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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Neue Übertragunsraten/Bandbreiten Theorie


Autor: Thomas (Gast)
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Mit hilfe neuartiger HF-DDS Synthesizer lassen sich Oszillatoren Bauen
,dessen Frequenzstabilität und Phasenrauschen um x-Faktoren besser sind
als bei PLL Schaltungen.

Meine Überlegung:
Funkübertragungssysteme mit nahezu unbegrenzter Datenübertragungsrate
bei extrem Kleinen Bandbreiten
könnten in Zukunft möglich sein, wenn ich mich in meiner Theorie nicht
irre.

Sender:
Nehmen wir mal an, ich habe ein NF Basisband von 0 -1 HZ.
Die 1 HZ Bandbreite unterteile ich in 1000 Subbänder(0.001 HZ abstand).
Natürlich könnte man theoretisch das  1-HZ-Band unendlich oft zerteilen.
Der Maximalwert hängt lediglich von der Frequenzstabilität des
DDS-Sysnthesizers,der DSP Rechenleistung und der Samplerate ab.
Es werden dann die 1000 Sinuskurven durchgehend von 0 bis 1 HZ in 0.001
HZ Schritten überlagert. Die Amplitude der jeweiligen Sinuskurve stellt

einen Teil der zu übertragenen Information dar.
Das 1HZ Basiaband wird mittels eines Modulators auf die gewünsche HF
Frequenz heraufgesetzt.


Empfänger:
Das HF Signal wird auf 1 HZ wieder heruntergemischt.
Das 1HZ Signal wird um den Faktor 1000 übertastet. Mittels Digitaler
Filter kann man das 1HZ Band wieder in seine 1000
Subbänder(Sinuskurven) zerlegen und so die Informationen
zurückgewinnen.

Das jetzige physikalische Prinziep:
Bisherige Funksysteme steigern ihre Datenrate, indem sie einweder die
Modulationsgeschwindigkeit(z.B. Frequenzhub) erhöhen ,oder das Spektrum
erweitern. Beides hat den negativen Effekt ,das sich die Bandbreite
proportional vergrößert.

Meine Überlegung:
Rein Physikalisch gesehen ist nämlich die Zeitliche Auflösung im
Gegensatz zur Amplitude im "Äther" unendlich. In der Amplitude stößt
man irgendwann auf ein Rauschen. Ein Frequenzraschen hingegen existiert

im "Äther" nicht. Die Frequenz am Empfänger ist also exakt gleich wie
die erzeugte Frequenz im Sender. Der Grad der Unterteilung ist lediglich
durch die Physikalischen Gesetze der Signalerzeugungs und Auswertungs-
Schaltungen begrentzt. Natürlich dürfen sich beide Objekte nicht
bewegen wegen des Dopplereffektes. Zudem müßen die "Signalpakete" so
kurz sein ,das sie sich durch Reflexionen nicht gegenseitig überlagern
können.

Autor: icke (Gast)
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das steht aber leider im ganz ganz krassen Widerspruch zur
Shannon'schen Informationstheorie....

Welche bandbreite hätte dein Signal aus unendlich vielen Sinus
Funktionen?

Ich hoffe andere können durch ihre Beiträge helfen, damit ich den
Gedanken nicht missverstehe. Ich glaub sprachlich sind da
Mißverständnisse vorprogrammiert - hast du zufällig mal eine
Übertragung  mit Modulation und Demodulation gerchnet? Dann reden alle
ums gleiche ohne sprachliche und gedankliche Verzerrungen, ich glaub
ich hab momentan deinen Punkt noch nicht erwischt.
Reflexion, Dispersion oder sonst welche Dinge jetzt mal ignorierend.

Autor: icke (Gast)
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Noch eine Unklarheit bei mir? Wie kann denn ein 1 Hz Sinus so kurz sein,
daß sein Spektrum wirklich nur einen Frequenzanteil hat? Und wie kann
ich bei langer Zeit für ein datenpaket eine Hohe Übetragungsrate
bekommen?
Wie gesagt sprachliche und/oder Verständisschwierigkeiten.

Mir sind zig Ungereimtheiten und Unklarheiten im Kopf, die ich aber gar
nciht ausreichend prägnant formuieren kann, ich hoffe da auf
Schützenhilfe anderer Poster, die das jetzt können

Autor: Simon (Gast)
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Hallo Thomas,

kann mich "icke" nur anschließen. Versuch doch deine Gedanken mal in
einem Art Blockschaltbild darzustellen. Nur ganz berflächlich
betrachtet, gilt doch immer noch hohe Bandbreite große Datenrate,
kleine Bandbreit kleine Datenrate. Ich werde aus deinem Text nicht
schlau, wie das jetzt einfach aufgehoben sein soll?

Gruss

Simon

Autor: Jens (Gast)
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Aber wird damit nicht die max. entfernung zwischen 2 stationen immer
kuerzer? Kann man dann denn noch sinvolle reichweiten erreichen?

Autor: Thomas (Gast)
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Wie gesagt, ich habe dazu noch keine konkreten Schaltpläne gezeichnet.
Ich habe aber ein Experiment im NF audiobereich durchgeführt und bin zu
folgendem Ergebnis gekommen:

Ich habe 200 Sinussignale zusammengemicht die alle unterschiedliche
Frequenzen zwichen 0 und 1 HZ aufweisen. Mittels einer FFT und 50
fachem Zeropadding konnte ich die Signale wieder sauber trennen.
Das Spektrum hat sich dabei aber nicht wesendlich verbreitert.
Nur leider benötigte das Unmengen an Rechnenleistung. Ein effektiveres
Verfachen um die Sinuskurven wieder zu trennen, viel mir nicht ein.
Resonanz IIR Filter schieden aus, da diese Zeitlich zu weit
überschwingen. Was mathematisch für den NF Bereich gilt ,das müßte auch
in den HF Bereich übertregbar sein. Ich rede jetzt nicht von den
Ausbreitungsgesetzen der Wellen ,sondern nur von dem Verlauf des
Signales.

Autor: ka-long (Gast)
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Hi,

Wie soll die Information übertragen werden ?
Im Sinus selber ist ja nun keine Information enthalten.

* Amplitudenmodulation -> Bandbreite steigt
* Sinus ein- und ausschalten -> Bei 1024 Sinussen = 10bit und das, wenn
Du mal tausende Effekte vernachlässigst, hast alle 1024 Sekunden

Weil Du Amplitudenmodulation meist: Ein 1Hz Sinus, welches mit 10kHz in
der Amplitude moduliert wird, hat 1HZ, 10kHz, 9kHz und 11kHz als
Oberwellen.

Gruß ka-long

Autor: Thomas G. (Gast)
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>Rein Physikalisch gesehen ist nämlich die Zeitliche Auflösung im
>Gegensatz zur Amplitude im "Äther" unendlich. In der Amplitude
stößt
>man irgendwann auf ein Rauschen.

Ich versteh das Konzept auch nicht ganz. Aber irgendwann wird dir die
Quantentheorie einen Streich durch die Rechnung machen. Würde mich sehr
wundern, wenn nicht.

Autor: Unbekannter (Gast)
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Thomas, so leid es mir tut, aber Deine Theorie funktioniert natürlich
nicht. "ka-long" hat's schon angeschnitten.

In dem Moment wo Du Dein Frequenzspektrum (Deine Sinuswellen)
modulierst, erzeugst Du massenweise Seitenbänder.

Du kannst es Dir auch so vorstellen: Greif' Dir aus Deinen 1000
Trägern (Sinuswellen) eine beliebige heraus. Wenn Du die nun in
zeitlicher Abhängigkeit Ein- und Ausschaltest, hast Du eine
Amplitudenmodulation dieses Trägers. Das erzeugt zwei Seitenbänder.

Immer daran denken: Du willst ja beim Empfänger nicht nur die Existenz
der Träger nachweisen, sondern Du willst Information auf dem Träger
übertragen. Information ist aber nichts anderes als Veränderung. D.h.,
wenn sich etwas nicht verändert, ist darin auch keine Information
enthalten.

Um die Inforamtionstheorie von Shannon kommst Du nicht herum. Geht
einfach nicht. Auch wenn Shannon "nur" eine Thorie ist, also etwas
Mathematik, kann man Shannon getrost als Naturgesetz ansehen, so wie
andere pysikalische Gesetze. Und die für unser Universum geltenden
physikalischen Gesetze können wir in unserem Universum nicht brechen.

Autor: Uwe Nagel (Gast)
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Wenn du deine Träger schnell modulierst, bekommst du Seitenbänder, die
ausserhalb des gewünschten 1Hz-Spektrums liegen, geht also nicht...
Modulierst du langsam, fallen die Seitenbänder auf andere Träger,
stören diese also, geht auch nicht...
Modulierst du so langsam, dass die Seitenbänder die benachbarten Träger
nicht mehr stören, reduzierst du die Datenrate pro Kanal auf 1/(2*1000)
Bit pro Sekunde. Durch die 1000 Kanäle erreichst du insgesamt zwar
wieder 0,5 Bit pro Sekunde, das wäre aber mit der klassischen Methode
laut Shannon auch erreichbar...
Sorry, bringt wohl nichts.

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