\part{Laboruntersuchungen}\label{sec:Laboruntersuchungen}
\chapter{Zielsetzung und Konzeption}\label{sec:Zielsetung_Labor}
Dieser Teil des vorliegenden Berichts dokumentiert die durchgeführten Untersuchungen an den im Versuch verwendeten \drmplus-Sender- und Empfängerkomponenten. Mit den Ergebnissen werden einige grundlegende Parameter zur Prognose der erzielbaren Versorgung des Senderstandorts FH Kaiserslautern mit den Mitteln der Funknetzplanung abgeleitet.
\par\noindent Hierzu wird gemäß folgender Systematik vorgegangen:
\paragraph*{}
Zunächst wird die Grundstruktur des verwendeten \drmplus-Senders und -Empfängers vorgestellt. Bei diesen Anlagen wird auf den bewährten Aufbau aus dem Jahr 2008 zurückgegriffen. Daher werden die Konzepte dieser Geräte im folgenden nur noch grob beschrieben. Weitere Details sind \cite{Schad2008a} zu entnehmen.\\
Im Anschluß an die Vorstellung der Übertragungskette wird diese anhand verschiedener typischer Gütekriterien messtechnisch charakterisiert. Ziel dieser Untersuchung ist die 
\begin{itemize}
	\item Kenntnis der mittleren Bitfehlerraten-Performance \BERMed) unter Einbeziehung des \drmplus-Senders und -Empfängers.
	\item Definition eines geeigneten Gütekriteriums zur Ermöglichung der Entscheidung \glqq\drmplus-Empfang möglich\grqq\ bzw. \glqq\drmplus-Empfang nicht möglich\grqq.
\end{itemize}
Aus den oben genannten Punkten und der Kenntnis der Geräteeigenschaften werden im Anschluß die Mindestempfangsleistungs- und Mindestfeldstärkepegel für den \drmplus-Empfang abgeleitet. Durch die Festlegung dieser Kennwerte ergeben sich die Parameter für die folgenden Schutzabstandsmessungen. Dies beinhaltet im wesentlichen die bei den Messungen zu nutzenden Empfängereingangsleistungen und das angestrebte Versorgungskriterium (z.B. eine Schwelle der akzeptablen Bitfehlerrate, Ausfall der Audiodecodierung oder eines anderen Dienstes). Mit den dort ermittelten Ergebnissen können erste Funknetzplanungen für die Versorgung des \drmplus-Senders der FH Kaiserslautern durchgeführt werden, auf denen der zweite Versuchsteil -- die Strahlungsphase (Teil \ref{sec:Feldmessungen}, S.~\pageref{sec:Feldmessungen} ff.) -- aufbaut.
\chapter{Aufbau des \drmplus-Senders- und Empfängers}\label{sec:AufbauVonSenderUndEmpfänger}
Die von der FH-KL realisierten Sender- und Empfängerprototypen, die in diesem Versuch verwendet werden, sind in den Abbildungen\,\ref{fig:schaltbild_txfh-small} (rechte Bildhälfte) bzw.\,\ref{fig:schaltbild_rx-small} dargestellt. Weitere Details hierzu finden sich z.B.~in~\cite{Schad2008a}.
\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=\textwidth]{images/labor/schaltbild_txfh-small2.png}
	\caption{Blockschaltbild des Hybridsenders \txfh}
	\label{fig:schaltbild_txfh-small}
\end{figure}
\par Auf der Senderseite werden die zu übertragenden Datenströme (z.B.~Musik, Sprache, Bilder, Hypertext,~\ldots) vom Contentserver angenommen und in den DRM-Multiplex eingebettet. Nachfolgend führt die Sendersoftware Spark \cite{Fe05, hpFeilen} die OFDM-Modulation durch. Die sich am Ausgang dieser Softwarekette ergebenden komplexen Basisbandsignale (s. Referenzpunkt~\circOne\ in \picref{fig:schaltbild_txfh-small}) werden an den Vektorsignalgenerator Rohde\&Schwarz SMU200A übertragen und in die Hochfrequenzebene gemischt (Referenzpunkt~\circTwo). Nach Verstärkung und Filterung (Referenzpunkt~\circThree) wird das Signal über die Antenne abgestrahlt. Alle weiteren Komponenten in der Abbildung dienen zu Zwecken der Feldmessungen und werden an einer anderen Stelle dieses Berichts bzw. in \cite{Schad2008a} erläutert.
\paragraph*{}
\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=\textwidth]{images/labor/schaltbild_rx-small.png}
	\caption{Blockschaltbild des \drmplus-Empfängers}
	\label{fig:schaltbild_rx-small}
\end{figure}
Empfängerseitig wird das hochfrequente Signal durch das Multiband, Multistandard-Frontend Atmel ATR4262 angenommen (Referenzpunkt~\circFour\ in \picref{fig:schaltbild_rx-small}). Seine Hauptaufgabe ist es, das Antenneneingangssignal von der Sendefrequenz \mhz{87,6} auf die Zwischenfrequenz \mhz{10,7} zu mischen.\\
Das Frontend verfügt Eingangs über eine breitbandige Bandfilterung sowie ausgangsseitig eine schmalbandige Signalfilterung. Zusätzlich regelt das Frontend die notwendige Verstärkung in einem jeweils separatem breit- und schmalbandigem Regelkreis, um eine Übersteuerung der nachfolgenden Stufen zu vermeiden. Das Eingangssignal wird durch das Frontend auf die Zwischenfrequenz gemischt. Dieses ZF-Signal (Referenzpunkt~\circFive) wird von dem A/D-Wandler und Digitalem Abwärtswandler Perseus \cite{perseus} angenommen. Dieser tastet das Eingangssignal mit einer Samplefrequenz von \mhz{80} mit einer Auflösung von 14 Bit ab und dezimiert diese zu einer Samplefrequenz von \khz{250} bei gleichzeitiger Konversion in das komplexe Basisband. Die digitalen IQ-Basisbandsamples werden über die USB-Schnittstelle einem PC / Laptop mit einer Auflösung von 24 Bits zur Verfügung gestellt. An dieser Stelle wird die Abtastrate und die Wortbreite der digitalen Daten an die Anforderungen des \drmplus-Dekoders (\khz{192}, 16 Bit) angepasst (Referenzpunkt~\circSix). Hierzu ist an dieser Stelle ein weiteres Filter notwendig, welches die Eingangsdaten beim Übergang von $\khz{250/2}=\khz{125}$ auf $\khz{192/2}=\khz{96}$ bandgegrenzt. Der nachfolgende \drmplus-Dekoder führt die Synchronisation, Demodulation und Wiederherstellung der DRM-Multiplexdaten durch. Der Multiplex wird an Referenzpunkt~\circSeven\ an die passende Anwendung weitergegeben, z.B. einem Audiodekoder oder Bitfehlerratenmessgerät.
\input{labor_rxtx}
\input{labor_pr}
