Wie breitbandig auf 868MHz ?

Hatte mal Impulse ausgewertet und wollte den zeitlichen Abstand in der 
Größe 0.2µs übertragen (10m).
Mit handelsüblichen Videomodulen 5.8GHz ging das ganz gut.

14MHz ist ja nicht zwangläufig die Datenrate :-/
Wie breit ist das band denn nun?

Das ist aber ärgerlich :-/ Da wärs ja fast noch sinnvoller, noch 
Breitbandiger zu werden und eine Mittefrequenz zu wählen, sodass die 
Spektralen Peaks in erlaubten Bereichen sind...

868MHz*14MHz = 854MHz || 882Mhz.    Also mist.

x*y = 868Mhz || z

Was könnte z sein? :-)

WilderStrahler schrieb:
> Was könnte z sein?

hääää?

Sag doch was du machen willst, dann kann Dir auch jemand helfen. OOK ist 
bei hoher datenrate wirklich nicht gerade die beste Wahl. Egal wieviel 
Bandbreite Du hast.

Es geht schlicht darum, das "on" nochmals zu modulieren. Das spart 
nochmal die hälfte an strom und schafft störsicherheit gegenüber anderen 
sendern.
wenn man 250-500kBaud erreichen will, muss man aber entsprechend 
hochfrequent modulieren.

es geht darum die hardware selbst zu bauen. ich möchte OOK betreiben.
da man beim "Off" nicht das signal modulieren kann, möchte ich das "on" 
modulieren. doppelt OOK quasi.

Das ist wie eine Fernbedienung: Die Trägerfrequenz selbst ist IR. Das 
ist moduliert mit den 40kHz (whatever) und immer wenn das modulierte 
signal anliegt, wird ein logischer Zustand 1 erkannt, sonst 0. Die 
Modulation selbst schafft störsicherheit z.B. gegenüber tageslicht oder 
dauer-IR-strahlern.


Die Frage ist, mit welcher Frequenz man die 868MHz maximal an/aus machen 
darf, damit man niemanden stört.

Mal umgekehrte Frage: Welche Datenrate benötigst Du für Dein 
Sensornetztwerk den wirklich? Wohl kaum 14 MBit/s...

Schon mal was von Manchester Code gehört?

http://de.wikipedia.org/wiki/Manchester-Code

Dein Instinkt ist an sich richtig, dass es nix taugt, wenn man einfach 
mal eine Reihe Nullen aus Dauer-Aus sendet. Da haben sich aber auch 
schon vor langer Zeit schlaue Leute den Kopf drüber zerbrochen und 
entsprechende Codes entwickelt.

Darüberhinaus hilft eine Kanalcodierungen 
(http://de.wikipedia.org/wiki/Kanalkodierung) Fehler zu erkennen und zu 
beseitigen.

Viel Erfolg!

>Datenrate
So viel wie geht: je kürzer man sendet, desto stromsparender.

>Rechtecksignal
Korrekt. Allerdings, und das weißt auch du, braucht man für offene Augen 
im Augendiagram nicht unbedingt ein Rechteck ;-) Wenns einen 
chinesischen Touch hat, ists auch ok...

Ich tentiere ja grade einen OOK+FSK hybriden zu bauen. Mit OOK den 
Träger so modulieren, dass das Empfangene OOK-Signal per FSK (uU 
mehrwertig) ausgewertet werden kann.

Ich kann nur nochmal empfehlen, schau Dir den Manchester Code an. So wie 
ich das Problem verstanden habe, ist das genau das was Du suchst.

ManchesterCode verbessert durch Schmalbandigkeit nicht den SNR innerhalb 
des Demodulierungspfades und vergrößert nicht die Störsicherheit 
gegenüber anderen Sendern.

Angenommen du möchstest 1Mbit Datenrate, so ist ein Bandpass bei x MHz 
mit 2MHz bandbreite SNR-unterdrückender als ein Tiefpass mit fg=2MHz.

Für reines OOK reicht eigentlich der Tiefpass nach dem 
Spitzenwertdetektor aus. Verschenktes Potential.
Ein Bandpass + ein weiterer Peakdetector+Tiefpass macht da wesentlch 
mehr gewinn.

WilderStrahler schrieb:
> ManchesterCode verbessert durch Schmalbandigkeit nicht den SNR
> innerhalb
> des Demodulierungspfades und vergrößert nicht die Störsicherheit
> gegenüber anderen Sendern.

So langsam wird klar was Du machen möchtest. Da interessiert micht jetzt 
aber die Mathematik, die Dir sagt das Dein Konzept da Vorteile hat.

Wenn man durch Filterung darauf besteht, dass das AM über die Bitdauer 
hochfrequent moduliert werden muss, um ein Bit zu erkennen, sind die 
Störquellen schonmal wieder geringer. Die Breitbandigkeit des Empfängers 
ist egal. Sobald man hinter dem Peakdetektor einen Tiefpass schaltet, 
begrenzt man damit quasi die Empfangsbandbreite (SNR-Technisch).
Wieso?
Wenngleich der Peakdetektor über einen breiteren Frequenzbereich 
gefüttert wird, erzeugt das breitere Eingangsrauschen im mittel hinter 
dem Peakdetektor auch nur ein reinen DC-Offset. Wie sehr/lange man 
mittelt bestimmt der Tiefpass hinter dem Peakdetector.
Nur, weil man nicht Frequenzselektiv ist, bedeutet das nicht, dass man 
breitbandig ist.

Das ist das selbe wie mit einem reinen FSK-Empfänger: Das Mischprodukt 
Tiefpassfiltern und man hat die Empgangsbandbreite festgelegt. Egal, was 
der LNA alles aufschnappt. Das Mischen macht den Einzigen Unterschied, 
dass man zusätzlich noch frequenzselektiv ist.

Die Mathematik?
hmmh.

Wenn man eine Rauschspannung "Unoise" hat, die durch die 
Empfangsbandbreite "BW" entsteht und die mit einem Tiefpass mit der 
Grenzfrequenz "fg" filtert, ergibt sich nach dem Filter eine 
Rauschspannung:

Unoise_tp = Unoise * sqrt(fg/BW);

Ich behaupte nun, dass ein Bandpass bessere Eigenschaften hat:
Wenn ein Bandpass durch 2 Tiefpässe (f1, fg2) entsteht: einer begrenzt 
die hohen Frequenzen ab fg2, der andere schließt die tiefen bis fg1 
kurz.

Die Rauschspannung nach solch einer Schaltung ergibt sich zu:

Unoise_bp = Unoise * [ sqrt(fg2/BW) - sqrt(fg1/BW) ];

Wenn man da mal Zahlen einsetzt und mit einer Bandbreite fg=2MHz bzw 
fg2-fg1=2MHz, sieht man, dass der Bandpass quasi immer überlegen ist.

Dadurch gewinnt man SNR.

Ehrlichgesagt muss ich nicht unbedingt besser sein als was anderes. OOK 
hat den vorteil sehr simpel zu sein. Ich versuche ledigleich ohne viel 
Aufwand dessen Schwächen zu umgehen. An Bandpässen, habe ich da nichts 
auszusetzen. An einem zweiten Peakdetektor auch nicht.

Nur muss ich wissen, wie hochfrequent man die Amplitude modulieren darf. 
So viel zum Zusammenhang zum Originalpost. Das das Thema abdriftet, ist 
nicht meine schuld, wenn man sich über alles rechtfertigen und alles 
offenlegen muss, nur damit es zerflückt wird -.-

Elektronik besteht immer aus Tradeoffs. Wenn ich für ein zehntel des 
Aufwands der "gestandenden" modulationen ähnliche Empfangseigenschaften 
habe, die zwar schlechter, aber immernoch brauchbar sind, find ichs 
nicht sinnlos oder dumm. Auch wenn ich während des Empfangs nicht 
jedesmal eine Stromfress-PLL anschalten muss, um höchst frequensselektiv 
zu empfangen, empfinde ich das als wertvoll.

Die komerziellen ICs haben alle so um die 10mA Betriebsstrom beim 
Empfangen und eine Empfindlichkeit von -110dBm. Ausnahmen gibts... aber 
so um die drehe liegt das doch alles Pi*Daumen.

Wenn ich -100dBm schaffte bei 0.4mA... ists doch das "gefrickel" wert, 
oder?

>Laß die Katze aus dem Sack!
Uni.

>Also ein diskretes Design mit normalo-Bauelementen?
Chip.
>Da ist also erstmal Recherche angesagt.
Korrekt. Papers hab ich durchsucht. Die sind alle auf Spitzenleistung 
auf für eine bestimmte Kenngröße optimiert. Die einen Empfangen mit 
wenigen nJ/bit, brauchen dafür -50dBm am Eingang. Da ist viel 
Marketingunfug dabei, davon lass ich mich nicht blenden. Komerzielle 
Produkte sind da sympathischer in den Kenndaten, dort geht es 
tatsächlich drum, was zu bauen, was funktioniert und praktischen nutzen 
hat.


>Dir ist klar, das FSK nichts anderes als orthogonale OOK mit zwei
>Trägern ist?!
Ja, aber man verbrät beim Senden die doppelte energie -> "2 Träger", 
verstehste? Beim Empfangen muss ne PLL laufen. Das stinkt doch. FSK und 
OOK sind SNR-mäßig gleichwertig, das stimmt.

>Du brauchst einen Bandpaß zumindest auf Senderseite.
Sehe ich auch so.

>Mehrstufige Modulations macht den Empfänger sofort sehr viel komplexer.
>Also viel ist da einfach nicht zu holen. Ich würde fast sagen, das
>Thema ist gegessen.
Kommt Methodik an. Wenn alle so denken würden.... Wenn ich meinem 
Konzept folge, ist ein 4-Wertiger Empfänger kein nennenswerter 
Mehraufwand gegenüber einem 2-wertigen Empäfnger. Ich schicke das 
OOK-Signal schlichtweg durch 2 Bandpässe statt einem und habe 3 
Peakdetektoren statt 2 usw. Weder müssen meine HF-Verstärker dafür 
sonderlich linear sein noch sonst irgendwas.

>wie bei FM-Rundfunk wird dort in der ZF begrenzt.
IF heißt mischen, oder? Mischen heißt PLL. PLL heißt Strom. hmmh.

Mit der Aufsplittung der Leistung hast du so weit recht. Interessant 
wäre noch Einseitenbandmodulation, weil man da nicht nur 2.8MHz, sondern 
die vollen 5.6MHz hat.  Allerdings bedingt das sehr hohen aufwand mit 
sich.

Man muss auch mal anmerken, dass sich an die 863Mhz unten ein 
Audio-Funk-Kopfhörer/Mirko-Band anschließt. Mit eine Belegungsdauer von 
0.1-1% und OOK wäre man nicht ernsthaft Hörbar. So illegal, wie der 
Gedanke ist.. aber interessieren tuts eigentlich kaum jemanden. Nur mal 
so nebenbei ;-) Das bedarf auch keiner Kommentierung.

Angenommen, man würde den Output, den OOK bringt ein 1MHz signal und ein 
1.8MHz signal verstecken, könnte man das mit Bandpässen der BW=500kHz 
die Signale unterscheiden.

01 = 1000kz
10 = 1800kHz
11 = 1000 & 1800khz
00 = aus.

wenn man 1000kHz gleichrichtet und man vllt 16 halbwellen benötigt, um 
ein Signal zuverlässig zu erkennen, ist man bei 125kBaud -> 250kbit/s. 
geht doch. bei 1.8V und 0.4mA sind das 2.88nJ/bit. Das ist auf dem 
niveau von manchen Papers, nur dass ich -100dBm schaffe

>PLL heißt Strom, wie jeder andere Oszillator bei 868 MHz.
Korrekt. Und den gilt es beim Empfangen komplett zu vermeiden. Deswegen 
rekonstruioere ich meine IF aus OOK.

>Pendelaudion ... schafft man wirklich einen Empfänger im Bereich 1 mA
>Stromaufnahme

Ich schaffs mit weniger. Der LC-Schwingkreis ist für 868Mhz auch 
schlecht in Silizium zu bringen.

Ich meld mich zurück, wenn ich geschaut habe, was man mit 5.6MHz in der 
IF so anstellen kann und ob die 1.8MHz&1MHz trennbar sind usw.

Jörg Wunsch schrieb:
> Wenn du sie mal auf den Sonderfall runterbrichst,
> dass du statt mit einem Rechteck mit einem Sinus modulierst, dann hast
> du bei einer Hilfsträgerfrequenz von 2,8 MHz den Punkt erreicht, wo du
> die Hälfte der Leistung bei f0 rauspustest und je ein Viertel bei
> f0 ± 2,8 MHz.

Dieses Problem der Amplitudenmodulation ist eigentlich seit 1915 aus der 
Welt. Mit den Erkenntnissen und der Patentanmeldung von Carson zur 
Unterdrückung des informationslosen Trägers bei f0 und einem der 
redundanten Seitenbänder bei f0 + oder - Nutzsignalfreq. stieg bei 
Amplitudenmodulation die nutzbare Leistung auf dem Übertragungskanal um 
einen Faktor 4, i.e. 6dB.

>Wieso?  Was glaubst du, was in so einem AT86RF212 im VCO werkelt?
Laut Datenblatt gibts einen Block mit "FrequencySynthesis" Das wird eine 
PLL sein. Gut und gerne kann man für sowas einen Ringoszilator nutzen, 
wenn die PLL-Bandbreite entsprechend hoch ist.  Außerdem: RX=9.2mA. Man 
kann da auch nen LC einbauen mit 4xf0 als Grundfrequenz und entsprechend 
teilen.  Bei der Stromaufnahme ist alles möglich. Es reicht bei sowas 
aber ein Double-Feedback Ring-Osc und gut.

>Da bin ich auf die Empfindlichkeit gespannt.
Na bis jetzt schaff ich bei 0.25mA fürs Frontend incl des ersten 
Peakdetektors besser als -100dBm.

@Mike: das wurde schon angesprochen. Einseitenbandmodulation ist aber 
sehr aufwendig.

Ich weiß.. :-(

>Königsbrücker Straße
In der tat nebenan. :-D

Ich weiß aber noch nicht, warum man unbedingt einen guten Osczillator 
braucht, wenn er in einer PLL arbeitet, darf er doch Phasenrauschen 
haben wie er will, das wird doch ausgeregelt :-O

WilderStrahler schrieb:

> Unoise_tp = Unoise * sqrt(fg/BW);
> [...]
> Unoise_bp = Unoise * [ sqrt(fg2/BW) - sqrt(fg1/BW) ];

Du möchtest mir also sagen, dass das eine Megahertz von
0MHz... 1MHz stärker rauscht als das eine Megahertz von
999MHz...1000MHz? Im Ernst?

(Weißes Rauschen natürlich; Funkelrauschen usw. vernachlässigt.)