Dokumentationen der Arbeiten an der TU KL und FH KL

In Zusammenarbeit mit der LMK Rheinland-Pfalz im Zeitraum 2006 bis 2014 mit dem Hauptfocus auf Verträglichkeiten von DRM auf FM, HD-Radio und Flugnavigation, dem Feldtest in KL im Band III sowie Multinorm- und portablen Empfängern.

7th Workshop on Digital Broadcasting, 14.-15.09.2006, Erlangen

Technical feasibility study and field trial concept for DRM-based digital radio in the VHF-FM radio band

A. Steil, M. Kreutzer, FH Kaiserslautern / J. Lehnert, LMK Rheinland-Pfalz / R. Urbansky, W. Sauer-Greff, University of Kaiserslautern

This paper discusses the key outcomes of a technical feasibility study on a frequency grid conforming DRM-based transmission scheme in the VHF-FM radio band, focussing on transmission and radio planning aspects. A field trial concept for a complete prototype transmission chain to complement the theoretical results by measurements is presented.

2006-09-14b15_07WSDB_IISErlangen.pdf

8th Workshop on digital broadcasting, September 13-14th, 2007, TU Ilmenau

Protection ratio measurements and analysis for OFDM-based digital radio formats in the VHF-FM radio band

A. Steil, F. Schad, M. Kreutzer (FH Kaiserslautern) / J. Lehnert (LMK Rheinland-Pfalz) / Mark Rosenbaum (TU Kaiserslautern) / T. Hasenpusch, G. Effinger (BNetzA) / H. Gunzel (DFS)

This contribution presents results obtained for protection ratios of OFDMbased transmission schemes into existing VHF-FM systems currently used in ITU-Region I (87.5 MHz to 108.0 MHz). As representative OFDM-based candidate transmission schemes for coexistence with analogue VHF-FM (and its potential subsequent succession), DRM+ and HD-RadioTM were chosen for the measurement campaign. These two OFDM transmission schemes are discussed in terms of their respective interference potential into VHF-FM on the one hand and into the adjacent frequency bands, i.e.

Police Communication Service in Germany (lower band edge)
Air Traffic Control services (upper band edge)
- Instrument Landing System (ILS)
- VHF Omnidirectional Radio Beacon System (VOR)

on the other hand. For the sake of comparison, the measured protection ratios for VHF-FM into VHF-FM are contrasted. Furthermore, a comprehensive analysis of the effect of OFDM-signals on conventional FM-receivers is presented.

2007-09-13b14_08WSDB_TUIlmenau.pdf

Bundesnetzagentur Documentation G531/00328/07

Compatibility Measurements DRM120, DRM+ and HD Radio interfering with FM Broadcast, Narrowband FM (BOS) and Aeronautical Radionavigation

Thomas Hasenpusch, BNetzA Station Munich / Roland Effinger, BNetzA Station Konstanz / Felix Schad, Fachhochschule Kaiserslautern / September 2007 This document describes the results of protection ratio measurements between the following radio services:

FM stereo reception interfered by DRM+ / DRM120 and HD-Radio
Narrowband FM reception interfered by DRM+ / DRM120 and HD-Radio
Aeronautical Radionavigation (VOR and ILS) interfered by DRM+ / DRM120 and HD-Radio

2007-09_BNetza-Report_DRMHDBOSARN.pdf

Verträglichkeitsuntersuchungen zum Verhalten von DRM120 und HD-Radio gegenüber dem FM-Rundfunk, BOS-Funk und Flugfunkdiensten

Prof. Dr.-Ing. Andreas Steil (FH Kaiserslautern) / Dipl.-Ing. (FH) Felix Schad (FH Kaiserslautern) Der vorliegende Bericht dokumentiert die von der FH Kaiserslautern und der Bundesnetzagentur durchgeführten Schutzabstandsmessungen für die digitalen Rundfunksysteme ¨DRM120 und HD-Radio. Die von diesen Rundfunksystemen ausgestrahlten Signale werden detailliert hinsichtlich ihres Interferenzpotentials gegenüber den bestehenden Funkdiensten

BOS-Funk / Schmalband-FM
FM-Rundfunk inkl. RDS
Flugnavigationsfunk: VOR und ILS (nur Localizer)

untersucht und bewertet.

2007-11-08_Vertraeglichkeit_FM-Digital.pdf

8th Workshop on Digital Broadcasting, 18.-19.09.2008, Erlangen (Part 1)

DRM+ Field Trial: Concept, Setup, and First Results // Leaving the dead-end street: New ways for the distribution of the VHF-FM sound broadcasting with DRM+ Andreas Steil, F. Schad, University of Applied Science; Joachim Lehnert, Media Authority of Rhineland-Palatinate (LMK), Ewald Hedrich, Fraunhofer IIS, Germany The field trial mainly strived for two goals. The first objective was to verify and extend the results on system compatibility obtained for DRM+ from extensive laboratory measurements . These results apply to compatibility between DRM+ and HD-RadioTM, respectively, into

aeronautical radio services (VOR, VHF Omnidirectional Range and ILS (Instrument Landing System) 108.0 – 117.95 MHz),
FM broadcasting (87.5 – 108.0 MHz), and
narrowband FM BOS services (74.0 – 85.0 MHz).

2008-09-18b19_09WSDB_IISErlangen_Part1.pdf

8th Workshop on Digital Broadcasting, 18.-19.09.2008, Erlangen (Part 2)

First results on compatibility planning of DRM+ and HD Radio in the VHF band /Leaving the dead-end street: New ways for the distribution of the VHF-FM sound broadcasting with DRM+ Joachim Lehnert, Media Authority of Rhineland-Palatinate (LMK)

2008-09-18b19_09WSDB_IISErlangen_Part2.pdf

Abschlussbericht zum technisch-wissenschaftlichen Vergleich der Verträglichkeit von UKW-FM mit HDRadio und mit DRM+, 23.09.2008

Verfasser: Mark Rosenbaum, TU Kaiserslautern im Auftrag der Landeszentrale für Medien und Kommunikation (LMK) Rheinland-Pfalz. Betreuer: Dipl.-Ing. Joachim Lehnert (LMK), Prof. Dr.-Ing. Ralph Urbansky (TU Kaiserlautern), Dr.-Ing. Wolfgang Sauer-Greff (TU Kaiserslautern) Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Möglichkeiten der Integration der digitalen Rundfunksysteme DRM+ und HD-Radio in die jetzige Rundfunklandschaft im Band II. Die Arbeit entstand im Rahmen der Kooperation zu DRM+ der LMK, der TU Kaiserslautern und der Fachhochschule Kaiserslautern.

2008-09-23_Abschlussbericht_VergleichFMDRMHdRadio.pdf

Abschlussbericht zum DRM+-Feldversuch Kaiserslautern, Versuchszeitraum: 1. März 2008 – 31. Mai 2008

Prof. Dr.-Ing. Andreas Steil (FH Kaiserslautern) / Dipl.-Ing. (FH) Felix Schad (FH Kaiserslautern) Das vorliegende Dokument beschreibt ausführlich die Arbeiten und Erkenntnisse, welche im Rahmen des Feldversuchs mit DRM+ durchgeführt bzw. gewonnen wurden. Der Feldversuch fand in der Zeit vom 01.03.2008 bis 31.05.2008 statt. Folgende Ziele wurden mit dem Feldversuch angestrebt und erreicht: 1. Ergänzung und Validierung der bei vorangegangenen Labormessungen gewonnenen Erkenntnisse zur Verträglichkeit von DRM+ mit anderen Funkdiensten, insb. zu UKW-FM, im realen Umfeld. 2. Konzeption, Aufbau und Inbetriebnahme der weltweit ersten kompletten echtzeitfähigen DRM+-Übertragungskette. 3. Gewinnen erster Eindrücke zur Versorgungsreichweite von DRM+ im realen UKW-FM-Umfeld.

2008-12-01_Abschlussbericht_DRMplus-Feldversuch_KL_2008.pdf

IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, 13-15 May, 2009, Bilbao, Spain - Digitising VHF FM sound broadcasting with DRM+ (DRM Mode E)

A. Steil, F. Schad, M. Feilen, M. Köhler (University of Applied Sciences Kaiserslautern), J. Lehnert (Landeszentrale für Medien und Kommunikation, Ludwigshafen), E. Hedrich and G. Kilian (Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS, Erlangen) This paper summarizes and discusses findings on compatibility of the forthcoming DRM mode E into classical VHF FM sound broadcasting. The results are based on theoretical considerations, lab measurements, field trials and radio network planning exercises. In addition, the status of the ongoing work towards a comprehensive DRM mode E coverage study including first results hereof are given.

2009-05-13b15_IEEE-BMSB-Bilbao.pdf

10th Workshop Digital Broadcasting 16.-17.09.2009, FhG IDMT Ilmenau

Leaving the Dead-end Street: New Ways for the Digitisation of the VHF-FM Sound Broadcasting with DRM+ Prof. Dr.-Ing. Andreas Steil; Dipl.-Ing. (FH) Felix Schad; Martin Köhler (University of Applied Sciences of Kaiserslautern), Dipl.-Ing. Joachim Lehnert (Landeszentrale für Medien und Kommunikation Rheinland-Pfalz) Part I: Field trials on DRM+ coverage in VHF band II Part II: First results on compatibility and coverage analyses of DRM+ single frequency networks (SFN) in VHF band II Part III: Investigations on the deployment of DRM+ in VHF band III

2009-09-16b17_10WSDB_IDTMIlmenau.pdf

Abschlussbericht zum DRM+-Feldversuch Kaiserslautern, Versuchszeitraum: Januar – August 2009

Prof. Dr.-Ing. Andreas Steil / Dipl.-Ing. (FH) Felix Schad / Martin Köhler Der vorliegende Bericht befasst sich mit der Eignung von DRM+ als potentiellen Kandidaten zur Digitalisierung des VHF-Bandes II, genauer des UKW-Bandes (87, 5 MHz – 108, 0 MHz). Der Fokus dieses Dokuments liegt auf der mit DRM+ erreichbaren Versorgung. Die zu diesem Themenkomplex durchgeführten Arbeiten, die Grundlage des Berichts sind, fanden mit Unterbrechungen im Zeitraum Januar bis August 2009 statt. Im vorliegenden Bericht werden einerseits die durchgeführten Arbeiten ausführlich beschrieben und dokumentiert und anderseits die gewonnenen Erkenntnisse diskutiert und bewertet. Folgende Ziele wurden mit den durchgeführten Arbeiten angestrebt und erreicht:

Der DRM+-Sender und -Empfänger wurden sowohl einzeln und als auch als Übertragungskette in Bezug auf wesentliche Kernparameter, wie z. B. Linearität, Phasenrauschen, Rauschzahl und Dekodergüte, vermessen.
Auf der Basis dieser Kenntnisse wurden geeignete grundlegende Planungsparameter zum DRM+-Empfang abgeleitet und messtechnisch validiert.
Der zur Frequenzplanung wichtige Parameter „Schutzabstand“ von DRM+ gegenüber UKW-FM-Signalen und DRM+-Signalen wurde messtechnisch erfasst.
Eine auf dieser Datenbasis beruhende Versorgungsprognose für den DRM+-Sender der FH Kaiserslautern wurde erstellt.
Zur Erprobung und Validierung der o. g. Parameter und Prognosen wurden vielfältige Messungen im Rahmen eines Strahlungsversuchs (Feldversuch) durchgeführt und das Versorgungsgebiet des UKW-FM / DRM+-Hybridsenders der FH Kaiserslautern eingehend untersucht. Dies geschah sowohl im Hinblick auf stationären als auch auf den mobilen Empfang.

2009-11-27_Abschlussbericht_DRMplus_FM-band_2009.pdf

Diplomarbeit „Messtechnische Bewertung der Nutzbarkeit von DRM+ im VHF-Band III“, 1. Oktober 2009 – 1. April 2010

Martin Köhler, Betreut durch: Prof. Dr.-Ing. Andreas Steil (FH-KL), Prof. Dr.-Ing. Martin Kreutzer (FH-KL), Dipl.-Ing. Joachim Lehnert (LMK), Dipl.-Ing. (FH) Felix Schad (FH-KL) DRM+, der Mode E des DRM-System [Ins09], ist spezifiziert für VHF-Band I und VHF-Band II, d.h. für Frequenzen von 47 MHz – 174 MHz. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Nutzbarkeit von DRM+ im höhergelegenen Frequenzband VHF-Band III (174 MHz–230 MHz). Die durchgeführten Arbeiten fanden im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit im Zeitraum Oktober 2009 bis März 2010 statt. Zu Beginn des Jahres 2010 wurde ein großangelegter Feldversuch gestartet, um die Ergebnisse der vorangegangenen Laboruntersuchungen zu verifizieren. Die Ergebnisse der Laboruntersuchungen werden in diesem Bericht dokumentiert auf die Arbeiten des Feldversuches wird in einem gesonderten Bericht eingegangen. In der vorliegenden Untersuchung werden die durchgeführten Arbeiten ausführlich beschrieben sowie die gewonnenen Erkenntnisse diskutiert und bewertet. Folgende Ziele wurden in der vorliegenden Arbeit angestrebt und erreicht: 1. Konzeption, Aufbau, Inbetriebnahme sowie Untersuchung der Performance der aufgebauten kompletten VHF-Band III DRM+-Übertragungskette. Ein besonderes Augenmerk liegt in der Beurteilung der Eignung des verwendeten DAB-Senderequipments wie auch der DAB-Frontends für die Nutzung von DRM+. 2. Durch eine Vielzahl von Kanalsimulationen können potenzielle Einschränkungen von DRM+ im VHF-Band III ermittelt werden und eine Aussage zur mobilen Nutzbarkeit des Systems gemacht werden. Die Nutzbarkeit in einem Gleichwellennetz (SFN) wurde nicht betrachtet. 3. Für die Netzplanung wichtigen Planungsparameter wie Mindestempfangsfeldstärke, Fading-Aufschlag sowie Schutzabstände zu den im VHF-Band III etablierten DAB-System wurden durch Messungen an der Übertragungskette ermittelt.

2010-04-12_MesstechnischeBewertungNutzbarkeit_DRM+VHFBandIII.pdf

11th Workshop Digital Broadcasting 15.-16.09.2010, FhG IIS Erlangen

DRM+, a perfect complement to DAB/DAB+ in VHF band III - Technical results, planning aspects, and regulatory work - Prof. Dr.-Ing. Andreas Steil (FH-KL), Dipl.-Ing. Joachim Lehnert (LMK)

2010-09-15b16_11WSDB_IISErlangen.pdf

Summary Report „DRM+-field trial Kaiserslautern, Germany, VHF-Band III, Trial period: January – May 2010“

Prof. Dr.-Ing. Andreas Steil / Dipl.-Ing. (FH) Felix Schad / Dipl.-Ing. (FH) Martin Köhler Date of issue: October 2011 The field trial described in this report at hand has shown that the operation of DRM+ in the VHF Band III is possible in a real-world scenario. The trial’s outcome can be summarized as follows:

DRM+ operation in a real-world scenario is possible, even with the use of modified DAB-receiving frontends.
Measurements in a mobile and stationary scenario reveal a good coverage performance that matches quite well with preliminary frequency planning excercises based on the laboratory values.
Adjacent-channel interference was barley to simulate in this trial comprehensively. The impressions gained tend to harden the protection ratios evaluated prior to the field-operation.
Co-channel interference is controlable. The results tend to confirm the protection ratios evaluated prior to the field-operation.
Speed issues due to the increased doppler shift in this frequency range as compared to band II exist, but have shown to be much more promising in the local terrain situation.

The trial shows that DRM+-operation in this frequency band is possible and that it can coexist compatible and complement the digital audio broadcast solution established already in this frequency range.

2011-03-04_ DRM+fieldtrialKLVHFBandIII.pdf

Entwicklung und Fertigung eines Multinorm-Empfängers zum Empfang von DRM im Mode E (DRM+) gemeinsam mit DAB+ und UKW-FM und von weiteren Hörfunksystemen

Bernd Knodt (TU-KL) / Lars Schimmele (TU-KL) Betreut durch: Prof. Dr.-Ing. Ralph Urbansky (TU-KL), Dipl.-Ing. Joachim Lehnert (LMK), Dipl.-Ing. Mark Rosenbaum (TU-KL), Dr.-Ing. Wolfgang Sauer-Gre(TU-KL), Ziel dieser Arbeit: Der Entwurf und Bau eines günstigen Empfängers auf Basis eines DAB+-Frontends, der neben den bekannten Rundfunksystemen wie AM, FM oder DAB+ auch DRM+ empfangen kann. Der Empfänger soll aus frei auf dem Markt erhältlichen Bauteilen bestehen und vom Aussehen und der Bedienung einem handelsüblichen portablen Radioempfänger entsprechen. Die Qualität des Empfängers soll in dieser Arbeit anschließend messtechnisch bewertet werden.

2013-01-31_DRM_EmpfaengerPrototyp.pdf

13th Workshop Digital Broadcasting 24.-25.09.2014, Erfurt

Eine portable Sendeeinheit für DAB und DRM - Konzept, Realisierung und Messergebnisse eines digitaler Hörfunksender im VHF-Band III M. Kröger, M. Rosenbaum, W. Sauer-Greff, R. Urbansky (TU-KL) /J. Lehnert (LMK) / A. Steil (FH KL)

2013-09-24b25_13WSDB_Erfurt.pdf

Entwicklung und Fertigung eines portablen Hörfunksenders zur Ausstrahlung von DAB und DRM+ im VHF-Band III

Michael Kröger (TU-KL) Betreut durch: Prof. Dr.-Ing. Ralph Urbansky (TU-KL), Dipl.-Ing. Joachim Lehnert (LMK), Dipl.-Ing. Mark Rosenbaum (TU-KL), Dr.-Ing. Wolfgang Sauer-Greff (TU-KL) Zu den vielfältigen Gründen, weshalb insbesondere lokale Hörfunkanbieter einen Einstieg in den digita-len terrestrischen Rundfunk mit den digitalen Systemen DAB und DAB+ oder auch mit Digital Radio Mondiale (im Mode E „DRM+“) scheuen, gehören auch die hohen finanziellen Aufwendungen für den Senderbetrieb. Motiviert durch positive Erfahrungsberichte aus der Schweiz über kostengünstige Sender unter Verwendung eines von opendigitalradio.org weiterentwickelten Software Defined Radio (SDR) wurde ein Kooperationsvorhaben initiiert, um aus verfügbarer Standardhardware und dieser sowie ande-rer OpenSource-Software einen standardkonformen portablen Hörfunksender zu realisieren, der mit ca. 100 W Sendeleistung eine lokale Programmversorgung mit DAB gewährleisten kann. Das Gesamtsystem des digitalen Hörfunksenders wurde im Zuge des Symposiums „Einstieg in die digi-tale Verbreitung über DAB und DRM+ für den lokalen Hörfunk und Bürgermedien - Meilensteine aus Rheinland-Pfalz, Deutschland und Europa“ am 03.07.2014 als Demonstrator betrieben und zuverlässig DAB und DRM+ verbreitet.

2014-08-27_Portabler-DAB-DRM-Sender.pdf