Hallo,
Ich habe ein paar fragen bezüglich HF Digitalfunk im 2.4/5GHz Band
(wobei die Fragen eigentlich von der Frequenz recht unabhängig sind).
Eins vorweg: Ich bin recht unerfahren in dem Bereich also verzeit bitte
grobe Fehler.
Soweit ich weiß ist doch die Signal to Noise Ratio für einen guten
empfang viel wichtiger als die reine Signalstärke.
Dennoch finde ich bei praktisch jedem Wifi modul (vorrausgesetzt man
findet überhaupt Datenblätter) nur eine Angabe zur maximalen
Sensitivity, nicht jedoch zur minimalen SNR.
Des weiteren konnte ich keine Wifi chipsets mit einer sensitivity von
besser als ~-95dbm finden, welche Gründe hat das (viele nicht Wifi
empfänger bieten z.t. -105dbm oder besser) ?
Gibt es eine möglichkeit die Empfindlichkeit/Reichweite zu erhöhen ohne
die Maximale Sendeleistung zu überschreiten und ohne die guten
Eigenschaften von Rundstrahlantennen zu verliehren ?
Viele Lösungen behaupten Reichweiten von >1km während ich mit meiner
Lösung bisher nur auf ~100m + 1 Wand komme, was zwar für Wifi nicht
schlecht ist, allerdings noch ein weiter Weg zu den Reichweiten
kommerzieller Lösungen.
Rauchzeichen schrieb:> Soweit ich weiß ist doch die Signal to Noise Ratio für einen guten> empfang viel wichtiger als die reine Signalstärke.> Dennoch finde ich bei praktisch jedem Wifi modul (vorrausgesetzt man> findet überhaupt Datenblätter) nur eine Angabe zur maximalen> Sensitivity, nicht jedoch zur minimalen SNR.
Weil es dir als Anwender ziemlich egal sein kann, ob dein Empfänger mit
-98 dBm rauscht und ein SNR von 3 dB für die sichere Decodierung braucht
oder ob er zwar erst mit einem SNR von 5 dB zufrieden ist, aber dafür
nur -100 dBm äquivalentes Eigenrauschen hat. In beiden Fällen würdest du
ein mindestens -95 dBm starkes Signal benötigen für einen sicheren
Empfang.
> Des weiteren konnte ich keine Wifi chipsets mit einer sensitivity von> besser als ~-95dbm finden, welche Gründe hat das (viele nicht Wifi> empfänger bieten z.t. -105dbm oder besser) ?
Bandbreite. Je schmaler die Empfängerbandbreite ist, um so weniger
Rauschanteil wirkt am Eingang – aber um so geringer ist (in erster
Näherung) die erreichbare Datenrate.
> Gibt es eine möglichkeit die Empfindlichkeit/Reichweite zu erhöhen ohne> die Maximale Sendeleistung zu überschreiten und ohne die guten> Eigenschaften von Rundstrahlantennen zu verliehren ?
Welches sind denn die „guten“ Eigenschaften einer Rundstrahlantenne? ;-)
Nein, gibt es nicht, von nichts wird nichts. Eine gute Antenne ist der
beste HF-Verstärker, lautet ein ganz alter Spruch. Aber mal von
suboptimal gebauten und daher besonders schlechten Antennen abgesehen,
gebietet es die Physik eben, dass Antennengewinn nur aus einer
Richtwirkung erzielbar ist.
Jörg W. schrieb:> Welches sind denn die „guten“ Eigenschaften einer Rundstrahlantenne? ;-)
Eben dass sie keine richtwirkung haben.
Jörg W. schrieb:> Weil es dir als Anwender ziemlich egal sein kann, ob dein Empfänger mit> -98 dBm rauscht und ein SNR von 3 dB für die sichere Decodierung braucht> oder ob er zwar erst mit einem SNR von 5 dB zufrieden ist, aber dafür> nur -100 dBm äquivalentes Eigenrauschen hat. In beiden Fällen würdest du> ein mindestens -95 dBm starkes Signal benötigen für einen sicheren> Empfang.
Aber angenommen ich bin in einer relativ Rauscharmen Umgebung und hab
einen Verstärker in meinem HF Frontend, dann spielt es doch sehr wohl
eine Rolle, warum also finden sich diese Angaben nicht mal im Datenblatt
der Chips ?
Jörg W. schrieb:> Bandbreite. Je schmaler die Empfängerbandbreite ist, um so weniger> Rauschanteil wirkt am Eingang – aber um so geringer ist (in erster> Näherung) die erreichbare Datenrate.
Das dachte ich mir schon, allerdings habe ich auch Bandbreitenstarke
Empfänger mit deutlich besseren Daten gefunden (leider nur in fertigen
Produkten, daher keine Option).
Rauchzeichen schrieb:> Jörg W. schrieb:>> Welches sind denn die „guten“ Eigenschaften einer Rundstrahlantenne? ;-)>> Eben dass sie keine richtwirkung haben.
Ob das gut ist oder nicht, hängt vom Anwendungsfall ab.
> Aber angenommen ich bin in einer relativ Rauscharmen Umgebung
Falsche Annahme.
Es geht um das Eigenrauschen des Empfängers. Das hat ein theoretisches
Limit, welches bei Raumtemperatur bei -174 dBm/Hz liegt.
Der Rauschfaktor ist dann das Maß, um was dein Empfänger stärker rauscht
als dieses theoretische Minimum.
Über diesem wiederum musst du mit hinreichendem SNR aufschlagen, damit
dein Nutzsignal ausgewertet werden kann. Das ist dann die
Empfängerempfindlichkeit.
> Das dachte ich mir schon, allerdings habe ich auch Bandbreitenstarke> Empfänger mit deutlich besseren Daten gefunden (leider nur in fertigen> Produkten, daher keine Option).
Dann musst du Ross und Reiter benennen.
Jörg W. schrieb:> Dann musst du Ross und Reiter benennen.
Z.b. Die DJI Lightbridge erreicht laut Datenblatt -105dBm sollte aber
eine ähnliche Bandbreite haben als die langsamen Wifi Standards. Dennoch
tummeln sich die besten Wifichips die ich gefunden hab in dem
Bandbreitenbereich um die -95dBm und damit ein ganzes Stück schlechter.
Leider hab ich andere Nutzdaten sodass die fertige Lösung keine Option
ist.
Jörg W. schrieb:> Der Rauschfaktor ist dann das Maß, um was dein Empfänger stärker rauscht> als dieses theoretische Minimum.
Ahh ok dann kann ich quasi außer besseren (und damit nicht 360°)
Antennen quasi garnichts machen, versteh ich dass richtig ?
Rauchzeichen schrieb:> Jörg W. schrieb:>> Dann musst du Ross und Reiter benennen.>> Z.b. Die DJI Lightbridge erreicht laut Datenblatt -105dBm sollte aber> eine ähnliche Bandbreite haben als die langsamen Wifi Standards.
Erstens lese ich da was von -101 dBm, zweitens schreiben sie natürlich
nichts über die Bandbreite. Im Wikipedia-Artikel zum thermischen
Rauschen hast du eine Tabelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmerauschen#Rauschpegel
Daraus kannst du entnehmen, dass die -101 dBm bei 20 MHz erreicht
werden. Einen Rauschfaktor besser 3 dB werden sie kaum erreichen (da
gehen ja alle Steckverbinder etc. mit ein), d.h. sie werden mit maximal
10 MHz Bandbreite arbeiten.
> Dennoch> tummeln sich die besten Wifichips die ich gefunden hab in dem> Bandbreitenbereich um die -95dBm und damit ein ganzes Stück schlechter.
Erstens ist 08/15-WIFI noch mehr kostenoptimiert, zweitens üblicherweise
schon 40 MHz breit, man will ja schließlich Bandbreite haben. Mit nur 10
oder 20 Mbit/s gibt sich doch bei WIFI keiner mehr zufrieden.
> Ahh ok dann kann ich quasi außer besseren (und damit nicht 360°)> Antennen quasi garnichts machen, versteh ich dass richtig ?
So ist es. Man kann mit einem guten Vorverstärker (mit gutem
Rauschfaktor) vielleicht eine minimale Verbesserung erzielen, aber dafür
brauchst du halt wieder eine äußere Sende-/Empfangsumschaltung, deren
Verluste gehen auch wieder auf den Rauschfaktor drauf.
