de mesure électroniques. Le robuste analyseur de spectre FSP n a eu aucun mal à y faire ses preuves (page 20). Photos de l auteur Aide-Mesure Radiodiffusion : Détermination de la CCDF Comparaison de deux méthodes... 52 Publications : Nouveautés... 54 Faits divers... 55 Editeur : Rohde&Schwarz GmbH&Co. KG Mühldorfstraße 15 81671 München (R. F. A.) Support Center : Téléphone : *(49)018 0512 42 42 E-mail : customersupport@rohde-schwarz.com Télécopie : *(4989) 4129-13777 Rédaction et mise en pages : Ludwig Drexl, Redaktion Technik (Munich) Adaptation française : Gil Déniel pour HIGH-TECH Hay GmbH, Munich Photos : Stefan Huber Tirage : 90.000 en allemand, anglais et français Fréquence de parution : environ cinq fois par an ISSN 0174-0660 Abonnement gratuit auprès des agences Rohde&Schwarz Imprimé en R. F. A. par peschke druck, Munich Reproduction autorisée avec indication de la source et copie à Rohde&Schwarz. Actualités de Rohde&Schwarz 3 N o 172 (2001/III)

RADIOMOBILES Systèmes de test Système de test RF TS8960 Qualification Bluetooth aux niveaux développement et assurance qualité Photo 43434/1 Deux conditions essentielles au succès de la technologie Bluetooth* sont l interopérabilité et le parfait fonctionnement d implémentations différentes. Pour que soient respectées ces conditions, le «Special Interest Group» a défini un programme de qualification par lequel doit passer tout produit appelé à être lancé sur le marché sous le label Bluetooth. Le système de test TS8960 (fig. 1) est conçu pour les mesures RF imposées par le programme de qualification Bluetooth ainsi que pour des Fig. 1 Système de mesure RF TS8960 : tous les tests imposés par la norme Bluetooth sont déjà préréglés, avec possibilité de faire varier et d adapter à loisir leurs paramètres. mesures plus poussées aux niveaux développement et assurance qualité. * Bluetooth est une marque déposée de Bluetooth SIG, Inc., USA, dont Rohde & Schwarz a acquis une licence. Mesures RF du programme de qualification Bluetooth 16 programmes de test destinés à déterminer les caractéristiques RF d un dispositif sont exécutés dans le système TS8960 conformément à la spécification de test Bluetooth. Ces mesures RF se divisent en tests sur émetteur, sur récepteur et sur émetteur/récepteur. Les tests sur émetteur déterminent la puissance du dispositif testé, la qualité du spectre de sortie RF ainsi que les paramètres de modulation, tels qu excursion, précision et dérive de fréquence. Dans le TS8960, un test sur émetteur commence par l établissement de la communication et par la commande TEST_MODE_ACTIVATE. Cette dernière fait passer le dispositif mesuré en mode Actualités de Rohde&Schwarz 4 N o 172 (2001/III)

Structure et propriétés du système de test TS8960 Bluetooth fonctionne dans la bande ISM (pour équipements industriels, scientifiques et médicaux), à 2,4 GHz. Avec un débit de 1 Mbit/s, cette norme est prédestinée à la transmission sans fil de données dans de nombreuses applications. Le système de test TS8960 est conçu pour les mesures RF imposées par le programme de qualification Bluetooth ainsi que pour des mesures plus poussées aux niveaux développement et assurance qualité. Conformément à la spécification, on dispose pour les mesures RF de deux modes de test : «TX» et «Loopback». En mode «TX», le dispositif testé émet une configuration binaire réglable ; en mode «Loopback», la configuration binaire émise par le système de test lui est renvoyée par le dispositif testé pour évaluation. Les principales propriétés du TS8960 Tous les tests indiqués dans la spécification de test Bluetooth Signalisation de mode de test «Dirty transmitter» Nombreux tests automatiques du système Grande précision de mesure par compensation automatique des chemins des signaux Nombreux programmes utilitaires facilitant le travail quotidien Extensible, par exemple par télécommande d unités d alimentation, enceintes climatiques, etc. Les appareils de mesure du système sont pilotés par bus IEEE et liaison Ethernet par un contrôleur système (fig. 2). L unité de signalisation intégrée dans le système assure l établissement de la communication, le réglage du mode de test et la mesure du taux d erreurs binaires. Le système est complété par deux générateurs RF du type SMIQ03. L un génère le signal utile, l autre le signal parasite modulé Bluetooth pour les tests sur récepteur. Un autre générateur délivre le signal parasite non modulé destiné au test du blocage et de l immunité à l intermodulation. L analyseur de spectre mesure la puissance, le spectre de modulation et les émissions parasites. Tous les signaux sont amplifiés et filtrés dans la SSCU («Signal Switching and Conditioning Unit») contenant relais, coupleurs directifs, combinateurs et plusieurs filtres. Comme dans les mesures RF, tous les niveaux doivent être très exactement respectés, le système de test TS8960 comporte une compensation entièrement automatique des chemins destinée à minimiser les erreurs de mesure. Deux sondes RF sont disposées à cet effet en des points métrologiquement importants de la SSCU. La voie A du wattmètre NRVD sert à surveiller les niveaux d émission du simulateur, la voie B les niveaux de réception. Les erreurs de niveau apparaissant éventuellement lors des mesures sont corrigées automatiquement à l aide de références conservées en mémoire. Un étalon de fréquence au rubidium fournit avec une grande précision la fréquence de référence. En option, le système peut aussi être doté d unités d alimentation des dispositifs à tester. Fig. 2 Unité de signalisation Bluetooth Déclencheur Analyseur de spectre FSIQ/ FSP Bus IEEE Ethernet Horloge à 10 MHz Schéma de principe du TS8960. Générateur de signaux SMIQ Générateur de signaux SMIQ Générateur RF SMP/ SMR Wattmètres à deux voies NRVD Contrôleur système PSM12 Etalon de fréquence au rubidium Signal switching and conditioning unit (SSCU) Dispositif sous test Actualités de Rohde&Schwarz 5 N o 172 (2001/III)

RADIOMOBILES Systèmes de test Mesures conviviales et rapides test. L établissement de la communication de même que les mesures sur l émetteur doivent s opérer en «Hopping Mode», c est-à-dire que le dispositif testé exécute 1600 sauts de fréquence par seconde au sein de la bande constituée de 79 canaux. Comme il n est pas possible de synchroniser l analyseur de spectre sur la fréquence de saut du dispositif testé, on le règle sur une fréquence fixe. Pour toutes les mesures effectuées dans le domaine temporel, l unité de signalisation Bluetooth délivre à l instant précis où le dispositif testé émet sur la fréquence de réception de l analyseur un signal de déclenchement qui lance la mesure dans l analyseur. C est suivant cette méthode qu est mesurée, par exemple, la puissance. Fig. 3 Cette interface utilisateur graphique assure une commande conviviale du système de test. L interface utilisateur graphique conviviale du TS8960 en rend l utilisation particulièrement simple. Les menus disponibles sont «Equipment Under Test» (EUT), «Test Cases» (TCF, TMM), «Path Compensation» (RFC), «Selftest» (SFT) et «Utilities» (UTL). Le menu EUT permet d entrer les propriétés du dispositif à tester, telles que catégorie de puissance, adresse Bluetooth, informations de signalisation, paquets de données supportés, gain de l antenne, etc. Le menu «Test Cases» permet ensuite de sélectionner et d exécuter un ou plusieurs tests. Le menu «Selftest» lance un test approfondi du système lui-même. Compensation des chemins Le menu «Path Compensation» offre de multiples possibilités d augmenter la précision des mesures. La compensation tient compte de toutes les pertes intervenant au sein du système de test, jusqu à la prise d antenne du dispositif testé, c est-à-dire y compris le cordon de liaison entre système de test et dispositif sous test. Documentation A l issue des tests, le système les documente dans un procèsverbal détaillé ainsi que par des graphiques reprenant les résultats essentiels. Des fonctions zoom et marqueur permettent de dépouiller les graphiques avec rapidité et précision. L analyse de la modulation présente une particularité. Dans ces tests, l analyseur de spectre sert de démodulateur I/Q. Les données I/Q démodulées sont acheminées via le bus IEEE au contrôleur système, qui se charge du traitement ultérieur. Ceci est nécessaire en raison du quadruple échantillonnage assuré au maximum par l analyseur de spectre. Ceci est suffisant aux termes de la spécification de test Bluetooth, mais la reproductibilité des résultats des mesures ne serait alors possible qu au prix de certaines restrictions en raison de l absence de synchronisme entre instant d échantillonnage et instant des symboles. C est pourquoi, dans le TS8960, les données I/Q sont interpolées par transformée de Fourier rapide (FFT) à une fréquence d échantillonnage allant jusqu à 64. Les tests sur récepteur vérifient la sensibilité du récepteur Bluetooth et sa robustesse aux signaux parasites modulés ou non modulés présents sur le canal utile et les canaux adjacents. Une différence essentielle par rapport aux tests sur émetteur est que tous les tests sur récepteur sont exécutés en «Non-Hop- Actualités de Rohde&Schwarz 6 N o 172 (2001/III)

ping Mode», c est-à-dire que le dispositif testé n émet que sur une fréquence fixe. Pour répondre aux sévères exigences imposées en matière de stabilité et de pureté spectrale du signal de test, on utilise ici un générateur de signaux SMIQ03 au lieu du frontal RF intégré dans l unité de signalisation. Le basculement du frontal interne sur le générateur de signaux externe s opère à l issue de l établissement de la communication. Les données bande de base (données, horloge et horloge trame) sont acheminées à l interface externe du codeur de modulation intégré dans le SMIQ03. Ce basculement s opère à l intérieur d un intervalle de temps, si bien que le dispositif testé n en est pas affecté. La spécification définit le test sur émetteur/ récepteur «Out of Band Spurious Emissions». Alors que suivant la norme européenne, les émissions parasites ne sont recherchées «que» dans une gamme de fréquence allant jusqu à 12,75 GHz, la norme américaine, elle, impose des mesures jusqu à 25 GHz. Dans la configuration standard, le système de test TS8960 est conçu pour des mesures entièrement automatiques par conduction jusqu à 12,75 GHz. Des options sont disponibles pour monter jusqu à 25 GHz et pour mesures des émissions parasites par antenne. Mesures additionnelles pour développement et assurance qualité que pour la mesure de la partie non modulée des salves, l «Inquiry Scan» pour la détermination de l adresse du dispositif testé, ainsi que des méthodes de mesure complémentaires aux multiples possibilités de réglage. Programmes de test sur mesure Le système d exploitation Linux ainsi qu un puissant compilateur C et de multiples possibilités de débogage permettent à l utilisateur d écrire avec efficience et rapidité ses propres programmes de test. Wilfried Tiwald Le dispositif testé fonctionne en mode de test «Loopback» et renvoie les données émises par le TS8960. L unité de signalisation reçoit ces données et les analyse dans le cadre d une mesure de taux d erreurs binaires. «Dirty transmitter» Comme les appareils Bluetooth s utilisent généralement à poste fixe, il n y a pas de «fading» ou évanouissement. La détermination de la sensibilité du récepteur n échappe pas pour autant aux signaux parasites. La spécification Bluetooth définit donc un «dirty transmitter», dont le signal présente une dérive de nombreux paramètres, tels que fréquence, durée des symboles, excursion et indice de modulation. Dans le TS8960, cet émetteur/ récepteur «pas propre» est réalisé par l action conjuguée de plusieurs composants. L unité de signalisation Bluetooth assure la dérive des symboles, le SMIQ03 faisant varier l excursion, la fréquence et l indice de modulation. D autres tests sur récepteur portent sur la mesure de «carrier/interference performance», «blocking performance» et «intermodulation performance». Actualités de Rohde&Schwarz Paramètres totalement variables Tous les tests sont également exécutables avec des paramètres autres que ceux cités dans la spécification de test. Pour les tests sur récepteur, par exemple, on peut faire varier dans une large plage les niveaux et fréquences des générateurs de signaux de test et de signaux parasites. Les types de paquets et même les paramètres de signalisation peuvent aussi être modifiés. D autres tests que ceux prévus dans la spécification sont par ailleurs disponibles. Le «Search Sensitivity Test», par exemple, permet de mesurer la sensibilité réelle du récepteur. Pour ce faire, on réduit le niveau du signal de test jusqu à ce que le taux d erreurs binaires dépasse le seuil de 0,1 % exigé dans la spécification. Le niveau auquel le seuil de 0,1 % est encore juste respecté correspond alors à la sensibilité du récepteur. Un autre exemple est celui de la mesure «Free Receiver», dans laquelle on peut configurer en toute liberté les tests sur récepteur. Le système de test offre en outre de nombreux programmes utilitaires, tels 7 N o 172 (2001/III) Autres informations et systèmes de test sur le thème Bluetooth : www.rohde-schwarz.com, (mot-clé Bluetooth) Bluetooth measurement solutions for R&D, Qualification, Type Approval and Production Récapitulatif des principaux appareils et systèmes de Rohde & Schwarz permettant d effectuer des mesures sur appareils Bluetooth. BIBLIOGRAPHIE Testeur de protocole PTW60 pour applications Bluetooth Tests exhaustifs de protocole conformes au programme de qualification Bluetooth. Actualités de Rohde & Schwarz N 169 (2000), p. 8 10. Bluetooth RF Test Specification 1.1, Revision 0.91, 02.07.2001. Bluetooth Core Specification, Revision 1.1, 22.02.2001.

RADIOMOBILES Systèmes 3RP Système de réseau partagé TETRA ACCESSNET -T Un 3RP pour le centre d entraînement au combat le plus moderne d Europe L armée allemande dispose au camp SB SB SB SB SB SB de la Letzlinger Heide du centre d en- n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6 traînement au combat le plus moderne Réseau de communication 1 (fibre de verre) d Europe. Un terrain de quelque 500 km 2 permet à 2500 soldats de s y Commutateur central DMX-600 entraîner avec leurs véhicules. Leurs activités au combat sont enregistrées Réseau de communication 2 et surveillées en temps réel par voie purement électronique. Fig. 2 Central de phonie Central de données L infrastructure de communication du centre d entraînement au combat. Photo 43717/14N Fig. 1 L unité d abonné est compacte et légère ; elle se fixe normalement sur le dos. «Duel électronique» surveillé et piloté par radio Les activités des soldats à l entraînement sont enregistrées et surveillées en temps réel par voie purement électronique. Cette approche est rendue possible par le «duel électronique» sur lequel est basé l entraînement au centre. Les conditions de combat sont simulées à l aide de rayons laser et de capteurs optimisés à cet effet. Les lasers sont fixés sur l armement des soldats et des véhicules, et les capteurs répartis de manière adéquate sur le corps des soldats ou à la surface des véhicules. Chaque soldat et chaque véhicule disposent d une unité d abonné enregistrant électroniquement toutes les opérations, telles qu ouverture du feu, tirs au but et mouvements du soldat ou du véhicule, et les communiquant par radio au poste central de commandement (fig. 1). Le réseau radio utilisé est un 3RP (Réseau Radio-électrique à Ressources Partagées) TETRA («Terrestrial Trunked Radio»), c est-à-dire une technologie numérique non militaire basée sur une norme européenne et développée en tant que système professionnel pour applications civiles sous le nom d ACCESSNET -T [1, 2]. Ce système a fait ses preuves dans cette application purement militaire comme produit industriel COTS («Commercial Off-the-Shelf»), développé à l origine pour les réseaux publics, les entreprises industrielles et les transports en commun ainsi que les organisations chargées de missions de sécurité. Le modem radio utilisé dans l unité d abonné est aussi un équipement radio TETRA du commerce. Les raisons ayant amené l armée allemande, représentée par la société EADS, à opter pour ACCESSNET -T sont multiples. Les principales sont indiquées dans l encadré de la page 6. Actualités de Rohde&Schwarz 8 N o 172 (2001/III)

La couverture radio intégrale du terrain est assurée par des stations de base émettrices et réceptrices installées sur six sites. Chaque site dispose de son propre jeu de fréquences. L organisation cellulaire du réseau radio fait en sorte que toute unité d abonné se déplaçant dans le réseau soit toujours en contact avec la station de base dont elle reçoit au mieux les signaux radio. Outre la transmission des données, ces sites écoulent également le trafic de phonie des arbitres, par émetteurs/récepteurs spécialement réservés à cet effet. Fig. 4 Central de données Calculateur de couplage Poste de commandement Ethernet (TCP/IP) ACCESSNET -T La chaîne complète de transmission de données. Interface radio TETRA (ETS 300 392 2 ème partie) Interface pour périphériques (ETS 300 392 5 ème partie), Hayes AT Terminal radio Unité d abonné Contrôleur principal Récepteur GPS Bus CAN L infrastructure de communication Réseaux Le système de réseau partagé ACCESSNET -T de Rohde & Schwarz est intégré à l infrastructure de réseau fixe du centre d entraînement au combat. La boucle existante en fibre de verre est utilisée pour relier les stations de base au commutateur central du système de réseau partagé (fig. 2). Comme le montre le synoptique, c est par ce canal que s opère également la connexion au central de phonie. Le raccordement au central de données a lieu via un réseau informatique local (LAN avec Ethernet et TCP/IP). Photo 43717/12 L unité d abonné L unité d abonné, visible à la figure 1, se présente sous forme d appareil léger et compact, fixé au harnais porte-capteurs, sur le dos des soldats. Elle se compose de l électronique d un mobile TETRA du commerce, d une puissance de sortie RF de 1 W, ainsi que d un microprocesseur et d un récepteur GPS. Les capteurs se raccordent par bus CAN («Controller Area Network»). Ce bus permet en outre de charger de nouvelles versions du logiciel dans le module TETRA et dans le microprocesseur. Trafic axé sur les données La majeure partie du trafic est consacrée à la transmission de données, laquelle peut être entièrement pilotée et surveillée depuis le poste central de commandement (fig. 3). La structure logique de la chaîne de communication de données est indiquée à la figure 4. Le trafic de données est déclenché à 95% par les unités d abonné sur la base d événements, tels que, par exemple, des changements de position ou impacts de laser sur les capteurs des soldats ou des véhicules. Le système de réseau partagé ACCESSNET -T sert de «véhicule» transparent pour le transport de ces données au poste central de commandement. Actualités de Rohde&Schwarz 9 N o 172 (2001/III) Fig. 3 Le poste de commandement a la parfaite maîtrise des opérations : c est d ici qu est surveillé, enregistré et analysé tout ce qui se passe sur le terrain.

RADIOMOBILES Systèmes 3RP Fig. 5 Application mobile Pile de protocole Unité d abonné Interface radio Pile de protocole Modèle OSI à couches du système de radiotransmission de données. Application système Conversion des numéros d appel Pile de protocole ACCESSNET -T Interface TCP/IP Système de gestion des données Pile de protocole Poste de commandement Une autre partie du trafic de données est engendrée par les informations de référence destinées au GPS différentiel ainsi que par les informations générales de position communiquées par le poste central aux unités d abonné, généralement sous forme d annonce régulière. La figure 5 montre ces interactions dans un modèle à couches. L application mobile, dans l unité d abonné, a pour mission d acquérir les données et de commander les procédures de traitement. L application système, dans le système de réseau partagé ACCESSNET -T, intègre le GPS, génère le signal de référence et déclenche son émission régulière. C est à ce niveau que se situe également la conversion des numéros d appel, assurant dans les deux sens le transcodage entre numéros tactiques et adresses TETRA physiques. C est en outre à ce niveau que sont gérés l interface de réseau local et son protocole assurant la liaison avec le poste central de commandement. Dans ce dernier, se trouve, en tant qu application fixe, le système de gestion des données. Pourquoi l armée allemande a opté pour TETRA et ACCESSNET -T La radiotransmission de données avec les unités d abonné et le trafic de phonie des arbitres ne doivent pas avoir de contreréaction technique sur les communications radio tactiques des unités qui s entraînent. La norme TETRA (ETSI : «European Telecommunication Standards Institute»), spécifiée pour des fréquences à partir de 400 MHz, répond à ces exigences. La demande particulière du donneur d ordre d étendre la gamme de fréquence de 366 MHz à 371 MHz pour ce projet a pu être satisfaite grâce à la souplesse d ACCESSNET -T ; un exemple montrant bien qu un produit COTS tel qu ACCESSNET -T offre suffisamment de possibilités d adaptation. ACCESSNET -T et la technologie TETRA supportent de manière particulièrement efficace la transmission radio intégrée de la phonie et des données. D où un autre avantage, économique cette fois : la possibilité de regrouper deux systèmes radio, prévus à l origine indépendants, en un seul système intégrant les deux services. Fig. 6 Les caractéristiques physiques essentielles de l interface radio et de la sélection des services de TETRA. La norme TETRA décrit la technologie de radiocommunications mobiles professionnelles actuellement la plus moderne qui soit. La figure 6 récapitule les caractéristiques physiques essentielles de l interface radio et donne un aperçu grossier des services de phonie et de données. L évolution du marché attendue à l avenir permet de tabler pour cette technologie sur une durée de vie d au moins 20 ans. Espacement des canaux Modulation Débit des canaux Vocodeur Accès aux canaux Débit utilisable Débit variable Services de phonie Services de données 25 khz π/4-dpsk 36 Kbit/s environ 4,8 Kbit/s TDMA/AMRT, 4 intervalles de temps 7,2 Kbit/s par intervalle de temps 2,4 à 28,8 Kbit/s appel individuel, appel de groupe, appel général appel de statut, message court 10

Photo Autor Une excellente plate-forme de communication En choisissant ACCESSNET -T de Rohde & Schwarz, l armée allemande a opté pour un système moderne de réseau partagé numérique TETRA qui, proposé sous forme de produit COTS, est utilisable sans rétroaction sur les équipements de communication radio tactiques. Outre son prix d achat intéressant, la grande flexibilité du système et donc sa simplicité d adaptation à des besoins spécifiques font partie des avantages de cette solution. Max Zerbst Autres informations sur ACCESSNET -T : www.rohde-schwarz.com (Page d accueil Products & More Trunked Radio) BIBLIOGRAPHIE [1] Système 3RP AccessNet(r) en Sibérie orientale. Actualités de Rohde & Schwarz (1999), N 162, p. 30 32. [2] Une vision devient réalité Un réseau partagé pour les Emirats Arabes Unis. Actualités de Rohde & Schwarz (1995), N 151, p. 50 51. Fig. 8 Le commutateur central DMX-600. Les composants d ACCESSNET -T Fig. 7 La station de base TETRA DTX-500. Les stations de base DTX-500 (fig. 7) et le commutateur central DMX-600 (fig. 8) sont désignés sous le nom de sous-systèmes. Les stations de base sont installées dans des abris. La phonie et la transmission de données font chacune appel à trois modules émetteurs/récepteurs. La puissance de sortie maximale par émetteur tous les émetteurs utilisant une antenne commune est de 25 W. Le commutateur DMX-600 se trouve dans le bâtiment central et est relié par réseau local (LAN) au central de données. On voit à la figure 8 que pour des raisons de sécurité, le récepteur GPS (module jaune) est également redondant au sein du DMX-600. Photo Autor 11

RADIOMOBILES Signaux de test Logiciel d application SMIQ-K5 Tests à la norme Bluetooth au générateur de signaux SMIQ La spécification de test Bluetooth [1] contient une série de prescriptions pour le test de modules émetteurs/ récepteurs Bluetooth. Pour tester ces modules conformément à la norme, il faut des paquets de données eux aussi conformes à la norme. Le logiciel d application SMIQ-K5, tournant sur PC, et le générateur de signaux vectoriels SMIQ permettent de générer très aisément les paquets de données les plus courants pour les mesures sur récepteurs. * Bluetooth est une marque déposée de Bluetooth SIG, Inc., USA, dont Rohde & Schwarz a acquis une licence. SMIQ et SMIQ-K5 : une équipe imbattable pour les tests sur récepteurs Le logiciel d application SMIQ-K5 (fig. 1), destiné au générateur de signaux vectoriels SMIQ, est, spécialement pour les concepteurs de circuits et équipes de développement, un outil convivial leur permettant d effectuer de nombreux tests sur récepteurs conformément à la norme Bluetooth. La spécification des tests RF [2] cite notamment les mesures suivantes pour les modules récepteurs Bluetooth : «Bit Error Rate» (BER), «Receiver Sensitivity», «C/I Performance (Carrier-to- Interference Performance)», «Intermodulation Performance» et «Blocking Performance». Les principales caractéristiques RF d un module émetteur/récepteur sont récapitulées à la figure 2. Fig. 1 Tout est clair : quelques clics de souris permettent à l utilisateur de préparer le SMIQ à la délivrance de paquets à la norme Bluetooth. Les principales caractéristiques du logiciel SMIQ-K5 en bref Le logiciel SMIQ-K5 rend le SMIQ capable de générer des signaux de test RF à la norme Bluetooth en créant des listes de données et de commandes et en les transmettant au SMIQ. Le logiciel peut également agir sur l allure de la rampe de la salve de paquets et sur les paramètres de modulation dans le SMIQ. Ces derniers sont réglables dans certaines limites par l utilisateur. Après calcul des paramètres sélectionnés pour la génération des paquets, ceux-ci sont transmis au SMIQ, en même temps que les paramètres de modulation et la rampe réglée, puis réglés sur le SMIQ. L interface utilisateur intuitive du logiciel aide l opérateur à configurer des paquets du type DH1, DH3, DH5 ou AUX1. L éditeur de paquets incorporé (fig. 3) permet d éditer pratiquement n importe quel élément d information de la section sélectionnée du paquet. Le logiciel calcule en outre automatiquement toutes les corrections à apporter au paquet considérer pour le protéger des erreurs, telles que «Header Redundancy Check» (HRC) et «Cyclic Redundancy Check» (CRC). Le «Sync Word» est automatiquement calculé après entrée de la «Bluetooth Device Address» BD_ADDR (adresse identifiant clairement tout module Bluetooth). L utilisateur peut adapter à tout moment, par l intermédiaire du logiciel, l allure de la rampe des salves ainsi que les paramètres de modulation dans le SMIQ et les transmettre au générateur. 12

Les principales fonctions du logiciel SMIQ-K5 Le contenu d un paquet de données peut être constitué, au choix, de séquences binaires pseudo-aléatoires (PRBS), de configurations tout à 0 ou tout à 1 ou de séquences issues d un fichier. Le paquet peut aussi être configuré et calculé à l aide de l éditeur de paquets. En plus de possibilités de configuration de l ensemble d un paquet de données, le configurateur de charge utile (fig. 3) permet, en utilisant l éditeur de paquets, de régler les données utiles. Ici aussi, le train binaire peut être généré à loisir, comme décrit ci-dessus. Le nouvel afficheur de configuration de l éditeur de paquets, qui montre le train binaire de la section considérée du paquet, affiche immédiatement toute modification des sections recalculée à la suite d une modification de la configuration. L allure de la rampe des salves de paquets peut être aisément imposée via le logiciel. Aucune édition ni aucun réglage additionnel n est nécessaire sur le SMIQ. L offset des fronts de montée ou de descente peut être décalé par symboles, et la pente de la rampe être sélectionnée, au choix, sous forme de fonction en cos 2 ou de fonction linéaire. Le temps de montée et de descente de la rampe peut être réglé sans problème à la précision des symboles. Le «Packet Repetition Counter» peut générer un grand nombre de paquets du même type, le contenu de la charge utile (p.ex. séquences PRBS) se poursuivant dans le paquet suivant. Le logiciel SMIQ-K5 dans la pratique La spécification de test Bluetooth impose pour la génération de signaux de test Caractéristiques Fréquences porteuses utilisées Type de transmission Paramètres de modulation Classes de puissance Portée Débit binaire maximal Fig. 2 Spécification 2400 MHz à 2483,5 MHz (bande radio ISM) 79 canaux de communication Canaux espacés de 1 MHz Système TDMA Salves TDD Multiplex temporel : répartition en intervalles de temps («time slots»), trame correspondant à 625 µs/intervalle de temps Technologie d étalement de spectre avec saut de fréquence FHSS («Frequency Hopping Spread Spectrum») 1600 sauts de fréquence/s (la séquence de saut peut varier quant au nombre de sauts, suivant le type de paquet utilisé : 625 µs correspondent à 1600 sauts/s) Type de modulation : 2FSK Débit de symboles : 1 Msymb/s Indice de modulation : 0,28 à 0,35 (réglage de base à 0,32) Excursion maxi de fréquence : 140 khz... 175 khz (réglage de base à 160 khz) Filtrage en bande de base : filtre gaussien, B T = 0,5 Classe de puissance 1 : 1 mw (0 dbm) à 100 mw (+20 dbm) Classe de puissance 2 : 0,25 mw ( 6 dbm) à 2,5 mw (+4 dbm) Classe de puissance 3 : 1 mw (0 dbm) 10 cm à 100 m ; les modules de la classe de puissance 1 peuvent porter jusqu à 100 m. En mode de transmission asynchrone, il est possible d atteindre des débits allant jusqu à 721 kbit/s dans un sens, contre 57,6 kbit/s maximum seulement sur le canal de retour. 432,6 kbit/s sont possibles en mode symétrique. Les paramètres RF les plus courants définis dans la norme Bluetooth. «en salve» destinés aux mesures sur récepteurs l allure que doivent prendre les paramètres de réglage RF et le contenu de la charge utile. Le logiciel SMIQ-K5 offre à cet égard tous les contenus nécessaires de charge utile pour les tests à opérer en «loop back» ou bouclage. L utilisateur a par ailleurs toute liberté de configurer ses propres données utiles en fonction de l application considérée. Le logiciel SMIQ-K5 calcule en outre automatiquement les signaux adaptés au masquage de la salve de paquets de la séquence transmise au SMIQ et le signal de masquage de la charge utile, nécessaire à la mesure du BER sur certains modules. L utilisation de l option générateur de données (SMIQ-B11) comme source de données et les extensions mémoire SMIQ-B12 disponibles à cet effet permettent de stocker des séquences de test Bluetooth (séquences de paquets de données) jusqu à une profondeur de 80 Mbit. Il est ainsi possible de calculer a priori plusieurs séquences de test à l aide du logiciel SMIQ-K5 et de les transmettre au SMIQ. Pour les mesures ultérieures, mais aussi pour les tests en production, les séquences mises en mémoire peuvent alors être activées et délivrées en quelques millisecondes. Les possibilités du logiciel SMIQ-K5 qui viennent d être présentées constituent une extension considérable par rapport aux amorces de solutions décrites dans la note d application 1MA31 [4]. C est la première fois qu un logiciel permet la configuration complète et libre de paquets de données conformes à la norme Bluetooth pour la génération de signaux de test RF. «Sync Word» et blocs de correction d erreurs sont calculés conformément à la norme, bits de «Flow Control» et «Reception Acknowledgement» peuvent être activés et désactivés à loisir. 13

Bluetooth is designed to enable wireless interconnectivity between a wide range of information appliances such as printers, PCs, computer peripherals, personal digital assistants (PDAs), headsets, video cameras and many more. Communication between appliances occurs in a so called ad hoc network. The Bluetooth unit is a universal radio interface using the license-free 2.4 GHz frequency band. Testing such radio interfaces requires data packets defined in the Bluetooth standard. The SMIQ-K5 application software allows the user to configure the required data packets accordingly to the standard and calculates defined elements of the packet such as Sync. Word, CRCs (Cyclic Redundancy Check) from the Bluetooth Device Address. Configured packets are transmitted along with modulation settings and filter parameters to the SMIQ ready to perform a wide range of receiver tests. *) The Bluetooth trademarks are owned by its proprietor and used by Rohde & Schwarz under license Subject to change Dr. Markus Banerjee 06/2001 1GP48_0E RADIOMOBILES Signaux de test Fig. 3 Le panneau de configuration de l éditeur de paquets constitue une solution très simple et conviviale pour élaborer les paquets nécessaires à l application considérée. Note d application du SMIQ-K5 et fiche technique du SMIQ : www.rohde-schwarz.com (mot-clé SMIQ-K5) Le logiciel SMIQ-K5 téléchargeable gratuitement La note d application 1GP48 [5] montre la configuration d un paquet DH1 répondant à des exigences spéciales. La description donnée s applique aussi à tous les autres types de paquets que propose le logiciel SMIQ-K5. Elle contient également des instructions claires et détaillées pour la réalisation de mesures de BER, avec un synoptique montant le raccordement correct du dispositif à mesurer au SMIQ. Le logiciel d application SMIQ-K5 ainsi que la note d application peuvent être téléchargés gratuitement depuis le site de Rohde & Schwarz. Conclusion Le logiciel SMIQ-K5 offre un maximum de souplesse pour la génération de signaux de test à la norme Bluetooth en liaison avec le générateur de signaux SMIQ. Ce dernier, doté du logiciel K5, est la source de signaux RF optimale pour effectuer des mesures de BER sur modules Bluetooth ou pour déterminer les caractéristiques de récepteurs Bluetooth. Le SMIQ peut en outre servir de référence RF pour les mesures sur émetteurs [6, 7] faisant appel, par exemple, à un analyseur de spectre. La sauvegarde de différentes séquences de test et configurations dans le SMIQ permet d utiliser le générateur en tant que solution autonome pour des applications ultérieures en production ou dans le développement. Dr Markus Banerjee SMIQ-K5 Application Software Bluetooth TM* Standard for SMIQ Note d application 1GP48 BIBLIOGRAPHIE [1] Bluetooth Core Specification, Version 1.1, 22.01.2001. [2] Bluetooth RF Test Specification, Version 0.9, 14.03.2001. [3] Generating Bluetooth RF Test Signals with SMIQ Signal Generator. Note d application 1MA31 de Rohde & Schwarz. [4] Aide-mesure : Génération simple et rapide de signaux de test RF pour Bluetooth. Actualités de Rohde & Schwarz (2001), N 171, p. 50 51. [5] Generating Bluetooth Signals with SMIQ and the Application Software SMIQ-K5. Note d application 1GP48 de Rohde & Schwarz. [6] Transmitter Measurements on Bluetooth Modules. Note d application 1MA26 de Rohde & Schwarz. [7] Transmitter Measurements on Bluetooth Modules using FSP. Note d application 1MA33 de Rohde & Schwarz. 14

RADIOMOBILES Bancs de mesure La tendance en radiocommunications mobiles est de plus en plus à la transmission rapide de données. L accès Testeur universel de radiocommunications CMU200 Mesures «multislots» sur mobiles HSCSD et GPRS Photo 43238/16N mobile à l Internet, notamment, ouvre de nouvelles applications aux opérateurs de réseaux. Dans ce domaine également, le CMU200 offre toutes les possibilités de mesure pour le développement et la production de mobiles HSCSD et GPRS. Les mesures audio sur mobiles à l aide du CMU200 sont décrites à partir de la page 18. 15 HSCSD et GPRS dans la fabrication des mobiles Pour le test de liaisons purement téléphoniques, les choses sont claires : ce sont le micro, le haut-parleur et la RF qui constituent les interfaces du mobile, et ce sont elles qui sont testées en production. Pour les liaisons de données, telles HSCSD et GPRS (voir encadré page 17), c est différent. Ces normes poseraient des problèmes dans les tests de fabrication de mobiles si les instances de normalisation n avaient pas défini des modes de test spéciaux. Ici, en effet, le mobile n est qu un maillon d une longue chaîne (PC mobile Internet serveur). Par analogie avec les boucles ou «loops» bien connues dans les mesures de taux d erreurs binaires, on a défini en HSCSD des «multislot loops» permettant d indiquer au mobile dans quels intervalles de temps ou «slots» de la liaison descendante ou «downlink» sont reçues des données et dans quels intervalles de temps de la liaison montante ou «uplink» sont renvoyées ces données. On peut ainsi effectuer également des mesures de taux d erreurs binaires sur des liaisons comportant plus de liaisons descendantes que de liaisons montantes. En GPRS, c est un peu plus compliqué, car, contrairement au HSCSD, où il y a toujours une liaison constante permettant d effectuer des mesures sur l émetteur et le récepteur, en GPRS, on n émet que lorsqu il y a effectivement quelque chose à transmettre. Pour qu il soit malgré tout possible d effectuer des tests, les instances de normalisation ont donc défini deux types de liaisons, le mode de test GPRS A et le mode de test GPRS B. En mode de test A, le mobile émet en continu un «Temporary Block Flow» (TBF) à charge utile constituée de séquences binaires pseudo-aléatoires. En mode de test B, le TBF reçu sur la liaison descendante est renvoyé sur la liaison montante. En mode de test B également, on peut indiquer quelles sont les données des liaisons descendantes à renvoyer sur quelle liaison montante. Ces modes de test permettent d effectuer des mesures sur l émetteur et le récepteur puisque le mobile émet et reçoit en continu, comme c est le cas de liaisons à commutation de circuits. Mesure du BLER problématique en production La mesure du BLER («Block Error Rate») est la mesure significative sur récepteur lors de l homologation de mobiles GPRS. En GPRS, les blocs de données (dits blocs RLC) qui n ont pas été correctement reçus par le mobile sont redemandés à la station de base. Le BLER est le rapport des blocs reçus erronés (c està-dire redemandés) aux blocs émis. En production, la mesure du BLER a deux inconvénients majeurs. Le premier est la faible expressivité statistique. Pour chaque bloc de données, la conclusion est uniquement OK ou non OK. Rien n est dit sur le nombre de bits erronés dans le bloc de données. Or, c est bien là l indicateur de la qualité physique du récepteur. Un exemple numérique l illustre encore mieux. Quand on utilise un schéma de codage CS-4, 400 bits utiles sont transmis dans chaque bloc de données. A expressivité statistique égale, la mesure du BLER exige alors une durée de mesure au moins 400 fois plus longue

RADIOMOBILES Bancs de mesure que celle d une mesure du BER («Bit Error Rate»). Le deuxième inconvénient de la mesure du BLER en fabrication est que, par principe, elle peut se bloquer et allonger ainsi indéfiniment la durée de mesure. Il est même possible que la mesure s arrête complètement. La mesure du BLER a cependant aussi des avantages, par exemple par la distribution des blocs de données sur tous les intervalles de temps de la liaison descendante et par le fait que le mobile, même s il n utilise qu un intervalle de temps sur la liaison montante, peut communiquer parallèlement l indication bon/mauvais pour tous les intervalles de temps. Si l on tient compte cependant de l expressivité statistique bien plus mauvaise, on comprend vite que plusieurs mesures ponctuelles du BER en mode de test B conduisent beaucoup plus rapidement au résultat. Pour les raisons précitées, la mesure du BLER est mal adaptée à la production, qui exige des durées de mesure extrêmement courtes. Mesures HSCSD et GPRS au CMU200 Le CMU200 permet de régler des configurations d intervalles de temps quelconques en HSCSD et en GPRS. Les intervalles de temps des liaisons montante et descendante à activer se choisissent aisément dans une boîte de sélection (fig. 1). La possibilité d activer réellement la configuration sélectionnée ne dépend plus alors que de la classe «multislot» du mobile raccordé. Un avantage est que le niveau d émission du CMU200 est réglable individuellement pour chaque intervalle de temps. Il est ainsi possible de générer très facilement des scénarios de type «worst case» pour le récepteur du mobile. La puissance d émission du mobile est, elle aussi, définissable séparément pour chaque intervalle de temps actif de la liaison montante. Lors de l établissement de la liaison en HSSCD, le CMU200 ferme la «multislot loop» au niveau du mobile, ce qui permet d effectuer sans problème toutes les mesures sur l émetteur et le récepteur. Fig. 1 Le CMU200 permet de définir de façon particulièrement simple la configuration des liaisons montante et descendante, le niveau de la liaison descendante (niveau d émission du CMU200) et celui de la liaison montante (niveau d émission du mobile) pouvant être fixés individuellement pour chaque intervalle de temps. 100 90 BLER 80 (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 BLER Fig. 2 Relation entre mesure du BLER et mesure du DBLER pour le schéma de codage CS-1. En CS-2, CS-3 et CS-4, la différence est encore bien plus faible. En GPRS, le CMU200 assure automatiquement l «attach», le «routing area update» et le «detach» et indique l état d avancement des opérations à l écran. Une simple pression sur un bouton permet alors de faire passer le mobile raccordé en mode de test GPRS A ou B. Dès que le mode de test est actif, toutes les mesures peuvent être effectuées sur l émetteur, de même que la mesure sur le récepteur (BER/DBLER) en mode de test B. Le CMU200 supporte tous les schémas de codage GPRS (CS-1 à CS-4). Indépendamment des modes de test GPRS, le CMU200 permet aussi de passer dans les conditions de mesure sans signalisation. Pour ce faire, il suffit d émettre un TBF. Le mobile peut se synchroniser dans le temps via le BCCH, puis passer directement sur le TBF. Les fabricants de mobiles supportant ce mode ont, en fabrication, l avantage de pouvoir abréger ainsi la durée des mesures en économisant le temps de signalisation sinon nécessaire. DBLER 10 3 10 2 10 1 Taux d erreurs binaires après le démodulateur Mesures de BER/DBLER En mode de test GPRS B, le CMU200 effectue également des mesures de BER et détermine en outre le DBLER («Data- 16

BLER»). BLER et DBLER se distinguent par le fait que ce dernier n analyse que les purs bits de données, tandis que dans la mesure du BLER, on analyse aussi l en-tête du bloc et le drapeau ou «flag» USF. Même si la mesure du DBLER ne tient pas compte de tous les bits susceptibles de conduire à une erreur de bloc, les deux mesures ne donnent que des différences minimes (fig. 2). L avantage de la mesure du DBLER est que contrairement à celle du BLER elle ne peut pas se bloquer. Mesure du «Multislot Power Ramp» La particularité des mesures aux normes HSCSD et GPRS est que l émission et la réception s opèrent sur plusieurs intervalles de temps. Ceci est intéressant pour la mesure du gabarit de puissance ou «Power Ramp». Ici, le gabarit ou «Power Time Template» varie selon que l intervalle de temps précédent et/ou suivant est actif ou non. Entre deux intervalles de temps actifs, la puissance ne doit pas être supérieure de plus de 3 db à celle de la partie utile de l intervalle de temps de la plus forte puissance. La position temporelle des gabarits peut, elle aussi, varier d un intervalle de temps à l autre, selon la technique autorisée qu utilise le mobile. Tout cela ne pose aucun problème au CMU200. Il visualise jusqu à quatre intervalles de temps à la fois et détermine automatiquement la position correcte des gabarits en X et en Y pour chaque intervalle de temps (fig. 3). Même dans la zone de transition entre deux intervalles de temps actifs, il détermine le gabarit correct. Le CMU200 détecte également le type de modulation utilisé (GMSK ou 8PSK) et sélectionne automatiquement le «Power Time Template» adapté. Fig. 3 Dans la mesure du «Multislot Power Ramp», on peut visualiser jusqu à quatre intervalles de temps à la fois. Le nombre d intervalles de temps à visualiser est sélectionnable, et l image peut être zoomée à loisir en X et Y. Dans cette mesure, le gabarit «Power Time Template» s adapte automatiquement au signal reçu. L utilisateur n a donc pas besoin de s occuper du bon choix des gabarits. Conclusion En HSCSD et en GPRS également, le CMU200 fait jouer ses atouts et facilite la tâche de l utilisateur par des mesures conviviales et des scénarios de test personnalisés. C est la raison pour laquelle c est non seulement dans le domaine de la production, mais aussi dans celui du développement RF qu il constitue, pour ces normes, l appareil de mesure de premier choix. Rudolf Schindlmeier HSCSD et GPRS Le HSCSD («High Speed Circuit Switched Data») utilise la même technique qu une liaison téléphonique GSM normale. Au lieu de la parole, ce sont simplement des données qui sont transmises. Elles sont en outre réparties sur plusieurs intervalles de temps, c est-àdire qu en HSSCD, on a en fait plusieurs liaisons en parallèle avec un seul et même mobile. L avantage du HSCSD est de garantir, par l allocation figée des intervalles de temps, un débit constant. Les ressources mises à disposition pour la transmission doivent toutefois être payées qu il y ait ou non transmission de données. Le GPRS («General Packet Radio Service») utilise la technique également adoptée sur l Internet. Les données à transmettre sont émises en paquets sur des canaux variables, c est-à-dire que le débit baisse quand les ressources se font plus rares. Le GPRS utilise aussi plusieurs intervalles de temps à la fois pour la liaison entre mobile et station de base. L avantage du GPRS est de n occuper des ressources de transmission que lorsqu il y a des données à transmettre, c est-à-dire que l on ne paye que le volume de données réellement transmis. 17

RADIOMOBILES Bancs de mesure Testeur universel de radiocommunications CMU200 Mesures audio sur téléphones mobiles Les mesures audio sur téléphones mobiles sont d une grande importance, car la qualité de la parole transmise est une caractéristique essentielle pour la satisfaction de l abonné. De plus en plus de téléphones mobiles sont en outre équipés de composants audio additionnels, tels que radio FM stéréo, baladeur MP3 ou dictaphone. L option CMU-B41 permet au testeur universel de radiocommunications CMU200 d effectuer pratiquement toutes les mesures audio sur téléphones mobiles de manière rapide et précise. Codec de parole pour GSM et TDMA La qualité audio des téléphones mobiles est essentiellement conditionnée par le codec de parole et les composants analogiques, tels que microphone, hautparleur et amplificateur. Dans les radiocommunications numériques, la transmission de la parole s opère naturellement en numérique. Un mobile doit donc convertir en numérique le signal audio enregistré par le micro. Dans l autre sens, le signal audio codé en numérique issu du mobile est reconverti en un signal analogique pour pouvoir être restitué par le haut-parleur. Cette conversion entre analogique et numérique incombe au codec de parole. Si l on veut le soumettre à des mesures, il faut que la banc de mesure dispose lui aussi d un codec de parole, permettant de convertir en numérique les signaux de test analogiques. Le CMU200 peut être équipé à cet effet de divers codeurs de parole, par exemple grâce à l option CMU-B52 pour GSM et TDMA. Multiples possibilités de mesure avec l option audio CMU-B41 L option CMU-B41 comprend un analyseur audio et un générateur audio à deux voies, permettant d apprécier les composants audio analogiques. Les deux voies de l analyseur audio peuvent être dotées de différents filtres, indépendamment l une de l autre. Le schéma de principe d une voie (fig. 1) illustre les multiples possibilités de mesure. Le filtre à l entrée permet de régler toutes les bandes passantes considérées dans les mesures audio. Un filtre de pondération connectable en fonction des besoins assure la correction audiométrique nécessaire des signaux, la pondération pouvant faire appel à un filtre de message C ou un filtre CCITT. Cette voie mesure en parallèle la valeur efficace et la valeur de crête de la composante alternative ainsi que le taux de distorsions du signal audio. La fréquence utile du distorsiomètre peut être réglée en toute liberté à une valeur comprise entre 20 Hz et 20 khz. Codec de parole Entrée BF Fig. 1 Filtre Filtre de pondération Passe-bande variable Schéma de principe d une voie de l analyseur de l option audio CMU-B41. Fréquence Taux de distorsions Tension crête CA efficace CA crête CA efficace CA CC Cette voie de mesure comporte en outre un circuit de mesure à passe-bande variable, dont la fréquence centrale peut être réglée entre 20 Hz et 20 khz, et la bande passante entre 10 Hz et 1 khz. Ce circuit de mesure additionnel délivre parallèlement aux valeurs déjà mentionnées les valeurs efficace et de crête du signal filtré par le passe-bande. Chacune des deux voies de l analyseur audio est en outre dotée d un compteur de fréquence allant jusqu à 200 khz et d un voltmètre destiné à déterminer la composante continue. Les deux générateurs audio peuvent être réglés indépendamment l un de l autre à une fréquence comprise entre 20 Hz et 20 khz et à un niveau compris entre 10 µv et 5 V. 18

Multi-protocol support Extremely high speed testing Highly accurate measurements Modular future-proof design Comprehensive spectrum analyzer Easy migration to 3rd generation technologies Analyse audio multifréquence Outre ces mesures de base, l option audio CMU-B41 peut également générer et analyser des signaux audio multifréquences. Dans la mesure audio multifréquence, le CMU200 génère simultanément jusqu à 20 signaux sinusoïdaux dont la fréquence et le niveau de chacun peuvent être définis en toute liberté. Dans le même temps, le banc de mesure analyse le signal audio qui lui est appliqué à l aide d un maximum de 20 filtres à bande étroite dont les fréquences centrales correspondent à celles délivrées par le générateur. En reliant la sortie du générateur à l entrée, et l analyseur à la sortie du dispositif mesuré, on peut ainsi déterminer de manière simple et très rapidement la réponse en fréquence du dispositif. Le CMU200 compare alors les valeurs mesurées aux limites de tolérance imposées par l utilisateur et repère les dépassements par le haut et par le bas (fig. 2). La limite de tolérance est définissable en toute liberté pour chaque fréquence de mesure. Pour compléter les nouvelles fonctions de mesure du CMU200, il est possible non seulement d adapter les signaux Résumé des caractéristiques Option audio CMU-B41 Fig. 2 La mesure audio multifréquence permet la mesure particulièrement rapide de la réponse en fréquence audio avec un maximum de 20 fréquences définissables en toute liberté. Les dépassements du gabarit de tolérance imposé par l utilisateur sont repérés en rouge en bas de la fenêtre. audio de manière externe, par l intermédiaire des prises audio, mais aussi de relier directement le générateur et l analyseur internes au codec de parole. Un coup d œil sur les caractéristiques techniques de l option CMU-B41 (encadré ci-dessous) montre que doté de cette option, le CMU200 permet d effectuer non seulement de multiples mesures audio, mais aussi des mesures de haut de gamme, dont la qualité, l étendue et la vitesse répondent de manière optimale aux exigences du marché des radiocommunications mobiles et qui, dans la production de téléphones portables, allient rapidité des tests et haute qualité des résultats. Rudolf Schindlmeier Autres informations et fiche technique : www.rohde-schwarz.com (mot-clé CMU200) Générateur Gamme de fréquence/résolution 20 Hz... 20 khz/0,1 Hz Gamme de niveau/résolution 10 µv... 5 V/0,1% pour niveaux 1 mv Erreur de niveau 1,5% (pour niveaux 1 mv et fréquences 10 khz) Taux de distorsions 0,05% (pour niveaux 100 mv et charge de 600 Ω, bande passante de mesure de 21,9 khz) Universal Radio Communication Tester CMU200 THE tester for current and future mobile radio networks Voltmètre Gamme de fréquence Gamme de niveau/résolution Erreur de niveau Distorsiomètre Bande passante de mesure Gamme de fréquence Gamme de niveau Résolution Compteur de fréquence Gamme de fréquence 50 Hz... 20 khz 50 µv... 30 V/0,1% pour niveaux 1 mv 1,0% + résolution pour 1 mv niveau 2 V 21 khz 100 Hz... 10 khz 10 mv... 30 V 0,01% du taux de distorsion 10 Hz... 200 khz BIBLIOGRAPHIE Rohde & Schwarz adapte constamment le testeur universel de radiocommunications CMU200 à l évolution de la technique. Depuis sa première présentation dans les Actualités de Rohde & Schwarz N 165 (1999), pratiquement tous les numéros ont rendu compte des possibilités et nouveautés de ce banc de mesure toujours conforme à l état de l art. 19

INSTRUMENTATION GENERALE Réf érence Analyseur de spectre FSP FSP goes Outback En service dans les rudes conditions de l arrière-pays australien Photo de l auteur Le «Global Positioning System» (GPS) fournit dans le monde entier des données précises de navigation ainsi que des informations de temps. Malheureusement, ce système est sensible aux brouillages électromagnétiques. Dans le cadre d une série d essais de grande envergure, les forces armées américaines et australiennes ont donc étudié comment localiser ces brouillages, afin de pouvoir prendre les contre-mesures qui s imposent. Le «Global Positioning System» (GPS) sert à de multiples usages, par exemple à la navigation dans les airs, en mer et sur terre, dans les systèmes de transport intelligents ainsi que pour la synchronisation de réseaux téléphoniques et réseaux d alimentation électrique. Son parfait fonctionnement est toutefois remis de plus en plus en question par sa sensibilité aux brouillages électromagnétiques. Les récepteurs GPS sont susceptibles d être perturbés de manière sensible par de simples émetteurs brouilleurs bon marché au format de poche ou encore par les signaux d antennes TV, radar ou télécoms, ce qui peut affecter considérablement les performances dans le domaine aussi bien civil que militaire. Il est donc très important de mettre au point des techniques s opposant aux brouillages volontaires ou involontaires du GPS. Plus de 30 spécialistes des forces armées américaines et australiennes, assistés d un certain nombre de civils, ont donc Chaleur, poussière et terrain accidenté : un test d endurance pour l analyseur de spectre FSP, auquel il a résisté avec bravoure. Photo de l auteur 20

21 cm TFT colour display 1 Hz to 10 MHz RBW RMS detector for fast and reproducible measurements on digitally modulated signals Measurement routines for TOI, ACPR, OBW, amplitude statistics EMI bandwidths and quasi-peak detector 2.5 ms minimum sweep time in frequency domain 1 µs sweep time in time domain Up to 30 GPIB measurements/s in frequency domain (incl. trace transfer) Up to 70 GPIB measurements/s in time domain (including trace transfer) Fast ACP measurement routine in time domain Total measurement uncertainty: 0.5 db Displayed average noise level: 155 dbm/hz Phase noise: 113 dbc/hz at 10 khz Dynamic range of RMS detector: 100 db Synthesized frequency setting effectué en mars 2001 un «GPS Jammer Locator Test» (JLOC) à Woomera, dans l arrière-pays australien. L opération relevait d une initiative commune au «United States Air Force Operational Test and Evaluation Center» (AFOTEC), à l «Aircraft Research and Development Unit» australienne (ARDU), à la «Defence Science and Technology Organisation» (DSTO) ainsi qu aux «Air Services Australia» (ASA). Le système JLOC, développé par le «US Air Force Research Laboratory» (AFRL) pour la société américaine NAVSYS, localise les brouilleurs intentionnels ou non et fournit des données aidant les planificateurs tactiques et stratégiques à éliminer l influence de ces sources de perturbations. Le système bénéficiait de l assistance de la DSTO, sous la forme d une combinaison de platesformes au sol et aéroportées. Les tests opérés à Woomera ont montré qu il est possible de localiser et d identifier les brouilleurs du GPS ainsi que d éviter les perturbations et de permettre ainsi aux forces armées d utiliser à l avenir le système de navigation GPS avec encore plus de fiabilité et d efficacité. L analyseur de spectre FSP de Rohde & Schwarz a joué un rôle important lors des tests, en faisant valoir ses excellentes propriétés : compacité, légèreté, robustesse, grande sensibilité d entrée ainsi que capacité de traiter les données sans PC additionnel. C est ce que confirme Chris Pitcher, de la DSTO : «Les conditions d environnement de Woomera constituent un test d endurance particulièrement sévère. La chaleur, la poussière et le terrain accidenté mettent à rude épreuve les appareils de mesure. Le FSP s est joué de toutes ces tortures.» Les principales propriétés du FSP Bandes passantes de résolution de 1 Hz à 10 MHz Filtres numériques à haute sélectivité et FFT Détecteur quasi-crête et bandes passantes de mesure d émissivité (EMI) Interfaces : GPIB, Centronics, RS-232, LAN (option) Routines automatiques pour la mesure de IP3, OBW, bruit de phase, ACP(R) Split-screen avec réglages indépendants et jusqu à 3 courbes de mesure par fenêtre Gabarits de limites éditables, y compris indication PASS/ FAIL Mesure rapide dans le domaine temporel : durée de balayage minimale de 1 µs Gated sweep pour mesures sur signaux TDMA Le FSP offre en outre de série : Détecteur RMS pour mesure rapide et reproductible de puissance sur signaux modulés en numérique dans les domaines fréquenciel et temporel Fonctions statistiques pour la mesure du facteur de crête et de la CCDF («Complementary Cumulative Distribution Function») Aux Etats-Unis, il est quasiment impossible d effectuer des essais de cette envergure, ne serait-ce qu en raison des répercussions sur les infrastructures civiles tributaires du GPS il n y a tout simplement pas de région non perturbée assez grande pour procéder à ces essais. Autres informations et fiche technique : www.rohde-schwarz.com (mot-clé : SFP) A Woomera, en revanche, on n a dans un rayon de 450 km pratiquement aucun usager du GPS, un temps très stable, de bonnes possibilités de ravitaillement ainsi qu un environnement permettant de parcourir la région en avion à loisir afin de localiser de multiples sources de perturbations situées au sol. Ce compte rendu a été rédigé en partie par la «Defence Science and Technology Organisation» (DSTO) de Salisbury, dans le Sud de l Australie, et complété par l auteur. Martin Scholla, Rohde & Schwarz Australie Spectrum Analyzer FSP The new medium-class standard Features Speed Performance Fiche technique FSP GSM/EDGE Application Firmware FS-K5 for FSP The solution for easy and fast GSM and EDGE measurements GSM/EDGE push-button measurements Fast modulation spectrum routine Easy to use Accurate carrier power measurement Fiche technique TV Trigger/HF Power Trigger pour FSP 21

INSTRUMENTATION GENERALE Méthodes de mesure Générateur de signaux hyperfréquences SMR Source d étalonnage optimale pour récepteurs de radars météo Seuls des équipements radars météo étalonnés permettent de déterminer avec précision la probabilité de précipitations ainsi que la densité de la pluie, de la neige ou du brouillard. Les méthodes d étalonnage nécessaires exigent un générateur de signaux à Fig. 1 Les générateurs hyperfréquences SMR [*] sont des sources de signaux appréciées en recherche & développement, production et contrôle de la CEM. Photo 43264/3 niveau de sortie très précis. Grâce à sa conception soignée, avec correction du niveau assistée par le «firmware», le générateur hyperfréquence SMR (fig. 1) est la source de signaux Fig. 2 Conditions de détermination de la réflectivité Z. Emetteur du radar optimale pour cette mission. P t Gain de l antenne G Précipitations Réflectivité z Trajet aller du signal s h avec atténuation d h Qu est-ce que le radar a à voir avec la météo? Gain de l antenne G Trajet retour du signal s r avec atténuation d r P r Récepteur du radar Les météorologues utilisent en premier lieu les radars météo pour analyser la structure dynamique de nuages isolés ou systèmes de nuages et pour mesurer en continu les précipitations à l échelon du pays. Un paramètre important pour faire des prévisions météo précises est ce que l on appelle l intensité des précipitations ou pluviosité. Elle indique la quantité de pluie tombant par unité de temps et de surface. Le radar météo permet de déterminer les précipitations avec une grande résolution spatiale et temporelle. Les équipements radars ne peuvent toutefois mesurer directement l intensité des précipitations. Ils ne mesurent que la réflectivité, indicateur de la section de rétrodiffusion des cibles pouvant être détectées par un radar. Elle est proportionnelle à l énergie rétrodiffusée vers l antenne par toutes les particules diffusantes se trouvant sur le trajet du faisceau radar. En cas de pluie, elle est d autant plus grande qu il y a plus de gouttes de pluie dans l air et que ces gouttes sont plus grosses. Comme le montre la figure 2, la détermination de la réflectivité est en fait une mesure sur quadripôle, l émetteur du radar servant de source de signaux, et le récepteur de wattmètre sélectif. Quand on connaît la puissance d émission injectée P s et la puissance de réception mesurée P e, on peut calculer le module du coefficient de transmission de la liaison entre sortie de l émetteur et entrée du récepteur. Ce coefficient de transmission contient également, en plus du gain de l antenne et de l atténuation du signal sur son parcours de l antenne à la cible radar, la réflectivité de la cible à déterminer. Comme le gain de l antenne et l atténuation sont connus, on peut donc calculer cette réflectivité. Le gain de l antenne et l atténuation doivent être comptés deux fois puisque le signal radar passe par l antenne et la liaison à la fois à l aller et au retour. 22

Instrument family with four models SMR20 (10 MHz to 20 GHz) SMR27 (10 MHz to 27 GHz) SMR30 (10 MHz to 30 GHz) SMR40 (10 MHz to 40 GHz) High-performance, cost-effective and reliable up to 40 GHz Standard version: Optional pulse generator for radar CW generator with pulse modulation and EMC applications and digital frequency sweep Optional IF input for upconversion of Easily upgradeable to AM/FM signal digitally modulated IF signals generator and synthesized sweep Compact, lightweight, user-friendly: generator with analog ramp sweep ideal in the lab and for field applications thanks to flexible options concept 3-year calibration cycle Habituellement, les émetteurs de radars génèrent une puissance de sortie suffisamment précise pour déterminer la réflectivité suivant la méthode ci-dessus. Les choses sont plus difficiles dans le cas des récepteurs. Ils détectent en général de manière très précise les variations de niveau, mais sont typiquement trop imprécis pour les mesures de niveaux absolus. Cependant, comme les récepteurs de haut de gamme ont sinon un comportement stable, il est possible, pour augmenter leur précision, de les étalonner avec un générateur de signaux hyperfréquences SMR doté en option d un atténuateur étalonné et délivrant ainsi un niveau de sortie très précis (fig. 3). L étalonnage Normalement, le signal radar reçu par l antenne est acheminé directement à l entrée du récepteur par un circulateur assurant le découplage entre émetteur et récepteur. On ouvre cette liaison pour y insérer un coupleur directionnel. Le signal de sortie du SMR est ainsi appliqué pratiquement sans rétroaction à l entrée du récepteur. La sensibilité du récepteur n est affectée que de manière insignifiante en raison de la faible perte d insertion du coupleur.il faut naturellement que la perte d insertion soit connue pour pouvoir en tenir compte lors du réglage du niveau du générateur, tout comme l atténuation totale de la sortie du générateur à l entrée du récepteur. Une mesure précise est à cet égard nécessaire. Pour l insertion du générateur, il est recommandé d utiliser un coupleur 16 db. Un atténuateur 3 db sera en outre inséré entre le coupleur et la sortie RF du SMR. En tenant compte des câbles nécessaires, on obtient ainsi une valeur pratiquement égale à 20 db pour l atténuation totale entre sortie RF du SMR et entrée du récepteur. En faisant alors varier le niveau RF du SMR de +10 dbm à 90 dbm, on balaye ainsi la plage de 10 dbm à 110 dbm, optimale pour la plupart des radars météo. Comme le montre la figure 4, le SMR présente à ces niveaux une précision typiquement < 0,45 db (mesurée à 5620 MHz et à température ambiante, avec une précision de 0,2 db). Une fois que le coupleur et l atténuateur ont été correctement montés et mesurés, on peut procéder comme suit à l étalonnage du récepteur : Arrêter l émetteur du radar. Régler le SMR à la fréquence nécessaire (5620 MHz, par exemple). Régler le niveau à une valeur suffisamment élevée sur le SMR ( 10 dbm, par exemple). Le niveau déterminé par le récepteur est lue par l unité de contrôle du radar, qui en déduit par le calcul une valeur de correction qu elle met en mémoire. Régler le niveau à une valeur suffisamment faible sur le SMR ( 70 dbm, par exemple). L unité de contrôle du radar calcule à nouveau une valeur de correction qu elle met en mémoire. Arrêter le SMR. Le radar est à nouveau prêt à fonctionner normalement. Comme les récepteurs présentent typiquement une bonne précision relative de niveau, l étalonnage en deux points venant d être décrit est tout à fait suffisant. Dans le cas contraire, l utilisation d autres points d étalonnage est recommandée. Grâce à la grande précision du niveau du SMR, il est possible d aller jusqu à la limite inférieure de sensibilité du récepteur, à 110 dbm, par exemple. Si l unité de contrôle du radar ne supporte pas la détermination ni la mise en mémoire de valeurs de correction du récepteur, un micro-ordinateur externe doté d un logiciel adéquat est nécessaire. La périodicité d étalonnage dépend de la stabilité du récepteur et est habituellement d un mois. Wilhelm Kraemer Précision de niveau Emetteur du radar Générateur d impulsions Coupleur directionnel Récepteur du radar Analyse des signaux Fig. 3 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Niveau de sortie (dbm) Fig. 4 Circulateur Equipement radar météo Etalonnage du récepteur du radar. Précision de niveau du SMR à 5620 MHz. Autres informations et fiche technique sur le SMR : www.rohde-schwarz.com, (mot-clé SMR) Microwave Signal Generator SMR Fiche technique SMR Atténuateur Antenne RF BIBLIOGRAPHIE [*] Générateurs de signaux hyperfréquences SMR Les hyper-maniables. Actualités de Rohde & Schwarz N 162 (1999), p. 4 6. Générateur SMR 23

INSTRUMENTATION GENERALE Générateurs de signaux Générateur de signaux vectoriels SMV03 Un polyvalent doté d un excellent modulateur vectoriel Photo 43792/1 Fig. 1 Le générateur de signaux vectoriels SMV03 est le polyvalent parmi les générateurs économiques de Rohde & Schwarz. En lançant le SMV03 (fig. 1), Rohde & Schwarz ajoute désormais à sa gamme à succès de générateurs économiques SML [1] un modèle à modulateur vectoriel à entrées I/Q analogiques pour la gamme de fréquence de 9 khz à 3,3 GHz. Sa largeur de bande de modulation RF de 100 MHz prédestine le nouveau générateur à toutes les applications à hauts débits. Le polyvalent Le SMV03 est le polyvalent parmi les générateurs de signaux économiques de Rohde & Schwarz. Ses excellentes caractéristiques RF, alliées à de multiples possibilités de modulation vectorielles et analogiques, la rapidité de ses réglages de fréquence et de niveau, son prix extrêmement intéressant, sans oublier son encombrement réduit et son faible poids, font de lui le générateur optimal pour la production, le service après-vente et le laboratoire. Caractéristiques RF Avec sa large gamme de fréquence de 9 khz à 3,3 GHz, le SMV03 couvre toutes les bandes importantes utilisées pour les télécommunications, les applications WLAN et ISM* ainsi que le contrôle de la CEM. La synthèse de fréquence fait appel à la technique éprouvée dite DDS, permettant d obtenir des réglages de fréquence à la précision du quartz avec une résolution de 0,1 Hz. Avec l option SML-B1 (oscillateur de référence OCXO), la précision de fréquence répond aux plus sévères exigences. C est à la technique de synthèse que l appareil doit également son excellent bruit de phase en bande latérale unique (typiquement égal à 128 dbc à 20 khz d une porteuse à 1 GHz, pour une bande passante de mesure de 1 Hz), la rapidité de ses réglages de fréquence (7 ms en valeur typi- * Applications ISM : applications RF industrielles, scientifiques et médicales. 24

AMIQ I Q SMV03 Dispositif à mesurer Analyse/Affichage Fig. 2 Le générateur de signaux SMV03 associé au générateur de modulation I/Q AMIQ : exemple d application au test de composants. que) et sa grande réjection des non-harmoniques (typiquement 70 dbc jusqu à 1,1 GHz). Le niveau RF répond aussi à tous les besoins. Il peut se régler entre 140 dbm et +13 dbm (+11 dbm au-dessous de 5 MHz), par pas de 0,1 db, à l aide d un atténuateur électronique étalonné fonctionnant sans aucune usure et présentant un temps de réglage typique de 5 ms. En «overrange», on dispose même de +19 dbm. Dans l ensemble, les caractéristiques RF correspondent à celles du générateur éprouvé à modulation analogique SML03 [2]. Modulation vectorielle Le modulateur vectoriel du SMV 03 doit ses excellentes caractéristiques à un circuit intégré breveté développé par Rohde & Schwarz. Les entrées I et Q analogiques peuvent être attaquées par des sources de signaux I/Q externes quelconques, mais en particulier par le générateur de modulation AMIQ [3] (fig. 2). Avec l AMIQ et le logiciel associé WinIQSIM, il est particulièrement simple de générer pratiquement tous les signaux I/Q à modulation numérique possibles et imaginables. La largeur de bande de modulation RF du SMV03 est typiquement de 100 MHz à des fréquences de 500 MHz à 3 GHz, une valeur jusque là réservée aux générateurs haut de gamme. Les débits élevés, comme par exemple dans les applications WLAN, ne posent ainsi aucun problème. S il faut mesurer des composants pour applications WCDMA, la largeur de bande de modulation du SMV03 est largement suffisante. La figure 4 montre le spectre de sortie du SMV03 à 2,14 GHz, fréquence centrale de la bande de liaison descendante 3GPP de 2,11 GHz à 2,17 GHz. Pour un «offset» de 5 MHz, la valeur ACP typique du générateur est de 62 dbc. Le SMV03 était modulé à l aide de l AMIQ, avec utilisation du «Test Model 1» (64DPCH, facteur de crête de 10,7 db). Modulations analogiques Outre la modulation vectorielle, le SMV03 offre toutes les modulations classiques présentes sur les appareils de la famille SML. Le SMV03 peut ainsi générer également des signaux RF modulés en amplitude, en fréquence, en phase Niveau / db Fig. 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 et, avec l option SML-B3, par impulsions, ce qui lui permet d effectuer également toutes les mesures classiques sur récepteurs. Le modulateur FM convient aussi à l injection de signaux multiplex stéréo externes. Pour la génération de signaux de modulation sinusoïdaux, le SMV03 contient un générateur BF à gamme de fréquence allant de 0,1 Hz à 1 MHz. En cas d utilisation du modulateur optionnel par impulsions, le générateur d impulsions associé est également disponible. AM, FM/ϕM et modulation par impulsions peuvent être utilisées simultanément. Il en est de même de la modulation vectorielle, de la FM/ϕM et de la modulation par impulsions. Comme pour les caractéristiques RF, les caractéristiques des modulations analogiques du SMV03 correspondent à celles du SML03. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Réponse en fréquence typique de la modulation I/Q du SMV03 à 1 GHz. Fréquence / MHz 25

INSTRUMENTATION GENERALE Générateurs de signaux Marker 1 [T1] Ref Lvl 24.93 dbm 10 dbm 2.13997300 GHz 10 20 30 40 50 60 70 80 RBW VBW SWT 1 30 khz 300 khz 2 s RF Att Mixer Unit 10 db 20 dbm dbm 1 [T1] 24.939 dbm 2.13997300 GHz CH PWR 4.888 dbm ACP Up 61.646 db ACP Low 61.31 3 db A LN 1RM Faible coût de possession Les critères faisant du SMV03 un investissement extrêmement intéressant sont non seulement sa polyvalence et son prix d achat avantageux, mais aussi le faible niveau des coûts récurrents, dû surtout à la grande fiabilité du générateur et à la rapidité des réparations en cas de défaillance, grâce à un système de diagnostic incorporé, sans oublier la périodicité d étalonnage de trois ans. Wilhelm Kraemer 90 100 110 C0 C0 c11 c11 cu1 cu1 Center 2.14 GHz 1.6384 MHz/ Span 16.384 MHz Fig. 4 Signal de sortie WCDMA typique à 2,14 GHz («Test Model 1», 64DPCH, facteur de crête de 10,7 db). Résumé des caractéristiques SMV03 Gamme de fréquence 9 khz... 3,3 GHz Résolution 0,1 Hz Temps de réglage < 10 ms Harmoniques < 30 dbc Sous-harmoniques aucun (f 1,1 GHz) < 50 dbc (f > 1,1 GHz) Non-harmoniques < 70 dbc (f 1,1 GHz) < 64 dbc (f > 1,1 GHz... 2,2 GHz) < 58 dbc (f > 2,2 GHz) Bruit de phase en bande latérale unique < 122 dbc (à 20 khz de f = 1 GHz, largeur de bande de 1 Hz) Niveau 140... +13 dbm (f > 5 MHz... 3 GHz) 140... +11 dbm (f 5 MHz, f > 3 GHz) Résolution 0,1 db Modulation vectorielle Erreur vectorielle statique < 0,5 % (valeur efficace), < 1 % (valeur de crête) Largeur de bande I/Q (3 db) CC... 30 MHz (f 500 MHz, f > 3 GHz) CC... 50 MHz (f > 500 MHz... 3 GHz) Porteuse résiduelle < 45 dbc AM (largeur de bande à 3 db) 0... 100 % (CC... 50 khz) FM (largeur de bande à 3 db) excursion jusqu à 4 MHz (CC... 500 khz) ϕm (largeur de bande à 3 db) excursion jusqu à 40 rad (CC... 100 khz) excursion jusqu à 8 rad (CC... 500 khz) Modulation par impulsions (option SML-B3) Facteur de cycle > 80 db Temps de montée/descente < 20 ns Générateur BF 0,1 Hz... 1 MHz Générateur d impulsions (option SML-B3) Période des impulsions 100 ns... 85 s Autres informations : www.rohde-schwarz.com (mot-clé SMV03) BIBLIOGRAPHIE [1] Générateur de signaux SML01 Un générateur économique dans la cour des grands. Actualités de Rohde & Schwarz N 165 (1999), p. 8 10. [2] Générateurs de signaux SML02/03 Extension à 3,3 GHz de la classe économique. Actualités de Rohde & Schwarz N 169 (2000), p. 18 20. [3] Générateur de modulation I/Q AMIQ Génération conviviale de signaux I/Q complexes. Actualités de Rohde & Schwarz N 159 (1998), p. 10 12. 26

ELECTROMAGNETISME Systèmes de test Logiciel de mesure de CEM EMC32 Mesures d émissivité et d immunité pour ainsi dire du bout des doigts Le logiciel de mesure de CEM EMC32 réunit les mesures EMI et EMS (émissivité et immunité) sous une interface utilisateur intuitive et est doté d une interface ouverte pour le dépouillement et l archivage des résultats des mesures. Pour le développement, le contrôle de conformité et les mesures de série Le puissant logiciel de mesure de CEM EMC32 pour systèmes d exploitation Windows 32 bits est conçu pour la commande et la surveillance de systèmes de test de CEM de Rohde & Schwarz ainsi que pour l acquisition et la mise en forme conviviales des résultats des mesures. La souplesse de ses possibilités de configuration permet d adapter aisément l EMC32 aux spécifications de test de nombreux groupes de produits, tels que ceux des domaines biens de consommation, radiocommunications, automobile ou équipements ISM*. L EMC32 répond pratiquement à toutes les exigences des mesures dédiées aux : Contrôles accompagnant le développement Par la possibilité d exécuter aussi bien automatiquement le balayage de fréquence que de l interrompre à tout moment et de passer en mode interactif, l EMC32 convient parfaitement aux mesures accompagnant le développement. En mode interactif, le dispositif mesuré peut être étudié en détail aux fréquences critiques préalablement déterminées lors du balayage automatique. Contrôles de conformité Des tests-types prédéfinissables et l option de surveillance automatique du dispositif mesuré lors des mesures d immunité permettent de réaliser des cycles de test standardisés. Contrôles de série Les résultats de plusieurs tests peuvent être regroupés dans un graphique commun, ce qui permet de comparer entre eux les appareils d une même série. * Equipements ISM : équipements haute fréquence industriels, scientifiques et médicaux. Photo 43632/2 27

For use in development, for compliance and batch testing Flexible Efficient Future-oriented Modules for measuring electromagnetic interference (EMI) and electroment and system configuration Easily upgradeable Graphical user interface for instru- Modular program structure magnetic susceptibility (EMS) Menu-guided, intuitive user prompting for all test sequences Reports generated as RTF 1) or Data storage in text format Support of measurements to civil standards such as CISPR, IEC, ISO, (virtual instrument) HTML file EN, ETSI, VDE, FCC and ANSI Product-oriented test selection 32-bit software for Windows98, Manual and automatic EMI and EMS EUT-specific data management NT4.0 and 2000 measurements Modular calibration concept 1) Can be combined with EMC test systems and EMI test receivers/analyzers required Minimal recalibration effort as of 2002 from Rohde&Schwarz Simplified test system certification Assisted installation and configuration Online help ELECTROMAGNETISME Systèmes de test Fig. 1 Le logiciel enregistre toutes les mesures dans une structure arborescente propre à chaque dispositif mesuré. Des résultats clairement structurés L EMC32 adopte une approche particulièrement conviviale pour l archivage et le dépouillement des mesures : tous les résultats et les réglages associés au test d un dispositif sont enregistrés dans une structure arborescente analogue à celle de l Explorateur de Windows (fig. 1). On est ainsi sûr que, d une part, tous les réglages nécessaires sont bien documentés et que tous les tests sont ainsi toujours reproductibles et, d autre part, que les tests enregistrés peuvent être répétés par simple clic de souris. Commande conviviale La conception intuitive de la commande de l EMC32 permet une prise en main rapide et simplifie l utilisation : des icônes significatives, des boîtes de dialogue aérées et des menus contextuels accessibles par le bouton droit de la souris imposent une structure claire et nette. Les résultats sont présentés sous forme graphique au milieu de la fenêtre principale (fig. 2). Ils sont entourés des commandes, comme celle de l explorateur des composants testés, permettant d accéder rapidement aux résultats des mesures sous forme de tableau et aux réglages associés. D autres éléments servent à commander le déroulement des mesures, le récepteur en cas de mesures EMI ou la grandeur perturbatrice en cas de mesures EMS, ainsi que les accessoires (table rotative, antenne, réseau fictif). Interface ouverte pour les données des mesures L éditeur de rapports intégré dans l EMC32 aide à rédiger des rapports détaillés (fig. 3) pouvant être également présentés au format HTML en vue de leur traitement électronique ultérieur. Pour que les données des mesures puissent être reprises dans d autres applications, les résultats des mesures et réglages associés sont enregistrés au format ASCII. Configuration simple L EMC32 impressionne particulièrement par la simplicité de son installation et de sa configuration. Trois opérations seulement sont nécessaires avant d effectuer le premier test : procéder à l installation, appeler l assistant de configuration et lancer le nouveau test. L assistant de configuration, utilitaire à interface graphique, guide l utilisateur de manière interactive dans l adaptation de l EMC32 au système de mesure. L édition ultérieure ou la configuration manuelle bénéficie également de la visualisation graphique de l ensemble du matériel (fig. 4). Mesures d immunité (EMS) L EMC32 dispose de configurations prédéfinies pour les normes EN 61000-4-3/6 et ISO 11452. Dans le cas de la norme EN 61000-4-3, par exemple, une seule commande permet de réaliser aussi bien l étalonnage de référence que les mesures elles-mêmes. Pour automatiser la surveillance du dispositif mesuré, il suffit d adapter un pilote générique à des appareils de mesure quelconques à interface de bus CEI ou RS-232-C. Un système externe de surveillance peut être en outre intégré dans l EMC32 et synchronisé sur le balayage de fréquence. Mesures d émissivité (EMI) Parallèlement aux fonctions interactives «Scan», «Sweep» et mesure ponctuelle Autres informations et fiche technique : www.emc32.rohde-schwarz.com EMC Measurement Software EMC32 Fiche technique EMC32 28

avec zoom de fréquence, l EMC32 offre de multiples fonctions d analyse permettant de trouver les points significatifs dans les spectres relevés ou d utiliser également des algorithmes de corrélation pour cellules de mesure. Des cycles automatisés sont en outre disponibles pour la mesure de la tension perturbatrice avec réseau fictif ou celle du champ électrique perturbateur dans des cellules de mesure. Ils déterminent et évaluent les points critiques dans le spectre de fréquence et récapitulent les résultats dans un rapport de test. Multiples modifications possibles 2 La conception modulaire de l étalonnage et du pilotage d appareils permet d apporter aisément des extensions ou modifications au système. Les chemins des signaux peuvent être réétalonnés à tout moment par simple clic sur le chemin considéré dans la configuration du système. Grâce à la conception modulaire de l étalonnage, il est ainsi inutile, par exemple, de réétalonner l ensemble du système quand on a simplement changé le câble d antenne. Des appareils additionnels peuvent être intégrés à tout moment dans la configuration par l intermédiaire de pilotes. Le logiciel EMC32 est disponible soit sous forme de progiciel complet, soit sous celle de modules dédiés aux mesures EMI et EMS. La conception uniforme de la commande permet de s y retrouver immédiatement dans les nouvelles applications de mesure après l achat du second module. Robert Gratzl, Rolf Peterknecht 3 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fenêtre principale de l EMC32 au cours d une mesure EMI. Editeur de rapports montrant un test EMI. Assistant de configuration pour système de test EMS. 4 29

RADIODIFFUSION Générateurs de mesure Générateur de mesure TV SFL Cinq spécialistes de la production : pour toutes les normes numériques Le passage de l analogique au numérique dans la distribution de la télévision est en plein essor : dans les réseaux de communication large bande, la transmission par satellite et aussi la diffusion terrestre. Les récepteurs et settop-box grand public sont actuellement produits en grandes séries. C est pour contrôler ces récepteurs que Rohde & Schwarz a développé la famille des générateurs de Photo 43772/1 Fig. 1 Un générateur de mesure complet, malgré son faible encombrement : ici, le modèle SFL-T pour télévision numérique terrestre (DVB-T). mesure TV SFL. Les SFL réunissent toutes les caractéristiques attendues de générateurs modernes destinés à la production : large gamme de fréquence, multiples possibilités de modulation, grande fiabilité et le tout à un prix intéressant. Toutes les modulations numériques Le SFL peut générer, suivant le modèle (fig. 1 et 2), toutes les modulations numériques rencontrées en «broadcast», dans la gamme de 5 MHz à 1,1 GHz (et jusqu à 3,3 GHz pour le modèle SFL-S). En termes de précision de fréquence et de pureté spectrale, le SFL n a rien à envier aux générateurs de mesure TV universels SFQ [1, 2, 3] de Rohde & Schwarz. La fréquence se règle à la précision du quartz, avec une résolution de 0,1 Hz. Les très bonnes valeurs de bruit de phase en bande latérale unique et de réjection des non-harmoniques sont le fruit de la synthèse de fréquence numérique directe (DDS), qui se caractérise non seulement par son excellent comportement en matière de bruit, mais aussi par la rapidité des réglages de fréquence. Un aspect particulièrement apprécié en fabrication. Une nouvelle approche a aussi été adoptée pour la modulation I/Q. Le SFL utilise la technique de la modulation directe de la porteuse à sa fréquence finale, ce qui permet de faire appel à un circuit intégré mis au point par Rohde & Schwarz. Dans le modulateur I/Q, les composantes orthogonales I et Q du signal RF sont commandées en amplitude et en phase par les signaux analogiques I et Q provenant du codeur. L addition des deux composantes RF donne un signal de sortie modulé en conséquence en amplitude et en phase. Le modulateur I/Q doit répondre à de sévères exigences, en particulier pour les modulations d amplitude en quadra- 30

ture de haut niveau et la modulation COFDM. Dans le SFL, un étalonnage interne fait donc en sorte que les branches I et Q aient toujours le même gain, que le déphasage soit toujours de 90 exactement et que l atténuation de la porteuse atteigne bien des valeurs maximales. Interfaces d entrée souples L entrée du SFL peut traiter des multiplex de transport MPEG à paquets de 188 ou 204 octets (schéma de principe à la figure 3). Pour que le débit de symboles en sortie du générateur soit bien le débit normalisé quels que soient pratiquement les débits binaires à l entrée, la fonctionnalité de «stuffing» ou bourrage intégrée dans la SPI («Synchronous Parallel Interface») et l ASI («Asynchronous Serial Interface») offre la possibilité de régler le débit de symboles de sortie indépendamment du débit d entrée. Un synthétiseur génère le débit de symboles exact, même en l absence de multiplex de transport à l entrée. Il est ainsi possible de générer n importe quel débit de symboles sans avoir à s occuper du débit à l entrée. Les interfaces d entrée disponibles sont les suivantes : Interface parallèle synchrone (TSparallèle ou SPI) Interface série asynchrone (ASI) à débit allant jusqu à 270 Mbit/s Interface série asynchrone à cadencement externe (ASI ext. Clock) Interface parallèle synchrone à cadencement externe (SPI ext. Clock) Interface SMPTE 310 pour ATSC (en option avec ext. Clock) Traitement à la norme des données utiles Le codeur I/Q du générateur de mesure TV SFL code le multiplex de transport injecté conformément à la norme de transmission considérée terrestre, satellite ou câble et le met sous forme de signaux I et Q. Pour que les trains binaires à transmettre soient parfaitement protégés sur la canal de transmission, le codeur les soumet à une «Forward Error Correction» (FEC), plus ou moins complexe suivant la norme. Normalement, tout commence par la détection de la synchronisation, suivie de l addition au signal d un train binaire aléatoire. Viennent ensuite le codeur Reed-Solomon et l entrelaceur. Pour le DVB-C, les signaux I et Q sont générés par «mapping». Dans les autres normes, intervient alors un codeur convolutionnel, suivi d un poinçonnement, ou le codeur en treillis. Modèle Signaux de test pour Norme Modulations SFL-T Transmission DVB-T COFDM («Coded Orthogonal Frequency terrestre Division Multiplexing») SFL-V Transmission terrestre ATSC/ 8VSB SFL-J Transmission par câble UIT.T/ J.83/B SFL-C Transmission par câble DVB-C, J.83/A/ C SFL-S Transmission par satellite DVB-S (DSNG) 8VSB («8 Level Trellis Coded Vestigal Sideband») 64/ 256QAM 16/32/64/128/256 QAM QPSK, 8PSK, 16QAM Fig. 2 Cinq modèles, optimisés pour l application considérée, sont disponibles. Bien entendu, le modulateur I/Q du SFL peut aussi générer d autres normes numériques quelconques à l aide d un signal I/Q injecté de l extérieur. Photo 43777 Au lieu de multiplex de transport injectés de l extérieur, il est aussi possible d activer des sources de données internes, par exemple des séquences pseudo-aléatoires (PRBS) pour mesures de taux d erreurs sur récepteurs. 31

RADIODIFFUSION Générateurs de mesure 10 MHz TS parallèle SPI ASI SMPTE Réglage du débit du multiplex TS Signal I/Q externe Codeur I/Q (un seul) Modulateur I/Q Synthétiseur, processeur Atténuateur électronique étalonné RS-232-C CEI 625 IEEE 488 5 MHz à 1,1 GHz (3,3 GHz) DVB-T ATSC/8VSB UIT-T/J.83/B DVB-C J.83/A/C DVB-S DSNG Fig. 3 Schéma de principe du générateur de mesure TV SFL. En DVB-S et 8VSB/J.83/B, vient ensuite le «mapping». Dans la norme américaine de distribution par câble [1], des symboles de queue sont en outre insérés avant le codeur en treillis, et dans la norme américaine de diffusion terrestre [2], un «fieldsync» est inséré après le codeur en treillis. Ces deux insertions assurent une meilleure synchronisation à la réception. Dans le système terrestre DVB-T [3], viennent ensuite un entrelaceur supplémentaire, puis le «mapping», la mise en trame et la modulation OFDM. Une transformation de Fourier inverse génère alors 1705 ou 6817 porteuses. Un point commun à tous les codeurs est le filtage FIR qui suit («Finite Impulse Response») des signaux I et Q avant la poursuite de leur traitement dans le modulateur. Réglage électronique du niveau Les rudes conditions du travail quotidien en production imposent des exigences particulières à l atténuateur de sortie d un générateur de mesure. Il faut qu il offre précision et rapidité, mais aussi et surtout un maximum de fiabilité. Les générateurs de mesure TV sont de ce fait équipés d un atténuateur électronique. Ce dernier supporte un nombre illimité de réglages de niveau sans aucune usure et permet des réglages très rapides. La correction précise de la réponse en fréquence garantit un maximum de précision du niveau, qui n a absolument rien à envier à celle de générateurs de mesure traditionnels à atténuateur mécanique. Comme un atténuateur électronique, pas plus qu un atténuateur mécanique, ne peut commuter sans interruption, le SFL dispose également, comme les générateurs de mesure à atténuateur mécanique, du mode «Réglage de niveau sans interruption». Avec son aide, le niveau peut être atténué sur une plage de 20 db, à partir d une valeur initiale sélectionnable en toute liberté entre 0 dbm et 140 dbm. Le SFL convient ainsi parfaitement aux mesures de sensibilité. Possibilités de test proches de la réalité Les signaux conformes aux normes sont utiles pour les tests Go/NoGo, mais ne reproduisent généralement pas de manière suffisante les conditions réelles de transmission. Le SFL, lui, peut simuler les défauts apparaissant dans la pratique et crée ainsi les conditions nécessaires à la détermination des limites des dispositifs testés et de leur comportement à la limite de leurs performances. Le SFL offre les meilleures conditions pour ce genre de tests : La génération du signal de sortie par modulation I/Q permet de changer de bande latérale (inversion de la FI par rapport à la RF). Porteuse résiduelle, déphasage I/Q et déséquilibre I/Q sont aussi réglables à des valeurs différentes de l optimum. La source de bruit numérique de haute précision SFL-N (option) permet 32

Various optimized models: SFL-T for DVB-T standard SFL-V for ATSC/8VSB standard SFL-J for ITU-T J.83/B standard Antenna DVB-T 2k and 8k COFDM 6 MHz, 7 MHz and 8 MHz QPSK, 16QAM, 64QAM Antenna ATSC 8VSB Cable ITU-T J.83/B 64QAM, 256QAM Data interleaver level 1 and level 2 Digital signals for use in production Standard-conformant DVB and DTV signals Wide output frequency range from 5 MHz to 1100 MHz Large output level range for broadcast and receiver measurements Operating parameters variable in a wide range Internal test signals Special signals and error signals for limit testing and troubleshooting For use in production environments: Wear-free electronic attenuator Fast setting times Flexible input interfaces SPI ASI SMPTE310 I/Q input for external signals Sweep mode for frequency and level User-defined correction tables Conclusion Fig. 4 Bien clairs, comme sur tous les appareils de mesure de Rohde & Schwarz : les menus de commande du générateur de mesure TV SFL. de relever les caractéristiques de taux d erreurs binaires (BER) de récepteurs et d opérer ainsi des classifications de qualité. Toutes les sections importantes de la FEC sont déconnectables. Ceci est nécessaire au développement de récepteurs et circuits décodeurs et facilite par ailleurs le dépannage. Le signal de données injecté peut être remplacé en différents points du codeur par des signaux de test générés en interne. Les signaux disponibles sont les suivants : paquets TS nuls, paquets PRBS nuls (2 15 1 ou 2 23 1), PRBS avant/après codeur convolutionnel/en treillis, PRBS avant mappeur pour mesure simple de BER sur récepteurs. La gamme de fréquence de sortie des modèles SFL permet de réaliser des tests allant bien au-delà des gammes de fréquences définies dans les normes. La large gamme de niveau de sortie permet d effectuer des mesures sur sous-ensembles sensibles de récepteurs, mais met aussi à disposition de hauts niveaux pour les mesures en transmission. Résumé des caractéristiques SFL Gamme de fréquence Gamme de niveau Entrées de données Options Télécommande Pour pouvoir tirer des conclusions fiables sur la qualité de composants ou sousensembles, il faut une grande précision du niveau de sortie. Grâce aux tolérances serrées de son erreur et à la grande reproductibilité de son niveau, le SFL répond au mieux à ces exigences. La rapidité sans égale de ses réglages de fréquence et de niveau permet d accélérer les tests et fait du SFL le générateur de mesure optimal pour la production. Au cas où apparaîtrait malgré tout un défaut, le système intégré de diagnostic aide à raccourcir considérablement les délais de réparation. Ce n est donc pas seulement le prix d achat intéressant, mais aussi le faible niveau des coûts ultérieurs qui font du SFL un investissement rentable. Le système de menus clairement structuré (fig. 4) garantit la commande conviviale de l appareil. Grâce à la fonction liste intégrée, le SFL exécute automatiquement des séquences plus complexes sur simple pression d un bouton. En production, la place disponible est souvent limitée ; sur ce point, le SFL fait valoir ses faibles dimensions. Le soin apporté à sa conception mécanique assure la grande étanchéité RF de son boîtier, ce qui est particulièrement important pour les mesures sur récepteurs très sensibles. 5 MHz... 1 GHz (SFL-S : 3,3 GHz) 140 dbm... 0 dbm TS parallèle (LVDS), SPI, ASI, SMPTE310 générateur de bruit numérique SFL-N CEI 625 (IEEE 488) et RS-232-C Comme les modèles SFQ déjà lancés avec succès sur le marché, le SFL présente, lui aussi, des caractéristiques éprouvées : commande conviviale, signalement automatique des réglages ou conditions de fonctionnement non conformes aux normes, menu d état, aide en ligne, interfaces de bus CEI et RS-232-C ainsi que mise à jour du «firmware» par PC. Constituant une alternative à la famille d appareils universels SFQ, le SFL offre des fonctionnalités mononormes spécialement optimisées en vue de la production. C est ainsi un investissement bon marché et d avenir. Albert Dietl Autres informations et fiche technique : www.rohde-schwarz.com (mot-clé SFL) TV Test Transmitter SFL Fiche technique SFL BIBLIOGRAPHIE [1] SFQ Signaux à la norme TV numérique par câble UIT-T/J.83. Actualités de Rohde & Schwarz (2001), N 170, p. 34 36. [2] «SFQ goes North America» avec la norme TV numérique ATSC. Actualités de Rohde & Schwarz (2000), N 166, p. 13 15. [3] SFQ, modèle 20 La télévision hertzienne revitalisée par la numérisation. Actualités de Rohde & Schwarz (1999), N 161, p. 4 6. 33

RADIODIFFUSION Récepteurs de mesure Récepteur de mesure TV EFA Plate-forme numérique multinorme pour l analyse de signaux QAM Parallèlement à la télévision numérique terrestre et à la norme satellitaire DVB-S déjà bien implantée, la télévision numérique par câble est pour beaucoup de téléspectateurs une alternative de choix. Cette technologie autorise la réalisation d un canal de retour 1) au même niveau physique (câble coaxial), permettant à l usager de renvoyer des informations à la tête de réseau, par exemple pour accès à l Internet, vidéo à la demande, etc. La barrière entre équipements de communication de données et réseaux de télévision n a encore jamais été aussi basse qu aujourd hui. D où le besoin croissant d appareils Fig. 1 Les nouveaux récepteurs de mesure sont les seuls au monde à pouvoir démoduler, analyser et surveiller des signaux en temps réel et également en parallèle : des solutions optimales, par exemple, pour les têtes de réseau. de mesure capables d effectuer un maximum de mesures en un minimum de temps. Les nouveaux récepteurs de mesure EFA sont au mieux préparés à cette mission. Plate-forme numérique multinorme ultrasouple Les nouveaux récepteurs de mesure TV numériques EFA couvrent aussi bien la norme DVB-C 2) (modèles 60 et 63) que la norme américaine de télévision numérique par câble UIT-T J.83/B (modèles 70 et 73). Les modèles 60 et 63 prennent la relève des versions éprouvées 20 et 23. La figure 2 montre une comparaison des deux générations d appareils, la figure 3 les normes de distribution par câble. La nouvelle génération se caractérise par une grande souplesse : les démodulateurs TV analogiques existants peuvent être équipés de modules de cette nouvelle plate-forme numérique multinorme pour constituer des appareils mixtes analogiques/numériques. De plus, toutes les normes de démodu- 34

lation numériques peuvent être mises en œuvre sur la base du même matériel 3). Enfin, l option analyseur/décodeur MPEG2 (EFA-B4) permet de réaliser un outil de mesure complet couvrant toutes les fonctions, de l analyse dans le domaine fréquenciel à la surveillance du protocole bande de base MPEG2. Signaux traités en parallèle et en temps réel Les nouveaux récepteurs de mesure EFA sont les premiers appareils de mesure au monde à démoduler, analyser et surveiller les signaux en temps réel et également en parallèle. Leur aptitude au multicanal même à canaux adjacents de haut niveau en mode «High Adjacent Channel» ainsi que la mesure de spectre et la fonction historique en font des solutions de mesure uniques en leur genre pour les têtes de réseau (fig. 1). Leur grande précision, la reproductibilité des mesures et leur vitesse ouvrent en outre à ces modèles EFA le domaine d application de la production de modulateurs QAM. Grâce à leur étage de réception de haute qualité et à leur grande dynamique dans la mesure du «Modulation Error Ratio» (MER) qui peut être mesuré jusqu à une valeur garantie supérieure à 42 db, les nouveaux modèles EFA sont les démodulateurs de référence en recherche et développement. Etage de réception adapté à n importe quelle mission La conception modulaire de la plateforme EFA comprend pour chaque mis- 1) Voir aussi Euro DOCSIS / DVB RCC ES 200 800 Standards 2) Digital Video Broadcast over Cable EN 300 429. 3) Sauf démodulation DVB-T. Démodulation/analyse simultanées Calcul du BER Diagramme en constellation Mesures de spectre Calcul du canal de transmission Réponse impulsionnelle Facteur de crête Eye Monitoring Historique Paramètres QAM Générateur de bruit EFA 20/23 EFA 60/63 Fig. 2 Comparaison des principales caractéristiques des modèles EFA 20/23 et des nouveaux modèles 60/63 (en vert : existant, en jaune : moyennant restrictions, en orange : impossible). BER avant Reed Solomon, pas de calcul en arrière-plan Amplitude et phase Réponse en fréquence Réponse impulsionnelle du canal BER avant/après Reed Solomon y compris histogrammes pour I et Q y compris mesure de réjection hors bande Amplitude, phase et diagramme polaire Réponse en fréquence Réponse impulsionnelle du canal Valeurs numériques / zoom / en µs jusque km Distribution d'amplitude, CCDF Fig. 3 Comparaison des différentes normes de télédistribution par câble. Les formules ne s appliquent qu à la norme J.83/B. Mode Constellation QAM, longueur des symboles Espacement des canaux Filtre de roll-off Débit de symboles Débit du multiplex de transport Codage de canal FEC Calcul du débit du TS (J.83/B) : 64QAM 6 bits par symbole, 3 pour I et 3 pour Q 6 MHz racine de cosinus 0,18 5.056941 Msymb/s 26,970352 Mbit/s codage concaténé RS (128, 122) 6 bit 14 Débit du TS (64QAM) = 5,056941 Msymb/s Symb 15 8 bit 19 Débit du TS (256QAM) = 5,360537 Msymb/s Symb 20 J.83/B 256QAM 8 bits par symboles, 4 pour I et 4 pour Q 6 MHz racine de cosinus 0,12 5.360537 Msymb/s 38,810701 Mbit/s codage concaténé RS (128, 122) 60 128 7 bit 60 128 7 bit + 42 bit 88 128 7 bit 88 128 7 bit + 40 bit DVB-C J.83/A/ C 16, 32, 64, 128, 256 QAM 2à 4 bits pour I et Q 8 MHz (J.83/A) 6 MHz (J.83/C) 0,15 (J.83/A) 0,13 (J.83/C) réglable (jusqu'à 7 Msymb/s) réglable (jusqu'à 56 Msymb/s) 122 128 122 128 RS (204, 188) = 26,970352 Mbit/s = 38,810701 Mbit/s 35

RADIODIFFUSION Récepteurs de mesure Fig. 4 Diagramme en constellation en 256QAM : l appareil présente, même dans ce mode de fonctionnement difficile, de grandes réserves ; 10.000 mesures sont ici visualisées. Fig. 5 Visualisation de l historique dans le cas de la défaillance d un amplificateur de canal. On voit nettement la perte de niveau, se traduisant par une dégradation de l erreur de modulation (MER) et, par le fait même, de l erreur de transmission (représentée en bas de l écran par D.ERR). Fig. 6 La fonction intégrée d analyse de spectre permet de mesurer de manière entièrement automatique la réjection hors bande du signal QAM, tel que défini dans les prescriptions ETR 290. sion un étage de réception parfaitement adapté. Trois versions sont disponibles : L étage de réception standard est l étage optimal pour les mesures sur le site, c est-à-dire là où une bonne sélectivité est nécessaire. L étage de réception non sélectif de haut de gamme se compose d un convertisseur-abaisseur RF à large bande, obligatoire pour la réalisation de mesures de haute qualité en sortie directe d émetteurs ou de modulateurs et là où aucun autre signal ne peut perturber la démodulation. L étage de réception sélectif de haut de gamme se compose de l étage de réception non sélectif de haut de gamme et d un présélecteur RF et permet de réaliser des mesures très précises, même lorsqu il faut une grande sensibilité. Grandes réserves pour 256QAM Les réseaux modernes de télédistribution par câble utilisent de nombreux canaux pour la transmission d informations, certains en offrant plus d une centaine (TV analogique, 64QAM, 256QAM ainsi que radiodiffusion sonore). Pour assurer des mesures toujours parfaites sur ces canaux, le récepteur de mesure doit présenter de grandes réserves de performances en termes d intermodulation et de bruit propre. Il faut qu en outre la partie numérique du récepteur mette en forme les signaux suivant des fonctions de filtrage spécifiées avec précision (filtre à «roll-off»). Les nouveaux récepteurs de mesure QAM EFA répondent au mieux à ces exigences et présentent, notamment en modulation numérique d ordre élevé (p.ex. 256QAM), des caractéristiques à la limite de ce qui est aujourd hui techniquement réalisable dans des analyseurs temps réel (fig. 4). Actualités de Rohde&Schwarz 36 N o 172 (2001/III)

Comprehensive analysis/demodulation/monitoring of digital and analog TV signals Standard test receiver High-end test receiver High-end demodulator Multistandard digital and analog platform for terrestrial and CATV applications Application areas: production, monitoring, coverage, service, research and development Comprehensive measurement and monitoring functions Modular design easy retrofitting of options MPEG2 analyzer/decoder option IEC/IEEE-bus and RS232 interface Simple, user-friendly operation Standard test receiver High-end test receiver Comprehensive analysis/demodulation/monitoring of digital and analog TV signals High-end demodulator Multistandard digital and analog platform for terrestrial and CATV applications Application areas: production, monitoring, coverage, service, research and development Comprehensive measurement and monitoring functions Modular design easy retrofitting of options SDTV MPEG2 analyzer/decoder option IEC/IEEE-bus and RS-232-C interface Simple, user-friendly operation Traitement simultané des principaux paramètres clés Les principaux paramètres d un signal modulé en numérique, tels que niveau, erreur de modulation MER, erreur vectorielle EVM, taux d erreurs binaires BER, synchronisation et erreur de transmission, sont mesurés et enregistrés simultanément par le récepteur. Ils sont surveillés en permanence en arrière-plan, indépendamment de la mesure ponctuelle en cours, et peuvent être visualisés sur demande, graphiquement en fonction du temps ou numériquement, à l aide de la fonction historique (fig. 5). Parallèlement à la fonction historique, tous les paramètres cités sont aussi comparés à des limites programmables. En cas de dépassement des limites, un enregistrement horodaté est consigné dans le registre d alarmes. Un tableau récapitulatif des alarmes permet de tirer de précieux enseignements sur la disponibilité du signal diffusé. Convivialité habituelle plitude et CCDF, «eye monitoring» en fonction du temps ainsi que surveillance graphique et numérique de paramètres clés (niveau, erreur de modulation MER, erreur vectorielle EVM, taux d erreurs BER, synchronisation et erreur de transmission) dans la fonction historique avec monitorage à long terme (analyse de tendance, jusqu à 1000 jours) «QAM Parameters» Affichage numérique des résultats du dépouillement mathématique et statistique des constellations I/Q : erreur de modulation MER, erreur vectorielle EVM, rapport signal/bruit SNR, gigue de phase, déséquilibre d amplitude I/Q, erreur de quadrature I/Q et atténuation de la porteuse. Tous les menus de mesure permettent de connecter le générateur de bruit intégré. Il est ainsi possible de tirer aisément des conclusions sur le comportement du système de transmission en injectant un bruit blanc additionnel. Yann Auffret ; Christoph Balz Autres informations et fiches techniques : www.rohde-schwarz.com (mot-clé EFA) DVB-C Test Receiver EFA, Models 60/63 B/G Analog TV Test Receiver EFA, Models 12/33 D/K or I Analog TV Test Receiver EFA, Models 78/89 ATSC/8VSB Test Receiver EFA, Models 50/53 ITU-T J.83/B Test Receiver EFA, Models 70/73 M/N Analog TV Test Receiver EFA, Models 90/93 Différentes fiches techniques concernant la famille EFA sont téléchargeables. BIBLIOGRAPHIE Récepteur de mesure TV EFA L appareil de mesure de précision analysant également des signaux QAM quelconques. Actualités de Rohde & Schwarz (1999), N 164, p. 22 23. Récepteur de mesure ATSC EFA Toutes les mesures pour la norme TV numérique nord-américaine. Actualités de Rohde & Schwarz (2000), N 167, p. 11 13. Détermination de la CCDF Comparaison de deux méthodes (dans ce numéro, p. 52 53). La structure des commandes des nouveaux récepteurs de mesure QAM est simple et logique. Outre les mesures de base niveau, taux d erreurs binaires, offsets, synchronisation, etc., le menu de mesure est subdivisé en quatre groupes : «Constellation Diagram» Visualisation du diagramme en constellation ainsi que des fonctions de distribution (histogrammes I et Q) «Frequency Domain» Toutes les mesures dans le domaine fréquenciel, telles que visualisation du spectre (fig. 6), amplitude, phase et temps de propagation de groupe au sein du canal de transmission «Time Domain» Toutes les mesures dans le domaine temporel, telles que «echo pattern» (réponse impulsionnelle du canal), distribution d am- Résumé des caractéristiques Récepteur de mesure EFA Modèles 60 / 63 / 70 / 73 Normes de transmission DVB-C, UIT-T J.83/A/C analogue à EN 300 429 (modèles 60/63) ; UIT-T J.83/B (modèles 70/73) Gamme de fréquence 48 MHz... 862 MHz (modèles 60/70) ; 45 MHz... 1000 MHz (modèles 63/73) ; 5 MHz... 1000 MHz (modèles 63/73 avec option EFA-B3) Gamme de niveau d entrée 74 dbm... +20 dbm (modèles 60/70) ; (64QAM) 50 dbm... +20 dbm (modèles 63/73) : 74 dbm... +20 dbm (modèles 63/73 avec option EFA-B3) Bandes passantes (filtre SAW) 2 / 6 / 7 / 8 MHz Modulation 4, 16, 32, 64, 128 et 256QAM Evaluations du BER en amont et en aval du décodeur Reed-Solomon Fonctions de mesure niveau, décalage de fréquence, décalage du débit de symboles, débit binaire du multiplex de transport MPEG2, BER («Bit Error Ratio») en amont et en aval du décodeur Reed-Solomon, atténuation de la porteuse, erreur de quadrature, déséquilibre d amplitude, gigue de phase, EVM («Error Vector Magnitude»), MER («Modulation Error Ratio»), SNR («Signal/Noise Ratio»), réjection hors bande (selon ETR 290), facteur de crête Graphiques diagramme en constellation, histogramme I ou Q, spectre, réponse amplitude/fréquence, réponse phase/fréquence, réponse temps de propagation de groupe/fréquence, diagramme polaire, «echo pattern» (réponse impulsionnelle du canal), distribution d amplitude (RF), CCDF (RF), «eye monitoring», «history» Signaux de sortie multiplex de transport MPEG, ASI (BNC), SPI (LVDS) Options décodeur de mesure MPEG2 (EFA-B4), présélecteur RF (EFA-B3) 37

RADIODIFFUSION Surveillance de réseaux d émetteurs Systèmes de secours (n+1) pour émetteurs TV Toujours «à l antenne» Une disponibilité des programmes «à l antenne» atteignant quasiment 100 % est d une importance capitale pour les opérateurs de réseaux. Cet impératif s applique aussi bien aux radiodiffuseurs publics, qui ont une mission légale à remplir, qu aux prestataires de services commerciaux ou fournisseurs de Photo 43703 programmes ayant leur propre réseau, Fig. 1 Le «poste de commandement» dans les systèmes de secours (n+1) : l unité de commande GB700 (tiroir de droite). qui, dans le cas contraire, doivent s attendre à de lourdes pénalités de retard ou à des baisses massives de leurs recettes publicitaires. Le problème est particulièrement critique dans le cas de la télévision numérique, où une seule station d émission diffuse plusieurs chaînes. Rohde & Schwarz propose des systèmes modernes de secours (n+1) réalisables à peu de frais et assurant une grande disponibilité des programmes. L article de la page 42 montre comment augmenter la disponibilité de réseaux d émetteurs DAB. L objectif : toujours «à l antenne» Pour garantir une disponibilité aussi grande que possible des programmes, différents systèmes de secours ont été mis au point au fil du temps. La plupart sont basés sur une redondance des composants critiques ou d installations complètes. Les systèmes de secours ayant fait leurs preuves en analogique, tels que secours passif des étages d excitation ou secours actif des étages de puissance, ne peuvent toutefois plus répondre dans bien des cas, ou difficilement dans d autres, aux désirs et exigences des opérateurs de réseaux actuels en termes de sécurité et de coût. Lorsqu il s agit en particulier de diffuser plusieurs programmes depuis un même site, les systèmes de secours (n+1) constituent une solution quasi idéale. Une telle installation de secours complète, avec l avantage d une meilleure disponibilité des programmes, peut être réalisée à un coût relativement modeste avec les nouvelles générations d émetteurs de Rohde & Schwarz. C est aussi une option intéressante par rapport au secours passif de l émetteur lorsque l addition de canaux n est prévue que dans un avenir plus lointain. Le système de secours (n+1) bascule le programme de l émetteur défaillant sur l émetteur de secours. Il commute non seulement le commutateur RF, mais aussi le signal d entrée et règle l émetteur de secours sur les paramètres propres au canal considéré, tels que fréquence et correction. La figure 2 montre le principe d un circuit de secours (n+1) dans le cas d émetteurs DVB. La possibilité de priorisation offerte dans le circuit de basculement fait en sorte qu un émetteur de secours soit toujours à la disposition du programme ayant la plus haute priorité. 38

Liquid-cooled transmitters for analog and digital TV (DVB-T or ATSC) Frequency range Liquid-cooled All standby concepts possible (single 170 MHz to 250 MHz High redundancy transmitter, active or passive outputstage standby, exciter standby) MOSFET technology for Highly compact for minimum power amplifiers space requirements Digital precorrection Cost-effective installation 250 W to 2 kw output power for analog TV 100 W to 800 W output power for DVB-T 125 W to 1000 W output power for ATSC Compact standardized 19 rack with integrated fans Frequency range 470 MHz to 860 MHz Advanced LDMOS technology for power amplifiers Digital precorrection Air-cooled transmitters for analog and digital TV (DVB-T or ATSC) Ambient-air or forced-air cooling High redundancy Highly service-friendly due to modular design and plug-ins Digital exciter Integrated OFDM coder or 8VSB coder (with NV7001) Advanced LDMOS technology for power ampli ers Optional second exciter for passive standby con guration Exciter, amplifier technology and transmitter control unit identical to liquid-cooled Transmitters NH/NV7000 Liquid-cooled transmitters for analog and digital TV (DVB-T or ATSC) Liquid-cooled High redundancy Highly compact for minimum space requirements Cost-effective installation All standby concepts possible (single transmitter, active or passive outputstage standby, exciter standby) LDMOS = Lateral Diffused Metal Oxide Silicon Maîtrise parfaite grâce à l unité de commande GB700 Dans ces systèmes de secours (n+1), le «poste de commandement» est l unité de commande GB700 (fig. 1), spécialement conçue pour les toutes nouvelles générations d émetteurs analogiques et numériques Nx700x [1, 2] ainsi que pour la famille d émetteurs DAB NA/NL6000. La conception de l appareil s inspire du concept de monitorage et de commande de ces émetteurs et s intègre parfaitement, du point de vue fonctionnel et architectural, à cette gamme d émetteurs. Fig. 2 Exemple de circuit de secours (n+1) dans le cas d émetteurs DVB. 1 2 n R Commutateur crossbar ASI Programme 1 Programme 2 Programme n L ensemble de la communication de données entre les différents composants du système, l unité de commande, les émetteurs et les commutateurs d antenne passe par deux bus. Reliée au bus série (RS-485), qui se caractérise par une extrême robustesse aux perturbations RF, l unité de commande joue le rôle de maître. Les émetteurs répondent en tant qu esclaves à ses interrogations cycliques («polling»). Les données d état ainsi obtenues comprennent non seulement les critères de basculement (défaillances des émetteurs), mais aussi avertissements, lieu, état de télécommande, messages tels que «RF présente», etc. Le second bus est un bus parallèle par lequel sont envoyés les ordres de basculement des commutateurs d antenne et par lequel sont reçus les signalements de position des commutateurs. Le dépouillement de toutes les positions est assuré par une logique programmée intégrée dans la commande de l installation. L unité GB700 commande les émetteurs des programmes (émetteurs à l antenne) et l émetteur de secours (émetteur à l antenne fictive). L émetteur relié à l antenne fictive peut être déterminé en toute liberté ; il ne peut toutefois s agir que d un seul. L unité de commande GB700 est basée sur la platine processeur déjà utilisée dans la commande des émetteurs Nx7000. L alimentation, la carte mère et le panneau de commande sont adaptés dans leur présentation à celle des émetteurs, ce qui permet de les intégrer sans extension particulière dans le châssis de l étage d excitation déjà existant preuve de la souplesse de cette nouvelle solution. Avantages des systèmes de secours (n+1) de Rohde & Schwarz Evolutivité Jusqu à six émetteurs DVB ou DAB ou quatre émetteurs TV analogiques peuvent être regroupés en un système de secours (n+1). En raison de la structure ouverte des bus, des extensions ultérieures peuvent aussi être apportées très aisément. Télécommande centralisée Comme sur les émetteurs TV et DVB cités plus haut, l unité de commande GB700 permet d utiliser les interfaces de télécommande suivantes : interfaces série RS-232-C et RS-485, interface parallèle, interface NetLink [3]. Un point d une importance particulière est que l ensemble du système de secours (n+1) peut être télésurveillé par l intermédiaire d une seule interface, et même, avec NetLink, par l intermédiaire des possibilités modernes d un serveur web ou d un agent SNMP. L unité de commande GB700 offre donc bien plus qu un simple basculeur automatique et constitue un excellent complément à la nouvelle gamme d émetteurs de Rohde & Schwarz. Johannes Leitenstorfer Autres informations et fiches techniques sur les émetteurs : www.rohde-schwarz.com (mots-clés NH7000/7001 et NV7000/7001) y UHF Transmitter Family NH/NV 7001 Fiches techniques NA/NL6000 et NH/NV7001 Fiches techniques NM/NW7000 et NH/NV7000 BIBLIOGRAPHIE [1] Famille d émetteurs UHF NV/NH7000 Emetteurs refroidis par eau pour la télévision numérique terrestre. Actualités de Rohde & Schwarz (1999), N 165, p. 11 13. [2] Famille d émetteurs UHF NV/NH7001 Emetteurs de moyenne puissance pour TV terrestre numérique et analogique. Actualités de Rohde & Schwarz (2001), N 171, p. 39 41. [3] NetLink Télécommande et surveillance d émetteurs par Internet. Actualités de Rohde & Schwarz (2001), N 170, p. 27 29. y 39

RADIODIFFUSION Emetteurs TV Emetteur pilote SV700 Norme TV numérique ATSC pour la famille d émetteurs Nx700x L avènement de la famille d émetteurs TV Nx700x [1, 2] s est également accompagné du lancement avec succès sur le marché d un nouvel émetteur pilote qui, outre les normes analogiques, maîtrise aussi la norme européenne DVB-T de diffusion terrestre de programmes numériques. La gamme des normes de diffusion proposées pour cet émetteur pilote est désormais complétée par un codeur destiné à la norme terrestre numérique ATSC, utilisée sur le marché américain et, en partie, asiatique, où elle est appelée à remplacer à moyen terme la norme de diffusion analogique NTSC. Fig. 2 Schéma de principe de l émetteur pilote SV700. Ouvert à toutes les normes grâce à sa modularité Grâce au choix judicieux de leurs interfaces et à leur construction modulaire, les émetteurs pilotes nécessaires aux différentes normes ne se distinguent que par le codeur utilisé. Outre le nouveau codeur ATSC, les autres composants utilisés sont donc ceux déjà éprouvés : précorrecteur numérique, modulateur I/Q, synthétiseur, unité centrale de commande et console opérateur (y compris commande de l émetteur), carte-mère et alimentation. L interface utilisateur de l ensemble de l équipement d émission, accessible via la console opérateur (fig. 1) ainsi que, en option, par modem ou Internet, est également uniforme et actualisable à tout moment par mise à jour du logiciel. Codage et modulation par le codeur ATSC La figure 2 représente le schéma de principe de l émetteur pilote. Le codeur ATSC est conforme, dans toutes ses fonctions, à la spécification ATSC DOC. A/53. Les circuits essentiels du codeur ATSC sont empruntés au générateur de mesure SFQ, déjà lancé avec succès sur le marché [3] et servant au contrôle final des récepteurs ATSC chez de nombreux constructeurs de matériel grand public. L interface d entrée offre deux entrées pour multiplex de transport MPEG2 à paquets d une longueur de 188 octets, chacune de ces entrées pouvant être configurée indépendamment de l autre : interface série asynchrone (ASI) à la norme EN 50083-9 (1999), avec un débit variable de 19,392658 Mbit/s maximum, interface série synchrone à la norme SMPTE 310M, au débit constant de 19,392658 Mbit/s En cas de disparition du signal à l entrée préférentielle, un dispositif automatique bascule automatiquement sur l entrée de secours. En cas de disparition du signal sur les deux entrées, l appareil lui substitue une séquence binaire pseudo-aléatoire (PRBS) permettant d assurer toujours la synchronisation des récepteurs. Le train binaire parallèle délivré par l interface d entrée est ensuite traité dans le codeur/modulateur ATSC. Plusieurs unités fonctionnelles y assurent une densité de puissance constante dans le SMPTE/ ASI 1 SMPTE/ ASI 2 RS-232-C RS-232-C Interface d entrée D Codeur/ Modulateur ATSC RS-485 Unité centrale de commande 8T Filtre de bande latérale résiduelle/ Précorrecteur de réponse en fréquence I Q Console opérateur Précorrecteur de temps de propagation de groupe Codeur ATSC I Q Précorrecteur numérique = I Q Modulateur I/Q LO Synthétiseur RF 40

Un investissement sûr La transition entre les différentes normes de diffusion étant aisément réalisable et à peu de frais, la famille d émetteurs TV Nx700x est pour ainsi dire prédestinée aux réseaux de radiodiffusion appelés à passer à l avenir du NTSC à l ATSC ou encore à la DVB-T. Photo 43795 Par sa modularité et la modernité de son traitement du signal, l émetteur pilote est par ailleurs en mesure de répondre à l avenir aux plus sévères exigences et d être converti à de nouvelles techniques de modulation. Heiner Dost Fig. 1 Les émetteurs se commandent de manière conviviale soit à l écran intégré dans la console opérateur de l émetteur pilote SV700, soit par l intermédiaire d un PC externe. spectre, dotent le signal d une protection interne et d une protection externe contre les erreurs et le modulent suivant la technique 8VSB. Pour de plus amples détails sur le codeur/modulateur ATSC, voir [3]. Un filtre numérique procède ensuite à un filtrage de bande latérale résiduelle («Vestigial Sideband», VSB) ainsi qu à une transformation de Hilbert. Le signal modulé est ainsi limité, avec la caractéristique de «roll-off» prescrite, à une largeur de bande de 6 MHz et est disponible en sortie du filtre sous forme de composants en phase et en quadrature. différences de temps de propagation de groupe au sein du canal. Pour pouvoir assurer une correction optimale d un équipement d émission même dans des conditions aussi difficiles, le codeur ATSC offre, en plus des possibilités du précorrecteur numérique, d autres ressources. Le filtre numérique utilisé pour le filtrage de bande latérale résiduelle, par exemple, est aussi utilisé pour linéariser la réponse en fréquence. Le précorrecteur numérique de temps de propagation de groupe offre par ailleurs des filtres additionnels pour corriger le temps de propagation de groupe. Autres informations et fiches techniques sur les émetteurs : www.rohde-schwarz.com (mots-clés NH7000/7001 et NV7000/77001) BIBLIOGRAPHIE [1] Famille d émetteurs UHF NV/NH7000 Emetteurs refroidis par eau pour la télévision numérique terrestre. Actualités de Rohde & Schwarz (1999), N 165, p. 11 13. [2] Famille d émetteurs UHF NV/NH7001 Emetteurs de moyenne puissance pour TV terrestre numérique et analogique. Actualités de Rohde & Schwarz (2001), N 171, p. 39 41. [3] Générateur de mesure TV SFQ «SFQ goes North America» avec la norme TV numérique ATSC. Actualités de Rohde & Schwarz (2000), N 166, p. 13 15. Correction optimale, même en conditions difficiles Compte tenu de l espacement réduit des canaux et de la présence de canaux analogiques et numériques adjacents, il faut utiliser aux sorties de l émetteur des multiplexeurs ou «channel combiners» à fronts très raides. Ces multiplexeurs engendrent une ondulation de la réponse en fréquence et de grandes Résumé des caractéristiques Emetteur pilote ATSC SV700 Gamme de fréquence 174 MHz... 240 MHz, 470 MHz... 860 MHz Entrées de données 2, configurables séparément, soit en ASI, soit en SMPTE 310M Signal d entrée multiplex de transport MPEG2 à 19,392658 Mbit/s maximum et paquets de 188 octets Modulation 8VSB Largeur de bande du canal 6 MHz Rapport signal/bruit > 35 db Réjection hors bande > 50 db Ondulation de la réponse en fréquence < 0,2 db Ondulation du temps de propagation de groupe < 10 ns Niveau de sortie 13 dbm efficace 41

RADIODIFFUSION Datacasting Redondance DAB DM001-R Augmenter la disponibilité en DAB, réduire le coût des défaillances La défaillance du multiplexeur dans un réseau d émetteurs DAB peut avoir des conséquences fatales car, suivant l architecture du réseau, c est alors au niveau local, régional ou même national que les auditeurs sont privés de programme. Le multiplexeur DAB DM001 de Rohde & Schwarz (fig. 1) est l élément central d une chaîne d émission en radiodiffusion sonore numérique. Sa disponibilité est essentielle à une exploitation sûre. L emploi de la «Service Transport Interface» (STI) dans le nouveau DM001/STI et un concept de redondance apportent de nombreux avantages aux opérateurs de réseaux. Photo 43442/3 Redondance DAB DM001-R une solution complète et souple L ensemble DM001-R est une solution complète de Rohde & Schwarz qui, à l aide de deux multiplexeurs DAB DM001/STI, assure une redondance de secours à chaud de type 1+1 entre ces deux équipements si importants pour le bon fonctionnement de tout un réseau d émetteurs (fig. 2). A l issue de la transformation, le système redondant se présente sous la forme d un seul multiplexeur, le réseau de contribution STI et le réseau d émetteurs DAB ne faisant donc l objet d aucune modification. La conception redondante d autres éléments de la chaîne d émission (fournisseurs de services ou émetteurs supplémentaires) ne pose toutefois aucune problème. Le manuel détaillé de mise en œuvre du système permet à l utilisateur de : déterminer et (en option) commander tous les composants nécessaires et installer le système ou apporter les extensions nécessaires aux systèmes existants si, par exemple, un multiplexeur est déjà utilisé. Fig. 1 Le multiplexeur est un élément central du réseau DAB. Il constitue à partir des canaux audio et canaux de données qui arrivent l «Ensemble Transport Interface» (ETI) commandant les modulateurs COFDM qui suivent et donc le réseau complet d émetteurs. S il est défaillant, c est tout le réseau qui est réduit au silence. La solution comporte le multiplexeur DAB DM001/STI de Rohde & Schwarz et tous les dispositifs de commutation nécessaires. Bien entendu, elle peut également être adaptée aux besoins spécifiques du client, des composants additionnels ou alternatifs étant par ailleurs intégrables. L évaluation et l acquisition de produits de constructeurs tiers sont également possibles, de même que leur installation et leur configuration. La réception et la mise en service sont comprises. La transformation et la mise en service exigent une interruption des émissions pour une durée maximale de quatre heures. Le cœur de la solution et la «Switch Over Application» (SOA), logiciel tournant sur le PC de commande et assurant : la coordination du logiciel de commande entre les deux multiplexeurs, la commande des dispositifs de commutation, l analyse des résultats de la surveillance du signal, la mise en œuvre du basculement, la signalisation d état en direction d un système de gestion de la qualité, la tenue d un journal d exploitation. Les principales propriétés du système de redondance En cas de défaillance, le logiciel commute les voies du signal de sortie ETI et du canal de retour STI du composant défaillant sur le composant de secours. L utilisateur peut définir un seuil de durée pour empêcher le basculement en cas de brefs dérangements temporaires. La commutation, une fois déclenchée, est garantie en l espace d une minute 42

Modular design Processed input signals, physical: V.11/X.21, G.703, WG1/2 logical: ETI(NI), STI(PI, G.704/2), STI(PI, G.703), STI(PI, V.11), DAB Audio, G.704 Fully compatible with STI Output signal ETI(NI) or Support of all types of ETI(NA) reconfiguration Internal buffer for asynchronous Versatile clock synchronization signals capabilities STI (service transport interface) Alarm signalling contacts in line with EN300797 Processing of all defined fast information groups Configuration PC de commande Pour qui cette solution est-elle intéressante? Fournisseur de services Sans STI Avec STI STI-C STI-D/C Maître DM001/STI Commutateur RS-422 Commutateur G.703 DM001/STI Esclave ETI Commande ETI Système redondant Détection d erreurs Commutateur G.703 Système de gestion de la qualité La finalisation de la standardisation de la «Service Transport Interface» (STI) a conduit à demande accrue de cette technique particulièrement souple. Le DM001/ STI de Rohde & Schwarz est le premier multiplexeur d ensemble DAB à fonctionnalités STI conformes à la norme. La redondance DAB DM001-R augmente la disponibilité de l ensemble du système, aide les opérateurs à éviter les défaillances et leur fait ainsi bénéficier de recettes plus élevées et, finalement, d une bonne image. Fig. 2 Principe de la redondance de secours à chaud de type 1+1. maximum, la durée réelle dépendant de la nature du défaut. Si l un des deux multiplexeurs doit être déposé à des fins de maintenance, il est possible de basculer sans discontinuité sur le composant de secours. Les interfaces de gestion de la qualité restent inchangées. Des contacts de télécommande et télésignalisation sont en outre disponibles pour commander le dispositif de basculement automatique et surveiller le fonctionnement des composants et du système. Le système et le logiciel de commande permettent aussi de ne travailler dans un premier temps qu avec un seul multiplexeur et d en ajouter ultérieurement un deuxième en vue d une exploitation redondante. Le système intéresse par conséquent tous les utilisateurs qui disposent déjà du DM001, ceux qui souhaitent mettre à profit la nouvelle interface STI ainsi que les opérateurs de réseaux accordant une importance particulière à l immunité aux défaillances et à une grande disponibilité de leur réseau DAB. Torsten Jäkel L article de la page 38 montre comment augmenter la disponibilité de réseaux d émetteurs TV. Redondance et STI rendent le multiplexeur DAB DM001 encore plus intéressant L utilisation de la «Service Transport Interface» (STI) dans le DM001 impose des exigences techniques particulièrement sévères à un concept de redondance. La STI permet aux fournisseurs de services raccordés d influer de manière dynamique et interactive sur le contenu de l ensemble DAB. Pour amorcer une reconfiguration, le fournisseur de services communique au multiplexeur d ensemble l instant et la nature de la modification des paramètres, en décrivant dans un message le nombre, la nature, le débit et le mode de protection des canaux audio ainsi que l organisation des services pour lesquels sont utilisés les canaux. Toute demande est vérifiée par le multiplexeur d ensemble. S il autorise la reconfiguration, il détermine l instant précis auquel doivent être modifiés les paramètres. Les données stockées dans le multiplexeur redondant sont adaptées en fonction de la communication du DM001 actif avec le fournisseur de services de manière à ce qu il ait la même configuration initiale à l issue du basculement. Fiche technique : www.rohde-schwarz.com (mot-clé DM001) DAB Multiplexer DM001 Fiche technique DM001 BIBLIOGRAPHIE Confort accru en DAB grâce à l interface STI. Actualités de Rohde & Schwarz (1998), N 159, p. 21. Multiplexeur DAB complétant la gamme de produits pour radiodiffusion sonore numérique. Actualités de Rohde & Schwarz (1997), N 153, p. 35. 43

RADIODIFFUSION Mise au point Suite du n 170 Mesures sur signaux MPEG2 et DVB-T (4) Niveau Dernière porteuse DVB-T correspondant à f ref La troisième partie se penchait sur les gabarits pour composantes hors bande et sur la mesure de l atténuation du palier. Dans cette suite, il s agit maintenant de déterminer le facteur de crête et de mesurer les puissances sur des émetteurs DVB-T de f ref moyenne puissance. Niveau maximal dans le spectre DVB-T +300 +500 Atténuation du palier +700 khz Fréquence A titre de rappel : La partie 3 se penchait sur la mesure de l atténuation du palier suivant la norme ETR 290. Voir aussi l aide-mesure à la page 52 : «Détermination de la CCDF Comparaison de deux méthodes». Le facteur de crête du signal DVB-T Définition Le facteur de crête K CREST est le rapport de la valeur efficace de la tension U eff à sa valeur de crête U s, exprimé sous forme logarithmique : K CREST = 20 log(u s /U eff ) db Le facteur de crête permet de savoir directement jusqu à quel niveau un amplificateur du type de ceux utilisés dans les émetteurs DVB-T fonctionne en régime linéaire ou quand intervient l écrêtage du signal. Lors de mesures à l aide d analyseurs de spectre disposant de la fonction CCDF («Complementary Cumulative Distribution Function»), il convient de noter que ces appareils déterminent la puissance de crête de l enveloppe du signal, et non pas les crêtes absolues de tension apparaissant dans l amplificateur. Il faut donc dans ce cas corriger la valeur déterminée du facteur racine de 2 ou de 3,01 db. Les différences dans l évaluation des signaux sont expliquées en détail dans l aide-mesure de la page 52. Nous ne traiterons ci-dessous que du facteur de crête déduit des crêtes absolues de tension. Facteur de crête et limitation du niveau dans les émetteurs DVB-T Dans le cas théorique où toutes les porteuses du signal COFDM qui ressemble beaucoup au bruit blanc présentent au même instant leur valeur maximale et la même phase, toutes les amplitudes s additionnent pour donner l ampli- tude de crête maximale U s max. Cette amplitude de crête implique en mode 8k un facteur de crête de : K CREST max. = 20 log 6817 = 38,3 db et en mode 2k : K CREST max. = 20 log 1705 = 32,3 db. Ces valeurs maximales n apparaissent toutefois jamais dans la pratique. C est pourquoi on table pour ces deux modes sur une valeur maximale réelle de K CREST 15,7 db pour une probabilité de distribution des amplitudes de 1 10 7. Ceci correspond au rapport U s /U eff 6,1 (fig. 25). En ce qui concerne la puissance de l émetteur, cela signifie qu il faudrait prévoir comme réserve une puissance de crête égale à 37,2 fois la puissance moyenne. La quasi-totalité des composantes du signal, qui affectent aussi le taux d erreurs binaires BER résultant, pourraient alors être transmises. En termes de rendement, ce serait toutefois inacceptable. D autres études ont montré qu un facteur de crête 13 db n affecte pas encore de manière significative le BER. Mais même une puissance de réserve de 20 fois la puissance moyenne n est pas rentable, et tous les émetteurs DVB-T sont donc limités à un facteur de crête d environ 10 db à 11 db. Un analyseur de spectre à fonction CCDF donne dans ce cas un facteur de crête d environ 7 db, valeur typique internationalement adoptée. Ce facteur de crête se traduit toutefois par une dégradation mesurable du BER. Il se situe ici y compris l influence du filtrage de canal destiné à relever l at- 44

200 mv/div U ss /2 = Us = 6,1 (valeur approximativ ve, norm ée à U eff f ) Ueff =1 ténuation du palier dans la plage de 1 10 5 à 1 10 6 (en amont du décodeur de Viterbi) au niveau de l antenne d émission. Les nouvelles générations d amplificateurs transistorisés de Rohde & Schwarz font appel à des transistors LDMOS à haute linéarité. Les exigences imposées au correcteur numérique ne sont donc plus aussi sévères que pour leurs prédécesseurs, qui étaient encore dotés de transistors bipolaires ou en technologie MOS. La limitation du facteur de crête à environ 10 db à 11 db garantit la protection des transistors en empêchant à coup sûr les crêtes de tension. La mesure du facteur de crête en sortie de l émetteur, très importante pour la durée de vie des transistors de puissance, est de ce fait indispensable. Limitation de niveau dans l émetteurte 100 µ s/div Fig. 25 Le signal DVB-T dans le temps. de crête maximal depuis le début de la mesure et, en outre, la limite momentanée pour la configuration de mesure choisie (fig. 26). Mesures de puissance sur émetteurs DVB-T Mesure de la puissance moyenne Dans le cas d émetteurs analogiques, la mesure de puissance détermine la puissance de crête au niveau du fond des impulsions de synchronisation du signal vidéo couleur modulé. En télévision analogique, c est toujours le fond des impulsions de synchronisation qui sert de référence car c est cette composante du signal qu il faut transmettre sans tassement ni autres distorsions. En DVB, les choses sont différentes : le bloc fonctionnel «Sync 1 Inverseur et disperseur» du modulateur DVB (cf. EN 300421, EN 300429 ou EN 300744) génère une puissance moyenne constante en sortie de l émetteur. Il faut donc mesurer non pas la puissance de crête, qui pourrait être déterminée par l intermédiaire du facteur de crête, mais la puissance moyenne de sortie. Trois méthodes sont disponibles pour ce faire : 1) Mesure de la puissance moyenne au wattmètre thermique NRVS (fig. 27) Un wattmètre thermique donne les résultats les plus précis lorsque le spectre global ne contient que le spectre d un canal de télévision, ce qui est le cas de l émetteur DVB-T. Ce wattmètre peut en outre être étalonné très facilement avec une tension continue mesurée avec une grande précision, dans la mesure où la sonde autorise les mesures en continu. La mesure du facteur de crête L appareil de mesure utilisé est à nouveau le récepteur de mesure TV EFA, dans la variante 40 ou 43. Il calcule le facteur de crête à l aide de la probabilité de distribution des amplitudes (CCDF). Son écran affiche le facteur de crête dans l intervalle de temps de la mesure (10,24 10 6 valeurs mesurées), le facteur Fig. 26 Mesure du facteur de crête au récepteur de mesure TV EFA. 45

RADIODIFFUSION Mise au point 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ref Lvl 0 dbm Marker 1 (T1) 39.99 dbm 210.33100000 MHz 1 RBW VBW SWT 500 Hz 50 Hz 10 s Photo 43225/3 RF Att Unit 1 (T1) 39.999 dbm 210.33100000 1000000 MHz CH PWR 0.020 db REF PWR 0.000 dbm CH BW 8.00000000 0 MHz 10 db C0 C0 Center 210.31 MHz 1 MHz/ Span 10 MHz db A 1 MA Fig. 27 Wattmètre NRVS (fiche technique PD 0756.3182). Fig. 28 Mesure de la puissance moyenne d un émetteur à l analyseur de spectre. Fig. 29 Ecran du récepteur de mesure TV EFA. Repéré en rouge : affichage de la puissance moyenne de l émetteur. 2) Mesure de la puissance moyenne à l analyseur de spectre FSEx ou FSP Dans cette variante, on positionne un curseur de fréquence à chaque extrême du canal DVB, l analyseur de spectre calculant alors la puissance dans la bande de fréquence ainsi définie (fig. 28). La précision de mesure suffit car, normalement, les canaux adjacents ne sont pas occupés sur l antenne d émission DVB-T. 3) Mesure de la puissance moyenne au récepteur de mesure EFA La ligne d état affichée à l écran du récepteur de mesure indique en permanence tous les paramètres importants du signal, en particulier, dans la zone située en haut à droite, la puissance moyenne en différentes unités commutables (fig. 29). Des études sur des spectres de canaux s écartant beaucoup d une réponse en fréquence plate prouvent la grande précision de mesure du récepteur. Une comparaison avec les résultats obtenus au wattmètre thermique NRVS a montré, à l issue d une série de mesures effectuées avec plusieurs modèles de l EFA, sur canaux de différentes fréquences et pour divers spectres non plats, un écart maximal de moins de 1 db. Les filtres SAW à bande passante FI de 6, 7 et 8 MHz intégrés dans le récepteur assurent une mesure précise même en cas d occupation des canaux adjacents. Un exemple de la série de mesures Avec l option fading montée sur le récepteur de mesure TV SFQ, on génère à partir d un signal un écho en retard de 250 ns et à niveau réduit de 2 db. Les deux signaux donnent le spectre de fading de la figure 30, sur lequel on voit de profonds décrochages de la réponse en fréquence. Les résultats des mesures correspondant au plus grand écart entre le NRVS et l EFA étaient de 33,79 dbm (NRVS) et 33,0 db (EFA). Les résultats détaillés de ces mesures de niveau sont présentés en [11]. 46

Puissance de sortie en cas de défaillance d amplificateurs Dans les émetteurs modernes de Rohde & Schwarz [12], l émetteur pilote SV700 injecte le signal DVB-T dans le répartiteur de puissance, qui attaque les amplificateurs de puissance qui suivent. Ceux-ci se présentent sous forme de doubles amplificateurs, et leurs étages de puissance sont équipés de doubles transistors de puissance en technologie LDMOS (fig. 31). Un certain nombre d amplificateurs, associés deux à deux par coupleur, sont utilisés suivant la puissance nominale de l émetteur. Pour augmenter l atténuation hors bande, un passe-bas filtre le signal de sortie des coupleurs avant qu il ne parvienne à l antenne d émission. Suivant la sélectivité du passe-bande vis-à-vis des fréquences éloignées, un filtre de réjection des harmoniques de l oscillateur local est éventuellement nécessaire. En cas de défaillance d un double amplificateur, la moitié de la puissance du second émetteur est acheminée à une résistance d absorption refroidie, évitant ainsi toute surchauffe. La puissance résiduelle cédée par l émetteur comportant des amplificateurs défaillants se calcule comme suit : ( ) m n P aus = P nenn m 2 Fig. 30 Spectre de fading. 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 Res.Bw TG.Lvl Ref.Lvl Marker 48.24 dbm CF.Stp 48.20 dbm 318.08 MHz Start 308 MHz La caractéristique est toutefois conservée, elle se décale simplement parallèlement à elle-même vers la puissance plus faible. Tous les autres paramètres de qualité sont maintenus. C est aussi le cas lorsque seuls des transistors de puissance deviennent défaillants dans les amplificateurs. L avantage est que ni les amplificateurs ni les transistors de puissance ne sont surchargés, le MTBF («Mean Time Between Failures») des éléments opérationnels ne changeant donc pas. Multiplex de transport MPEG2 modulé en COFDM par l émetteur pilote F2 Span 20 MHz Center 318 MHz 200.3 khz [3dB] 20.00 dbm 2.000 MHz F1 Sweep 3.0 s Echange d amplificateurs Vid.Bw RF.Att Unit Mesures de longue durée Le schéma de principe de mesures de longue durée à l aide du récepteur EFA est représenté à la figure 32. L histogramme de la puissance de l émetteur affiché à l écran du récepteur de mesure permet d identifier facilement, en cas de télésurveillance, la défaillance d un amplificateur (fig. 33). Si la puissance, par exemple pour l émetteur DVB-T 100 Hz 50 db [db] Stop 328 MHz P aus étant la puissance de sortie réelle, P nenn la puissance de sortie nominale, m le nombre d amplificateurs montés, et n le nombre d amplificateurs défaillants. Exemple : dans un émetteur DVB-T de 2,5 kw comportant au total six amplificateurs, un est tombé en panne. L émetteur reste en service, mais la puissance tombe à : P aus = P nenn 0,694 (avec m = 6 et n = 1) Fig. 31 = = = = = Filtre pour augmentation de l atténuation du palier Filtre d harmoniques Schéma de principe d émetteurs de puissance transistorisés modernes de Rohde & Schwarz. vers l antenne 47

RADIODIFFUSION Mise au point NV7250, a chuté de la valeur constante de 1,59 db, c est que l un des six amplificateurs est tombé en panne. Pour des émetteurs de plus grande puissance, la valeur de la modification est plus réduite, mais l histogramme permet encore de la déceler nettement. La chute de puissance peut se calculer à l aide de l équation décrite plus haut. Que faire en cas de défaillance d un amplificateur? La première chose à faire est d extraire le tiroir amplificateur défaillant de la baie et de le remplacer. Avec les émetteurs de Rohde & Schwarz, c est également possible en cours d émission. Le niveau et la phase de l amplificateur de rechange doivent ensuite être adaptés au double tiroir. L outil de mesure à utiliser est à nouveau un analyseur de spectre FSEx ou FSP ou un récepteur de mesure EFA éventuellement existant chargé de la surveillance de l émetteur. La procédure de réglage est très simple : quand la phase est correctement réglée, l émetteur délivre sa puissance maximale. On corrige donc la phase jusqu à obtenir la puissance de sortie maximale. Sigmar Grunwald Fig. 32 Contribution via faisceau hertzien, satellite, fibre optique, etc. Emetteur DVB-T (sortie RF) Mesure de longue durée de la puissance d un émetteur. Récepteur de mesure TV EFA (à suivre) Fig. 33 Histogramme de puissance sur le récepteur de mesure EFA. Cercle rouge : on voit nettement la chute de puissance après défaillance de l un des six amplificateurs. BIBLIOGRAPHIE [11] Note d application 7BM12 (téléchargeable gratuitement sur le site web de Rohde & Schwarz). [12] Famille d émetteurs UHF NV/NH7000 Emetteurs refroidis par eau pour la télévision numérique terrestre. Actualités de Rohde & Schwarz N 165 (1999), p. 11 13. 48

INFORMATIQUE Cryptographie Cryptomobile GSM TopSec A l abri des écoutes indiscrètes et des vols d informations La flexibilité et la mobilité sont des conditions essentielles au succès, l actualité des informations et la rapidité des décisions plus importantes que jamais dans l industrie et en politique. Pour communiquer au plus vite les informations, on fait souvent appel au téléphone mobile. Ses usagers prennent toutefois de plus en plus conscience des problèmes de sécurité évidents que cela pose. Les moyens Photo 43756/1 Fig. 1 De l extérieur, le GSM TopSec est un mobile GSM tout à fait normal. A l intérieur, un processeur «crypto» complexe assure cependant un chiffrement extrêmement sûr. de communication usuels téléphone fixe ou mobile, télécopie, messagerie électronique sont, en effet, les sources les plus riches pour le vol d informations. Selon les estimations, l espionnage industriel cause un préjudice annuel d au moins 10 milliards d euros rien qu en Allemagne. Un risque qu il convient de ne pas sous-estimer L un des problèmes de sécurité du téléphone mobile GSM est que les communications ne sont chiffrées qu entre le mobile et la station de base. Au-delà de la station de base, les communications sont acheminées sans protection par le réseau fixe normal souvent par faisceau hertzien. En environnement commercial et administratif, il faut donc faire appel à un chiffrement fort pour assurer la confidentialité des communications. gamme, tels que ceux de la famille de produits «TopSec» proposée par la société Rohde & Schwarz SIT GmbH pour la sécurisation à l extrême des communications de phonie et de données sur liaisons RNIS et GSM. C est le «GSM TopSec», téléphone de communication mobile à l abri des écoutes, qui sera présenté dans cet article (fig. 1). La meilleure solution pour se protéger contre les écoutes indésirables et vols d informations est d utiliser des équipements de chiffrement de haut de 49

INFORMATIQUE Cryptographie Photo 43756/3 Fig. 2 L affichage indique que le mode «crypto» est activé. GSM TopSec : à la fois mobile et confidentiel Le cryptomobile GSM TopSec a été développé à l origine par Siemens. Début mai 2001, la société Rohde & Schwarz SIT GmbH reprenait le segment chiffrement matériel de Siemens, avec la gamme de produits correspondante. C est SIT qui assure depuis la poursuite du développement et la commercialisation du cryptomobile. De l extérieur, rien ne distingue le GSM TopSec du mobile double bande S35i de Siemens, dont il partage les atouts bien connus faible poids, haute qualité de la parole, longue autonomie en service et en veille, accès à l Internet via WAP, interface IR, etc. Il contient toutefois un module de cryptage additionnel de la taille d un timbre-poste. Confidentialité sur réseaux mobiles et réseaux fixes RNIS Le mobile GSM TopSec convient à la téléphonie chiffrée de bout en bout dans les gammes de fréquences GSM de 900 MHz et 1800 MHz ainsi qu avec le réseau fixe RNIS. La seule condition est que le correspondant soit aussi TopSec. Un chiffrement de bout en bout peut donc être assuré non seulement entre deux mobiles TopSec, mais aussi entre un GSM TopSec et un poste du réseau fixe RNIS protégé par une «cryptobox» TopSec, par exemple le modèle TopSec 703. Ce crypto-équipement se monte entre le boîtier de branchement au réseau et les terminaux RNIS. L abonné mobile équipé de son GSM TopSec peut ainsi téléphoner à l abri des écoutes avec son entreprise reliée, elle, au réseau fixe. Technologie complexe et extrêmement sûre Le cœur cryptographique du GSM TopSec est un processeur complexe. Les communications chiffrées passent non pas par le canal de parole, mais par le canal de données GSM, dont la bande passante est limitée à 9600 bit/s. Pour pouvoir être transmis sur ce canal, le signal de parole est d abord comprimé par un vocodeur à demi-débit GSM, complété par des informations de détection et correction d erreurs, puis chiffré. Les données ainsi sécurisées sont additionnées d informations de synchronisation du correspondant et émises sur le canal de données. La qualité de transmission de la parole est tout aussi bonne qu en mode non chiffré. Le haut niveau de sécurité est assuré par un algorithme asymétrique à clé de 1024 bits pour convenir de la clé, combiné à un algorithme symétrique à clé de 128 bits pour chiffrer la parole. Un clé parmi 10 38 possibles est sélectionnée au hasard pour chaque communication. Compte tenu de l énorme quantité de clés, 1000 Pentium, même occupés pendant 10 millions d années, ne pourraient en essayer qu une très petite partie. En option, le GSM TopSec offre, en plus du chiffrement, une autre fonction de sécurisation : l authentification. Un logiciel spécial permet de réunir plusieurs GSM TopSec en groupes d utilisateurs fermés, qui ne peuvent alors communiquer en mode chiffré qu avec des mobiles de leur propre groupe. Un simple bouton suffit à une confidentialité absolue Bien entendu, le GSM TopSec permet également de téléphoner en mode non chiffré avec n importe quel correspondant. L utilisation du mobile ne se distin- Les principales propriétés du GSM TopSec Haut niveau de sécurité Chiffrement sophistiqué de la parole de bout en bout Qualité de la parole identique en modes chiffré et non chiffré Manipulation simple Recommandé par l Office fédéral allemand de la sécurité dans les technologies de l information Le GSM TopSec offre tous les avantages d un téléphone mobile moderne : Utilisation simple Numérotation vocale Encombrement réduit Faible poids Accès Internet via WAP-browser Soft-modem Interface IR pour transfert mobile de données 50

The mobile phone for your confidential calls High security level Invariably reliable speech quality Recommended by the German Top-quality speech encoding for Simple handling Information Security Agency end-to-end voice communication Ordinateur portable avec TopSec 701 (carte PCMCIA) Téléphone mobile non chiffré GSM TopSec Réseau GSM En bleu:communication de données chiffrée Téléphone mobile Accès RNIS Accès RNIS Accès RNIS Serveur/ client TopSec 703 TopSec 703 Téléphone RNIS En vert:communication téléphonique chiffrée Téléphone mobile Téléphone RNIS RNIS Fig. 3 Les produits «crypto» de la famille TopSec permettent de sécuriser en toutes conditions la communication de la parole et de données. gue en rien de celle du S35i de Siemens. Une communication chiffrée s établit sur simple pression d un bouton. Il suffit qu après avoir appuyé sur le bouton de mise en communication, l usager active la fonction «crypto» à l aide du bouton logiciel correspondant (fig. 2). Tout le reste est automatique : mise en œuvre d un appel de transmission de données et échange de clé en l espace de 15 secondes. Les communications chiffrées peuvent se terminer, tout comme les communications normales, par actionnement du bouton «Fin». A l issue de la communication, la clé initialement générée est effacée, ce qui, parallèlement à la grande longueur de la clé, constitue un important facteur de sécurité. La famille de produits TopSec La famille TopSec comprend, en plus du GSM TopSec, le TopSec 703 pour l accès de base RNIS S0, le TopSec 730 pour l accès au débit primaire RNIS S2M, et le TopSec 701 pour la transmission de données. Le TopSec 703 et le TopSec 730 peuvent s utiliser pour le chiffrement de tous les services transmis via le RNIS téléphonie, télécopie, vidéo et données. Le TopSec 701 est une carte PCMCIA pour ordinateur portable. Elle permet de chiffrer des transmissions de données, d une part depuis un ordinateur portable, via un téléphone mobile, vers le réseau fixe, en direction d un TopSec 703 ou TopSec 730, ou, d autre part, entre deux TopSec 701, via une liaison analogique, avec utilisation de modems. La figure 3 montre les différentes possibilités de communication chiffrée de la parole et de données à l aide de la famille de produits TopSec. L un des prochains numéros comprendra un article présentant en détail l ensemble de la famille «crypto». Christine Hagn Autres informations et fiche technique : www.rohde-schwarz.com (mot-clé TopSec) TopSec GSM Fiche technique GSM TopSec 51

AIDE-MESURE Radiodiffusion Détermination de la CCDF Comparaison de deux méthodes L appréciation des non-linéarités, par exemple d amplificateurs ou d étages de sortie d émetteurs, fait souvent appel à la mesure de la CCDF («Complementary Cumulative Distribution Function») (voir aussi l aide-mémoire à la page 44). Cette mesure donne la fréquence avec laquelle un signal atteint ou dépasse un certain niveau. Physiquement, il s agit de l intégrale de la distribution de fréquence en fonction du niveau (intégration du niveau considéré à l infini). La comparaison des mesures à des valeurs de référence théoriques (qu il est possible de déterminer, par exemple, pour OFDM ou mqam / VSB) permet de tirer rapidement des conclusions sur le comportement non linéaire de composants actifs en tout genre. L avantage éminent de la mesure de la CCDF est toutefois d analyser le signal utile lui-même, et donc de ne pas nécessiter l émission de séquences de test complexes. Cet aide-mesure compare deux méthodes de mesure. La détermination de la CCDF une mesure importante dans les systèmes de transmission RF Pour la transmission de signaux RF, on s efforce, d une part, d avoir une amplification qui fausse le moins possible les signaux, afin de maintenir faible la dégradation totale jusqu au récepteur. Une limitation de puissance du signal émis («clipping» ou écrêtage) est, d autre part, nécessaire pour ne pas réduire inutilement la durée de vie des transistors des étages de sortie. D où l intérêt particulier accordé lors du développement et de l exploitation d émetteurs de puissance à la CCDF ainsi qu au facteur de crête û/u eff qui y est lié. Dans la pratique, on utilise deux méthodes de mesure différentes, donnant des résultats différents. 1 ère méthode : échantillonnage du signal RF/FI par exemple au récepteur de mesure TV EFA Le récepteur de mesure TV EFA [1] convertit le signal modulé en un signal à fréquence intermédiaire adéquate et le numérise (fig. 1 à gauche). Il analyse alors les échantillons numériques et visualise la CCDF. Dans le cas d un signal CW («Continuous Wave») idéal, cette méthode donne un facteur de crête de 3 db. Le filtrage FI s opère au moyen d un filtre SAW adapté à la largeur de bande du signal, aucun filtrage vidéo du signal n étant effectué, le signal lui-même n étant donc pas modifié (fig. 2). 2 ème méthode : échantillonnage de l enveloppe par exemple à l analyseur de spectre FSP L élément central dans un analyseur de spectre est le détecteur d enveloppe. Il affecte à un signal modulé, au moyen d un Osc. Osc. Fig. 1 OL Représentation simplifiée du OL cheminement du signal pour RF FI Filtre Convertisseur de la Mesure RF FI BP de FI la détermination de la CCDF résolution (SAW) A/N CCDF au récepteur de mesure TV EFA (à gauche) et à l analyseur Mélangeur Mélangeur de spectre FSP (à droite). 52 Détecteur d enveloppe, BP vidéo Mesure de la CCDF

filtrage temporel adéquat, une valeur de niveau (fig. 1 à droite). Pour ce faire, on dépouille le signal de sa modulation à haute fréquence et on ne travaille plus que sur le signal «enveloppe» (fig. 2). Les mesures sur un pur signal CW présentent alors toujours la même amplitude, et l on a donc toujours un facteur de crête de 0 db. Lors du filtrage FI et vidéo, il convient de veiller à ce que la bande passante de résolution (RBW) et la bande passante vidéo (VBW) ne faussent pas le signal : BW résolution > BW signal, BW vidéo 3 BW résolution Différences dans les résultats des 2 méthodes Fig. 2 Allure dans le temps d un signal modulé ; en jaune : forme original du signal, points jaunes : mesures utilisées par le récepteur de mesure TV EFA pour déterminer la CCDF (méthode 1) ; en rouge : mesures utilisées par un analyseur de spectre (méthode 2). Temps Le récepteur de mesure TV EFA analyse exactement le signal tel qu il est appliqué à l entrée RF. Un pur signal CW présente alors, conformément à sa définition, un facteur de crête de 3 db. Un analyseur de spectre, en revanche, analyse le signal tel qu il se présente en bande de base (c est-à-dire avant modulation de la porteuse RF), ce qui, dans le cas du signal CW, conduit à une tension continue et donc à un facteur de crête de 0 db (dans les conditions idéales). Des études ont montré qu avec d autres signaux quelconques également, les facteurs de crête diffèrent de 3 db dans les deux méthodes de mesure. Les résultats des mesures de CCDF ne peuvent toutefois être convertis de l une à l autre des méthodes 1 et 2 en tenant simplement compte de la différence de 3 db. Les figures 3 et 4 montrent des exemples de mesure de la CCDF à l analyseur de spectre FSP et au récepteur de mesure TV EFA. Conclusion La mesure de la CCDF est une méthode simple et performante pour déterminer les propriétés non linéaires de composants actifs. Si l on veut que la mesure de la CCDF se réfère au signal effectivement transmis, il est recommandé d utiliser le récepteur de mesure TV EFA. Christoph Balz Fig. 3 Mesure de la CCDF au récepteur de mesure TV EFA (méthode 1). Signal : OFDM avec 64QAM ; la figure montre les mesures (trait continu) ainsi que les valeurs théoriques d un signal idéal ; on voit nettement l écrêtage du signal aux grands facteurs de crête. BIBLIOGRAPHIE [1] Récepteur de mesure TV EFA : voir article à la page 34 de ce numéro. [2] Analyseur de spectre FSP : voir article à la page 20 de ce numéro. L aide-mémoire «Mesures sur signaux MPEG2 et DVB-T» à partir de la page 44 traite en détail du facteur de crête. Fig. 4 Mesure de la CCDF à l analyseur de spectre FSP (méthode 2). Même signal qu à la figure 3 ; le facteur de crête (11,73 db) est inférieur de 3 db par rapport à la mesure suivant la méthode 1 (14,7 db, fig. 3). 53

PUBLICATIONS Nouveautés High security level Top-quality speech encoding for end-to-end voice communication TopSec GSM The mobile phone for your confidential calls Invariably reliable speech quality Simple handling Cryptomobile GSM TopSec page 49. Fiche technique PD 0757.6904.21 Voir article à la Digital Reprogrammable Software Radios M3SR Les M3SR («Multiband, Multimode and Multirole Surface Radios») représentent une nouvelle génération d équipements radio particulièrement souples pour la marine, le contrôle civil ou militaire du trafic aérien, la défense aérienne et les applications fixes. Parallèlement aux M3TR et M3AR, cette série d équipements est le troisième élément d une nouvelle génération d équipements radio caractérisés par des fonctionnalités variables par logiciel. Fiche technique PD 0757.6691.21 Logiciel de mesure de bruit de phase FS-K4 Remplace le logiciel FSE-K4. Le nouveau logiciel est utilisable avec les analyseurs de spectre FSE/ FSIQ/FSP/ FSU et les récepteurs de mesure de CEM ESI/ESPI. Fiche technique PD 0757.6727.21 Digital Standards GPS, TETRA, WCDMA 3GPP (TDD), TD-SCDMA Caractéristiques complémentaires du générateur de signaux SMIQ. Fiche technique PD 0757.6885.21 (anglais uniquement) Logiciel de mesure de CEM EMC32 EMC32 est un logiciel pour mesures de CEM sous les systèmes d exploitation 32 bits de Microsoft. Il offre une interface utilisateur commune pour les mesures d émissivité (EMI) et d immunité (EMS) ; voir article page 27. Fiche technique PD 0757.6779.22 Recommended by the German Information Security Agency Logiciel de mesure ROMES3 Le nouveau logiciel de mesure ROMES3 est la plate-forme utilisée pour de nombreux systèmes de mesure de Rohde & Schwarz et permet d appréhender et d analyser la plupart des problèmes dans les réseaux de communication. Il est en mesure d acquérir rapidement et convivialement des données sur un parcours de mesure et de les visualiser sous de multiples formes en fonction des besoins de l utilisateur (voir aussi Actualités de Rohde & Schwarz (2000), N 166, p. 29 32). Fiche technique PD 0757.6679.21 CMU200 WCDMA The 3G Tester CMU200 axée sur le WCDMA. Variante du Fiche technique PD 0757.6456.21 (anglais uniquement) Emetteurs VHF-FM transistorisés SR500E1 En extension à la quatrième génération d émetteurs transistorisés SR600E1 (gamme de puissances de 2,5 kw à 10 kw), Rohde & Schwarz propose aussi une nouvelle famille d émetteurs pour la gamme des puissances moyennes (500 W à 1 kw). La nouvelle génération d émetteurs SR500E1 se caractérise comme les émetteurs de grande puissance par une présentation très compacte et très claire. Les émetteurs FM SR505E1 et SR510E1 constituent l équipement optimal pour les radios locales. Comme tous les émetteurs de Rohde & Schwarz, ils sont conçus pour une exploitation sans panne à haute puissance et à faible coût sur toute leur durée de vie. Ils conviennent ainsi de manière optimale aux stations automatiques, puisqu ils peuvent aussi être télésurveillés. Fiche technique PD 0757.6733.21 Générateur de mesure TV SFL Le nouveau générateur de mesure spécialiste de la production génère des signaux permettant de contrôler des récepteurs TV numériques et de tester des liaisons TV numériques (terrestres par antenne ou câble Amérique du Nord) ; voir article à la page 30. Fiche technique PD 0757.6962.21 Various optimized models: SFL-T for DVB-T standard SFL-V for ATSC/8VSB standard SFL-J for ITU-T J.83/B standard Antenna DVB-T 2k and 8k COFDM 6 MHz, 7 MHz and 8 MHz QPSK, 16QAM, 64QAM Antenna ATSC 8VSB Cable ITU-T J.83/B 64QAM, 256QAM Data interleaver level 1 and level 2 TV Test Transmitter SFL Digital signals for use in production Standard-conformant DVB and DTV signals Wide output frequency range from 5 MHz to 1100 MHz Large output level range for broadcast and receiver measurements Operating parameters variable in a wide range Internal test signals Special signals and error signals for limit testing and troubleshooting For use in production environments: Wear-free electronic attenuator Fast setting times Flexible input interfaces SPI ASI SMPTE310 I/Q input for external signals Sweep mode for frequency and level User-defined correction tables Coverage Measurement Software ROMES3 Acquisition, analysis and visualization of data in coverage measurements Recording/viewing data from 1 to 4 Following position on map during Supports test mobiles (GSM, CDMA, (15) test mobiles simultaneously for measurement tour or replay UMTS, radio/tv/dab/dvb), Rohde & quick and easy network comparisons Import user-own scanned maps or Schwarz test receivers (ESVD/B, ES- Checking progress and quality of vector maps PC, ESPI, FSP, EB200, ESMB, EFA-T, measurements Data converter for ROSEVAL evaluation DVQ, DVM), navigation systems (GPS Selecting and sizing windows at any software and prediction tools available Placer, TP, NMEA) time, even during measurement or replation system) tool Masterslave function Integrated GIS (geographical informa- Integrated database Replaying recorded data (or selected Search function parts) with choice of views Interference measurement Analyseur de qualité d image multicanal DVQM Le DVQM est la version multicanal de l analyseur à succès DVQ. Il réunit les capacités de 12 DVQ maximum. D où de multiples possibilités de configuration permettant de l adapter de manière optimale aux profils d exigences les plus divers. Fiche technique PD 0757.6510.21 Collection de multiplex de transport et multiplex élémentaires DV-HDTV Décrit une collection de multiplex élémentaires et multiplex de transport à haute résolution à utiliser avec les appareils DVG et DVRG. Fiche technique PD 0757.6979.21 Universal Radio Communication Tester CMU300 Le CMU300 est l homologue du CMU200. Il teste les stations de base de la deuxième génération (GSM avec GPRS et EDGE) et de la troisième génération WCDMA (voir aussi article dans Actualités de Rohde & Schwarz (2001), N 170, p. 4 6). Fiche technique PD 0757.6091.21 (anglais uniquement) Nouvelle note d application Noise Power Ratio (NPR : rapport de puissance sur bruit) est un logiciel complémentaire au logiciel de simulation I/Q WinIQSIM. Il génère un signal NPR et permet de mesurer à l aide d appareils Rohde & Schwarz, via le bus CEI, le rapport de puissance sur bruit résultant d un dispositif. Cette technique de mesure permet de déterminer la linéarité d amplificateurs à large bande sur une gamme de fréquence donnée. Le NPR accélérant beaucoup la mesure par rapport à la vobulation classique, cette technique est particulièrement intéressante en production. Note d application 1MA29 54

FAITS DIVERS International Snell & Wilcox et Rohde & Schwarz coopèrent dans le domaine des équipements de mesure dédiés à la radiodiffusion. Les deux grands fournisseurs de solutions destinées à la télévision numérique ont signé au salon de la radiodiffusion IBC 2001 d Amsterdam un accord de coopération mondiale. Premier résultat de la nouvelle coopération : Rohde & Schwarz intègre en option une version spéciale de la TestCard M (TCM) bien connue de Snell&Wilcox dans ses générateurs MPEG DVG et DVRG. D autres projets conjoints sont prévus. La combinaison des signaux TCM avec les produits Rohde & Schwarz convient parfaitement, en raison de la multitude de signaux rencontrés au niveau du développement, à l intégration de circuits décodeurs dans les récepteurs TV numériques ainsi qu à la vérification des «settop box». «Le partenariat dans lequel nous nous engageons nous donne la possibilité d unir nos forces pour proposer sur le marché des solutions meilleures que celles de n importe quel autre concurrent», indique Michael Vondermaßen, chef du département radiodiffusion chez Rohde & Schwarz. Rohde & Schwarz au salon SYSTEMS 2001 Au dernier salon SYSTEMS, Rohde & Schwarz était représenté, dans le domaine de la sécurité des technologies de l information, par des solutions visant à sécuriser les communications. La filiale Rohde & Schwarz SIT présentait notamment les nouvelles solutions de chiffrement de la famille de produits TopSec, telles que le premier mobile GSM sécurisé au monde (page 49). L appareil de chiffrement TopSec 703, présenté pour la première fois, permet d établir non seulement des liaisons téléphoniques sécurisées entre téléphones du réseau fixe RNIS, mais aussi des communications confidentielles avec le mobile crypté GSM TopSec. D autres produits sécurisant les communications sur lignes louées, par modem et sur RNIS ainsi qu assurant le chiffrement des données étaient par ailleurs présentés. Rohde & Schwarz et GigaWave- Tech développement des solutions de test Bluetooth Les sociétés Rohde & Schwarz SCA de Singapour et GigaWaveTech (Pte) Ltd. ont décidé de développer en commun des solutions de test Bluetooth. Les deux sociétés travaillent déjà ensemble, depuis avril 2001, sur un banc de test destiné aux circuits Bluetooth de GigaWaveTech. Au salon Taitronic, en octobre dernier à Taipei, les partenaires présentaient leur premier succès : un testeur Bluetooth basé sur le testeur de radiocommunications CMU200 de Rohde & Schwarz. Stefan Böttinger Emetteurs TV de grande puissance pour l Afrique du Sud L opérateur sud-africain bien connu Sentech et Rohde & Schwarz ont signé un contratcadre de deux ans portant sur la livraison d émetteurs TV analogiques de grande puissance. Depuis la déréglementation du marché sud-africain de la radiodiffusion, Sentech modernise et développe l infrastructure existante. Le haut niveau technique auquel travaille Sentech impose aussi de sévères exigences à ses fournisseurs. Les 14 premiers émetteurs VHF et UHF analogiques de grande puissance seront livrés par Rohde & Schwarz d ici la fin de l année. La décision de Sentech a été dictée par la grande parenté entre les deux séries d émetteurs en termes de fonctionnalités, de maintenance et d exploitation. Sans oublier l excellent rapport prix/performances. Rohde & Schwarz devient ainsi le principal fournisseur d équipements d émission de grande puissance de Sentech. Monika Roth 55 L «EMMY Award» au générateur de mesure TV SFQ La «National Academy of Television Arts and Science» a décerné à Rohde & Schwarz le prix très convoité de l «EMMY Award». La récompense va au générateur de mesure TV SFQ pour ses performances uniques et sa contribution à la poursuite du développement de la télévision numérique. L «EMMY Award» récompense tous les ans des performances artistiques et techniques remarquables au service de la télévision. Outre à des comédiens et vedettes de la télévision, il est aussi décerné à des appareils qui, par leurs innovations techniques, ont contribué à la poursuite du développement de la télévision. C est à ce titre que le générateur de mesure TV SFQ de Rohde & Schwarz a reçu le prix : sa capacité de générer des signaux à modulation conforme à toutes les grandes normes de radiodiffusion lui permet de contribuer au développement et à la fabrication des récepteurs TV et «set-top box» numériques de demain. Pour la «National Academy of Television Arts and Science», cette fonctionnalité unique en son genre dans le monde méritait l EMMY. Lors de la cérémonie solennelle, le 16 octobre à New York, c est à Michael Vondermaßen, chef du département radiodiffusion chez Rohde & Schwarz, qu était remise la statuette en or bien connue. Un appareil de mesure de Rohde & Schwarz avait déjà reçu l EMMY l année dernière : l analyseur de qualité d image DVQ, récompensé à l époque pour son principe innovateur de détermination de la qualité de l image sur la base de critères subjectifs. La nouvelle distinction accordée aux équipements de mesure de Rohde & Schwarz témoigne de leur haut niveau de technicité, qui se reflète également dans la position de leader mondial des émetteurs TV numériques et équipements de mesure associés qu occupe Rohde & Schwarz. Photo 43804

Rendez-nous visite sur Internet : www.rohde-schwarz.com Actualités de Rohde & Schwarz 172 (2001/III) PD 0757.6410.31 B42622 ROHDE & SCHWARZ GmbH & Co. KG Mühldorfstraße 15 81671 München Postfach 80 14 69 81614 München Support Center : Tél. (49) 018 05 12 42 42 E-mail : customersupport@rohde-schwarz.com Fax (49 89) 41 29-137 77