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Forum: HF, Funk und Felder Reichweite von unterschiedlichen Mobilfunksystemen


Autor: Sarah93 (Gast)
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Ich bin nicht so bewandert auf dem Gebiet, aber wenn ich selbst die 
Reichweite von GSM, UMTS oder LTE betriebenen Antennen berechnen wollen 
würde. Müsste ich die Freiraumdämpfungsformel nehmen, wobei das F ja aus 
P und P_r besteht.

P ist ja die abgestrahlte Leistung der Antenne und das P_r ist die 
empfangene Leistung des Handys. Wenn ich diese parameter raushätte und 
danach das ganze nach r umstelle, hätte ich das ganze Hexenwerk richtig?

Was ich mich jetzt frage ist folgendes: Unterscheiden sich diese 
Mobilfunksysteme nur in ihrerer Frequenz? Ich schätze mal das 
LTE-Antennen andere Leistungen vorweisen als GSM-Antennen. Bei den 
Handys müsste das wahrscheinlich auch so sein, eine Handy welches LTE 
empfangen kann hat bestimmt eine andere Leistung als eines welches kein 
LTE empfangen kann. Liege ich hiermit richtig oder bin ich komplett 
daneben?


Viele Grüße,

Sarah

Autor: ZF (Gast)
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Sarah93 schrieb:
> Ich bin nicht so bewandert auf dem Gebiet, aber wenn ich selbst die
> Reichweite von GSM, UMTS oder LTE betriebenen Antennen berechnen wollen
> würde. Müsste ich die Freiraumdämpfungsformel nehmen, wobei das F ja aus
> P und P_r besteht.

Die Freiraumdämpfungsformel gilt, wer hätte das gedacht, für den freien 
Raum. Der ist bei Verbindungen von Basissation zu Mobiltelefon und 
zurück eher nicht gegeben. Freiraum bedeutet näherungsweise, dass die 
erste Fresnelzone frei sein muss. Zudem keine Reflektionen.

Autor: A. K. (prx)
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Sarah93 schrieb:
> Was ich mich jetzt frage ist folgendes: Unterscheiden sich diese
> Mobilfunksysteme nur in ihrerer Frequenz?

Das sind drei technisch unterschiedliche Verfahren. Weshalb die 
Reichweite nicht nur von der Feldstärke abhängt, sondern es im Fall von 
GSM auch eine Obergrenze bei der zulässigen Laufzeit gibt.

: Bearbeitet durch User
Autor: Lurchi (Gast)
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GSM / LTE und UMTS geben nur die Modulation an, die Frequenz kann auch 
für die gleiche Modulation unterschiedlich sein. So groß ist der 
Unterschied aber in der Regel nicht. Man will ja gerade mit der selben 
Antenne GSM und UMTs empfangen - wer will schon ein Handy mit 3 externen 
Antennen, die man je nach lokaler Verbindung ausklappen muss.

Die maximale Sendeleistung am Handy dürfte ähnlich sein - einfach weil 
mehr die Grenzwerte sprengen würde und der Akku dann auch nicht so lange 
hält. LTE und UMTS sind in der Datenrate unsymmetrisch - d.h. es können 
schneller Daten zu Handy gesendet werden als anders herum. Dafür braucht 
dann die Station mehr Sendeleistung, um auch bei relativ schlechtem 
Empfang (viel Dämpfung) noch die Datenrate zu erreichen.

Autor: ham (Gast)
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Hallo

wie heißt es doch so treffend:
Das ist ein weites Feld.

In diesem Fall ein sehr,sehr... weites :-)

Du hast dir so ziemlich die Oberliga ausgesucht.

Die Reichweite ist unter anderem vom Frequenzbereich, den 
Ausbreitungsbedingungen, der Frequenzabhängigen Dämpfung, der 
Bandbreite, der Fehlerkorrekturmöglichkeiten, der Art der Information 
und so manches Andere mehr Abhängig.

Um da Nachhaltig ein zu steigen solltest du dich erst mal auf die 
analogen Übertragungsverfahren konzentrieren.
Und zwar angefangen bei den ganz simplen, für so manchen nicht mehr 
zeitgemäßen (wirklich...?) Verfahren wie CW, AM-Modulation und den 
Erforderlichen Bandbreiten und Signal/Störsignalabständen.
Gleichzeitig solltest du dich über die "typischen" Ausbreitungswege und 
Bedingungen informieren und zwar angefangen von etwa 50 kHz bis in den 5 
GHz Bereich - das sind die Frequenzbereiche mit den man typischer Weise 
als "Normalbürger" im Terrestrischen Funk in Berührung kommt.

Sind diese Grundlagen mal aufgebaut kannst du dich über digitale 
Modulaktionsverfahren, deren benötigte Bandbreiten und danach über die 
verschieden Codecs und deren Fehlerkorrekturverfahren informieren - 
alles was in diesen Bereich ("Digitalfunk") über die Grundlagen 
herausgeht ist sehr anspruchsvoll und von uns Laien ohne Studium 
diverser Fachbereiche im kleinsten Detail wohl kaum wirklich Umfassen zu 
verstehen.

Ganz grob und stark vereinfacht kann man aber sagen:

Je höher die Datenrate, um so höhere Feldstärken sind notwendig und 
somit bei gleichen Antennen und Sende- und Empfangsbedingungen kleinere 
Reichweiten möglich.
Je höher die Frequenz um so stärker die Dämpfung und Quasioptischer (was 
für ein Wort aber mir fällt kein besseres ein - es trifft halt zu) die 
Ausbreitung als kleiner Reichweite unter realen Bedingungen.

Aber um es nochmals zu betonen:
Diese Aussage ist stark vereinfacht und trifft im Detail oder der 
jeweiligen Situation vor Ort nicht immer zu.

Ham

Autor: oszi40 (Gast)
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Sarah93 schrieb:
> P ist ja die abgestrahlte Leistung der Antenne und das P_r ist die
> empfangene Leistung des Handys. Wenn ich diese parameter raushätte und
> danach das ganze nach r umstelle, hätte ich das ganze Hexenwerk richtig?

Grau ist alle Theorie. 1.Nicht jedes Handy hat auf jeder Frequenz die 
gleiche Empfindlichkeit. 2.Nicht jede Antenne ist für jede Frequenz 
optimal. 3.Nicht jeder Standort ist optimal (Schatten/Reflexionen). 
4.Nicht jede Modulationsart ist für alles geeignet. So gesehen ist es 
eigentlich Hexerei, dasss es gut funktioniert. :-)

Autor: WATTson (Gast)
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Lurchi schrieb:

> Die maximale Sendeleistung am Handy dürfte ähnlich sein - einfach weil

GSM: 2 Watt
LTE  0.125 Watt

Autor: Kai (Gast)
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Ich habs bei GSM schon geschafft über 80 km was zu empfangen in der 
Netzsuche. Aber eine Verbindung war nicht möglich.
Wirklich telefonieren kann man bis ca 30-50 km im Küstenbereich auf See

UMTS und LTE macht auf See relativ schnell schlapp, schafft 5-10 km.

Autor: Sarah93 (Gast)
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okay mir ist klar das in der Realität immer Faktoren da sind die es fast 
unmöglich machen das in eine einfache Rechnung zu verpacken. Mir gehts 
primär darum eine grobe Aussage treffen zu können, weswegen ich die 
Freiraumdämpfungsformel: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Freiraumd%C3%A4mpfung verwenden wollte um 
die maximale Reichweite zu bestimmen.


Ich hab hierfür leider nicht die Zeit jetzt mehrere Monate 
reinzustecken, stattdessen wollte ich eher so 10-15 Seiten darüber 
schreiben und eben wie gesagt eine grobe Rechnung aufstellen, die 
natürlich sehr sehr vereinfacht ist: d.h. ich geh von optimalsten 
Bedingungen aus, keine Reflexion, keine Gebäude, Berge nichts was im Weg 
steht und da wollte ich die unterschiedlichen Reichweiten berechnen.


Da das ganze natürlich in Wahrheit ein mega großes Hexenwerk ist: was 
wäre denn die verkürzeste und einfachste Form das in einem simplen 
mathematischen Modell zu beschreiben?

Autor: Hannes J. (pnuebergang)
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Sarah93 schrieb:
> Ich hab hierfür leider nicht die Zeit jetzt mehrere Monate
> reinzustecken, stattdessen wollte ich eher so 10-15 Seiten darüber
> schreiben

Wer je in die Materie rein gesehen hat, dem ist nicht nur ob der 
schweren Geschütze die dort aufgefahren werden schwarz vor Augen 
geworden, der hat auch schnell gemerkt, dass 10-15 Seiten vielleicht für 
das Abkürzungsverzeichnis reichen.

Ich würde mal sagen, bei der Wahl des Hausarbeiten-Themas verkackt.

Schon deine Fragestellung geht von einer falschen Annahme aus, nämlich 
dass die
> Betreff: Reichweite von unterschiedlichen Mobilfunksystemen
durch die
> Reichweite von GSM, UMTS oder LTE betriebenen Antennen
bestimmt wird.

Überlappungseffekte durch die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit von 
Radiowellen, die ausgeglichen werden müssen, begrenzen die Reichweite. 
Ursprünglich wurden die bis rund 35 km Entfernung ausgeglichen. 
Mittlerweile bis rund 120 km.

> wie gesagt eine grobe Rechnung aufstellen, die
> natürlich sehr sehr vereinfacht ist: d.h. ich geh von optimalsten

"Optimalsten"?

> Bedingungen aus, keine Reflexion, keine Gebäude, Berge nichts was im Weg
> steht und da wollte ich die unterschiedlichen Reichweiten berechnen.

Dann mach es dir ganz einfach, dann rechne gar nicht, und die Antwort 
ist 35km, bzw. 120km.

Autor: ham (Gast)
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Hallo

auch wenn ich dir in den Kernaussagen zustimme - muss das sein?

-"Ich würde mal sagen, bei der Wahl des Hausarbeiten-Themas verkackt."

Das geht auch freundlicher und nirgendwo wurde etwas von Hausarbeiten 
vom TO erwähnt - Sorry deine Formulierung hier hat schon etwas 
Vorwurfsvolles, aber sollte man in einen Forum nicht helfen und 
unterstützen auch einen angeblich faulen "Schüler" (ein beliebtes 
Vorurteil hier im Forum)?

-"Optimalsten"?

Ja ist nicht unbedingt Hochliteratur (wie auch: Tot - toter - am 
totesten) aber es ist doch klar was der TO damit ausdrücken will - das 
hier ist kein Literatur, Grammatik oder Germanistenforum
Warum nicht einfach mal ein lol oder ein ;-) als Kommentar zu solchen, 
letztendlich sehr gut beschreibenden und auf den Punkt der Frage oder 
des Wunsches kommenden, Wortschöpfungen?

-"Dann mach es dir ganz einfach, dann rechne gar nicht, und die Antwort
ist 35km, bzw. 120km."

Nein das ist keine Hilfe sondern einfach nur Fehlinformation ohne 
irgendeinen Nährwert - es ist halt leider nicht so ohne weiteres möglich 
eine Reichweitenangabe zu machen wie dir selbst genau bekannt ist.
Für mich klingt das nur wie eine nette Formulierung für:
"Laber einfach irgendwas, ist sowieso zu spät"

Schade das du mit deinen erkennbaren Hintergrundwissen den TO nicht 
besser unterstützt bzw. freundlich und geduldig erklärst warum seine 
Fragen nicht ohne sehr viel Hintergrundwissen zu beantworten sind.

Im Amateurfunk gibt es den sogenannten "Hamspirit" einige Punkte sollten 
man sich auch außerhalb des Amateurfunks zu Herzen nehmen-
"Forenspirit"? Oder einfach vernünftiges Miteinander?

Ham

Autor: oszi40 (Gast)
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Sarah93 schrieb:
> stattdessen wollte ich eher so 10-15 Seiten darüber schreiben

Schon EIN Buch gelesen? Such mal! z.B. "Mobilfunknetze und ihre 
Protokolle 1" "Bernhard Walke" Das Inhaltsverzeichnis könnte Dir bereits 
neue Erkenntnisse bringen.

Autor: Sarah93 (Gast)
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oszi40 schrieb:
> Sarah93 schrieb:
>> stattdessen wollte ich eher so 10-15 Seiten darüber schreiben
>
> Schon EIN Buch gelesen? Such mal! z.B. "Mobilfunknetze und ihre
> Protokolle 1" "Bernhard Walke" Das Inhaltsverzeichnis könnte Dir bereits
> neue Erkenntnisse bringen.

Buch werde ich mir die Woche mal anschauen.


Dann frage ich nochmal anders: Wenn ich die Freiraum-Formel verwenden 
würde und nach r auflöse, was hätte ich da dann berechnet? Den Abstand 
im freien Raum zwischen Sender und Empfänger, richtig?

Mache ich da so viel verkehrt wenn ich die Annahme treffe, dass nichts 
im Weg steht und wir nur einen freien Raum haben und dann eben diese 
Formel verwende zur Berechnung?

Autor: ZF (Gast)
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Sarah93 schrieb:
> Dann frage ich nochmal anders: Wenn ich die Freiraum-Formel verwenden
> würde und nach r auflöse, was hätte ich da dann berechnet? Den Abstand
> im freien Raum zwischen Sender und Empfänger, richtig?
Ja.

> Mache ich da so viel verkehrt wenn ich die Annahme treffe, dass nichts
> im Weg steht und wir nur einen freien Raum haben und dann eben diese
> Formel verwende zur Berechnung?
Ja. Aber "frei" bedeutet nicht nur freie Sichtlinie, sondern - wie ich 
oben schon schrieb - erste Fresnelzone frei.

Das bringt dich aber nur wenig weiter, denn selbst zur unrealistisch 
idealisierten Kanalbetrachtung gehört mehr, etwa die schon erwähnte 
Laufzeit. Da du dir aber nicht die Zeit für einen Einstieg in 
Signaltheorie nehmen willst, werden die entstehenden 10 bis 15 Seiten 
nicht viel mit dem Thema "Reichweite von unterschiedlichen 
Mobilfunksystemen" zu tun haben.

Realistisch müssten neben echter Dämpfung zusätzlich die Einflüsse von 
Mehrwegeempfang, Dopplerverschiebung etc. mit betrachtet werde.

Autor: ham (Gast)
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Hallo

und das jetzt ganz ohne Häme gegenüber dir:

Und das alles und viel,viel, viel... mehr steckt hinter einen billigen 
Mobiltelefon bzw. Smartphone.
HighTech, Physik, Mathematik und Forschung von feinsten.

Da bekommt der Ausspruch von Einstein wieder mal traurige Aktualität:

"Schämen sollten sich die Menschen, die sich gedankenlos der Wunder der 
Wissenschaft und Technik bedienen und nicht mehr davon geistig erfasst 
haben als die Kuh von der Botanik der Pflanzen, die sie mit Wohlbehagen 
frißt."

Niemand verlangt vom einfachen Nutzer das er die Details versteht, 
selbst die Grundlagen sind im diesen Themenumfeld für den Nichttechniker 
und schon Hardcore.
Aber wenigsten Interesse an einen ganz groben Einblick und eine 
Würdigung der Leistungen die hinter den ganzen Mobilfunktechnologien 
stehen sollte Jeder haben der diese nutzt - leider sehe ich größtenteils 
nur eine als selbstverständlich hingenommen Nutzung dieser unglaublich 
komplexen Technologien...:-(

Und gerade die fleißigsten Nutzer scheinen überproportional oft 
keinerlei Interesse, manchmal sogar nur Spott gegenüber Mathematik 
interessierten, Technikentwicklern, Informatikern, den Menschen die 
diese Produkte ganz Praktisch Produzieren... usw. zu haben - dafür 
werden die Designer der Gehäuse und geschickte Vertreter bestimmter 
Marketing Philosophien von so manchen nahezu angebetet und jeder Preis 
für diese Produkte bezahlt - sowohl rein vom Geld her, als auch viel 
bedenklicher von weitergaben Privater Daten...
-Wer jetzt an einen angebissenen Apfel denken muss versteht wenn ich im 
Visier habe...

Nachdenkliche Grüße

ham

Autor: Julius J. (joe_joule)
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Für GSM interessant: max. 35 km möglich, wegen Protokoll bzw. TDMA:
http://www.mobileworld.org/gsm_faq_04.html

Autor: Carsten Sch. (Gast)
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Julius J. schrieb:
> Für GSM interessant: max. 35 km möglich, wegen Protokoll bzw.
> TDMA:
> http://www.mobileworld.org/gsm_faq_04.html

Wobei es (wie auch in deinem Link und auch schon hier im Thread 
angedeutet) spezielle Long Range Basisstationen gibt. Diese haben ein 
anderes Timingschema (längere Zeitschlitze, daher geringere Kapazität 
pro Kanal).
Dadurch ist sind dann etwa doppelte Reichweiten möglich.

Da wie geschrieben die Kapazität pro Kanal deutlich geringer ist (imho 
halbiert) handelt es sich dabei um absolute Sonderfälle.
Diese werden (oder wurden?) beispielsweise an der deutschen Küstenlinie 
eingesetzt. In anderen Ländern aber wohl auch in dicht besiedelten 
Gebieten.

Für die Sichtbarkeit eines Netzes (Netzsuche) spielt diese Begrenzung 
aber keine Rolle. Da ist nur der Signal-Rauschabstand des Signals 
entscheidend.
Wobei durch die Engmaschigkeit des Netzes die REichweite wohl eher durch 
Einflüsse anderer BS auf derselben Frequenz betgrenzt wird als durch die 
theoretisch errechnete Dämpfung. (OK, bei LTE müsste ich jetzt 
nachsehen...)

Unter Optimalen Bedingungen, also Optimale Antenne auf der Zugspitze, 
volle zulässige Sendeleitung, guter Mobilteilnehmerstandort und keine 
Gleichkanalstörungen da einziger Sender auf dem Kanal in Europa, wird 
die Reichweite der aktuellen Mobilfunksysteme tatsächlich einzig durch 
die Signallaufzeiten begrenzt. Auch bei Endgeräten mit nur 1-2 Watt.
(Zumindest bei GSM gibt es ja auch immer noch echte Mobiltelefone mit 
bis zu 8 Watt, hatte selber lange ein Siemens P1 im Auto, damit war 
schon ende der 90er flächendeckend Kontakt möglich, mit dem C25 gab es 
noch reichlich Versorgungslücken ;-) )

In der Realität sieht es freilich ganz anders aus. Daher sind 
"Theoretische Überlegungen unter Idealen Vorraussetzungen" relativ 
Sinnfrei.
Geplant werden solche Zellen mit gewünschten Versorgungsradien von 
mnachmal nicht viel mehr als hundert Meter bis über 10km. Manchmal auch 
noch einiges mehr.

Gruß
Carsten

Autor: ham (Gast)
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> Geplant werden solche Zellen mit gewünschten Versorgungsradien von
> mnachmal nicht viel mehr als hundert Meter bis über 10km. Manchmal auch
> noch einiges mehr.

Manchmal auch sehr viel weniger. Bei UMTS decken Femto-Funkzellen oft
einen Bereich in der Grössenordnung von gerade mal 50qm ab.

Autor: Sarah93 (Gast)
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Okay ich gebe zu, ich hatte nicht damit gerechnet, dass dies alles so 
komplex wird, ich schätze dann sehr stark vermutlich, dass vorher gar 
keine Rechnungen aufgestellt werden, sondern die Antennen aufgestellt 
werden und wahrscheinlich mit Messgeräten abgemessen wird bis wohin es 
reicht. So zumindest stell ich mir das in der Praxis jetzt vor nach all 
den informativen Beiträgen hier.


ZF schrieb:
> Sarah93 schrieb:
>> Dann frage ich nochmal anders: Wenn ich die Freiraum-Formel verwenden
>> würde und nach r auflöse, was hätte ich da dann berechnet? Den Abstand
>> im freien Raum zwischen Sender und Empfänger, richtig?
> Ja.
>
>> Mache ich da so viel verkehrt wenn ich die Annahme treffe, dass nichts
>> im Weg steht und wir nur einen freien Raum haben und dann eben diese
>> Formel verwende zur Berechnung?
> Ja. Aber "frei" bedeutet nicht nur freie Sichtlinie, sondern - wie ich
> oben schon schrieb - erste Fresnelzone frei.
>
> Das bringt dich aber nur wenig weiter, denn selbst zur unrealistisch
> idealisierten Kanalbetrachtung gehört mehr, etwa die schon erwähnte
> Laufzeit. Da du dir aber nicht die Zeit für einen Einstieg in
> Signaltheorie nehmen willst, werden die entstehenden 10 bis 15 Seiten
> nicht viel mit dem Thema "Reichweite von unterschiedlichen
> Mobilfunksystemen" zu tun haben.
>
> Realistisch müssten neben echter Dämpfung zusätzlich die Einflüsse von
> Mehrwegeempfang, Dopplerverschiebung etc. mit betrachtet werde.

Du hast das evtl. zu negativ aufgefasst, ich kann mich zwei Wochen 
intensiv hinsetzen und mich da reinlesen und reindenken, die Zeit kann 
ich mir nehmen, mir wurde das hier aber teilweise aufgetischt als müsste 
ich ein komplettes Studium in Nachrichtentechnik absolvieren um ein paar 
Dutzend Seiten zu schreiben. Dies wäre in der Tat nicht zeitlich möglich 
für mich, nicht das es mich nicht interessiert, sondern wirklich die 
Zeit fehlen würde, es ist nicht mal mein Hauptthema wie hier irgendwie 
einige das falsch verstanden haben, ich fand das wie gesagt nur 
interessant und wollte dazu eine kleine Exkursion in meiner Arbeit 
machen und darüber kurz Licht ins Dunkle bringen, merke jetzt aber das 
dies so einfach nicht geht

Autor: oszi40 (Gast)
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> Realistisch müssten neben echter Dämpfung zusätzlich die Einflüsse von
> Mehrwegeempfang, Dopplerverschiebung etc. mit betrachtet werden.

http://www.itwissen.info/Abstrahlcharakteristik-ra...
Realistisch dürften ALLE anderen Sender auf diesen Frequenzen nicht 
senden, damit Sandras Theorie einigermaßen stimmt.... :-)

Autor: ZF (Gast)
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Sarah93 schrieb:
> Okay ich gebe zu, ich hatte nicht damit gerechnet, dass dies alles so
> komplex wird, ich schätze dann sehr stark vermutlich, dass vorher gar
> keine Rechnungen aufgestellt werden, sondern die Antennen aufgestellt
> werden und wahrscheinlich mit Messgeräten abgemessen wird bis wohin es
> reicht. So zumindest stell ich mir das in der Praxis jetzt vor nach all
> den informativen Beiträgen hier.
Nicht nur, Ausbreitung kann man simulieren. Ist nicht trivial und wie 
repräsentativ die Ergebnisse sind hängt von der Qualität der 
Geländemodelle (nicht nur geographisch, sondern auch z.B. 
Bodenleitfähigkeit, Art der Bewaldung / Bebauung ab). Ein freies 
Simulationsprogram ist Radio Mobile: http://www.ve2dbe.com/english1.html
Erfordert etwas Einarbeitung und für feinzellige Berechnungen einen 
leistungsfähigen Rechner, das SRTM Höhenmodell für Europa ist 30GByte 
groß. Radio Mobile simuliert die orts- und frequenzabhängige Dämpfung; 
Laufzeiten und Reflektionen werden nicht berücksichtigt. Für 
innerstädtische Aussagen ist es ohne feiner aufgelöstes Höhenmodell und 
wegen fehlender Reflektionsberücksichtigung nur bedingt geeignet.


> Du hast das evtl. zu negativ aufgefasst, ich kann mich zwei Wochen
> intensiv hinsetzen und mich da reinlesen und reindenken, die Zeit kann
> ich mir nehmen, mir wurde das hier aber teilweise aufgetischt als müsste
> ich ein komplettes Studium in Nachrichtentechnik absolvieren um ein paar
> Dutzend Seiten zu schreiben.
Bei der Komplexität des Themas wäre das aber der richtige Weg, sollen 
die paar Dutzend Seiten nicht nur Blabla werden.

> Dies wäre in der Tat nicht zeitlich möglich
> für mich, nicht das es mich nicht interessiert, sondern wirklich die
> Zeit fehlen würde, es ist nicht mal mein Hauptthema wie hier irgendwie
> einige das falsch verstanden haben, ich fand das wie gesagt nur
> interessant und wollte dazu eine kleine Exkursion in meiner Arbeit
> machen und darüber kurz Licht ins Dunkle bringen, merke jetzt aber das
> dies so einfach nicht geht
Je nachdem was das Hauptthema ist tut vielleicht ein Verweis auf die 
Netzabdeckungskarten der Netzbetreiber eher seinen Dienst.

Autor: Sarah93 (Gast)
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Ich hab mal aus Neugierde Werte in die Formel eingesetzt und zwar 
folgende:

Frequenz (f): 800 MHz
Sendeleistung der Antenne (P): 20 Watt
Empfangsleistung des Handys (P_r): 0,125 Watt


Wenn ich das in die Formel einsetze: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Freiraumd%C3%A4mpfung und nach r auflöse 
kriege ich 0,3772 raus. Das kann vorne und hinten nicht stimmen, was 
mache ich da denn falsch?

so sieht die Formel nach r aufgelöst aus:

r = (sqrt(P/P_r)*c)/4*pi*f

Autor: ZF (Gast)
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Sarah93 schrieb:
> Empfangsleistung des Handys (P_r): 0,125 Watt
Warum willst du den Eingangstransistor kaputt machen?

> Das kann vorne und hinten nicht stimmen, was
> mache ich da denn falsch?
Setz mal realistische Daempfungen an.

Autor: Sarah93 (Gast)
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ZF schrieb:
> Sarah93 schrieb:
>> Empfangsleistung des Handys (P_r): 0,125 Watt
> Warum willst du den Eingangstransistor kaputt machen?
>
>> Das kann vorne und hinten nicht stimmen, was
>> mache ich da denn falsch?
> Setz mal realistische Daempfungen an.



Welche Werte wären denn realistisch? die 0,125 W habe ich aus einem 
Beitrag weiter oben entnommen von hier

Autor: Stefan S. (chiefeinherjar)
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Sarah93 schrieb:
> ZF schrieb:
>> Sarah93 schrieb:
>>> Empfangsleistung des Handys (P_r): 0,125 Watt
>> Warum willst du den Eingangstransistor kaputt machen?
>>
>>> Das kann vorne und hinten nicht stimmen, was
>>> mache ich da denn falsch?
>> Setz mal realistische Daempfungen an.
>
> Welche Werte wären denn realistisch? die 0,125 W habe ich aus einem
> Beitrag weiter oben entnommen von hier

Das ist die zulässige SENDEleistung eines Handys für LTE.
"Guter Empfang" heißt bei Handys Leistungen so als GANZ GANZ grobe 
Hausmarke -70 dbm. Das sind ungefähr 1*10^-10Watt.
Oder mit anderen Worten 100 Pico-Watt.

: Bearbeitet durch User
Autor: Sarah93 (Gast)
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Stefan S. schrieb:
> Sarah93 schrieb:
>> ZF schrieb:
>>> Sarah93 schrieb:
>>>> Empfangsleistung des Handys (P_r): 0,125 Watt
>>> Warum willst du den Eingangstransistor kaputt machen?
>>>
>>>> Das kann vorne und hinten nicht stimmen, was
>>>> mache ich da denn falsch?
>>> Setz mal realistische Daempfungen an.
>>
>> Welche Werte wären denn realistisch? die 0,125 W habe ich aus einem
>> Beitrag weiter oben entnommen von hier
>
> Das ist die zulässige SENDEleistung eines Handys für LTE.
> "Guter Empfang" heißt bei Handys Leistungen so als GANZ GANZ grobe
> Hausmarke -70 dbm. Das sind ungefähr 1*10^-10Watt.
> Oder mit anderen Worten 100 Pico-Watt.

okay danke für den richtigen Wert.

Ich bin mittlerweile auch auf die Leistungsübertragungsformel von Friis 
gestoßen.


https://de.wikipedia.org/wiki/Friis-%C3%9Cbertragu...


Nun bin ich mir nicht sicher, ob die Freiraumdämpungsformel überhaupt 
für den freien Raum, im Vakuum und in der 1.Fresnelzone ich müsste ja 
nach dem neuen Wissen das ganze inklusive der Antennengewinne von meiner 
Basistation und meines Handys berechnen, dieses neue R aus der 
Friis-Gleichung wäre näher an der Realität dran, richtig?


Wenn ja wo finde ich übliche Werte für die Antennengewinne aktueller 
Smartphones und Basisstationen?

Autor: Sarah93 (Gast)
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Werte für die Gewinne habe ich hier gefunden:

http://www.ralf-woelfle.de/elektrosmog/redir.htm?h...


allerdings tu ich mir nun extrem schwer die einzusetzen, da diese in dBi 
sind, muss ich die untere Friis-Formel verwenden die alle Werte in dB 
logarithmisch addiert. Was setze ich nun aber für P_t und P_r ein? 
Beides soll ebenfalls in dB sein, dB ist ja immer ein Verhältnis von 
zwei Werten. Ich habe ja nur die Werte P_t und P_r in dBm, ist das 
ebenfalls zulässig? dB heißt für mich nämlich das Verhältnis von zwei 
Leistungen zueinander und nicht zu 1mW.

Autor: Sarah93 (Gast)
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Okay ich bin weiter gekommen, man kann also sowohl dBm als auch dBi 
miteinander verrechnen: 
https://www.gaussianwaves.com/2013/09/friss-free-s...


soweit so gut, jetzt hätte ich alle Werte theoretisch:

Pr = -70 dBm
Pt = 47 dBm (berechnet aus 50 Watt für die Sendeleistung der 
Basisstation)
Gt = 12 dBi
Gr = 2 dBi
f = 890 MHz


In Friis eingesetzt:

(-70 dBm - 47 dBm - 12 dBi - 2 dBi)/20 = log(lamda/4*pi*R)


wenn ich nun "10 hoch" auf beiden Seiten anwende und dann mit R 
multipliziere damit R links steht und das hier auf die rechte Seite 
bringe indem ich dadurch dividiere:  (-70 dBm - 47 dBm - 12 dBi - 2 
dBi)/20

mit lamda = c/f könnte ich R berechnen, dieses ist bei mir wieder extrem 
klein (0,12 m), also mach ich WIEDER etwas falsch nur was? .......

Autor: Georg A. (georga)
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Ich glaube du bist beim Aufsummieren der Leistungen bzw. Gewinne mit den 
Vorzeichen etwas daneben.

Autor: Sarah93 (Gast)
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Georg A. schrieb:
> Ich glaube du bist beim Aufsummieren der Leistungen bzw. Gewinne
> mit den
> Vorzeichen etwas daneben.

also hatte mich vertippt ich komme doch auf 95 km....

Wenn ich von einer Empfangsleistung von -117 dBm ausgehe wäre die 
Reichweite unter allen optimalen Bedingungen wirklich bei 21.292 km (ich 
hoffe das stimmt?)

unglaublich, wenn man bedenkt, dass dies in der Realität dann durch die 
ganzen Störungen von anderen EM-Wellen, Brechungen,Streuungen, 
Reflexionen, Erdkrümmung usw. in der Realität dann aber gerade mal so 
auf die 10 km kommen im vorstädtischen Bereich......

Autor: HF-Werkler (Gast)
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Nur mal so als Hausnummer, die Einbrüche des Empfangspegels nur durch 
Mehrwegeausbreitung können bei den üblichen Mobilfunkfrequenzen ca. bis 
zu 20dB tief sein. 6dB Pegelreduktion ist bei der Freiraumausbreitung 
gleichbedeutend mit einer Halbierung der Reichweite, 18dB wäre dann 1/8 
der Reichweite.

Und da sind Abschattungen durch Häuser/Bäume etc. noch nicht mitgezählt. 
Auch aus diesem Grund werden Zellgrössen im urbanen Bereich deutlich 
kleiner als 10km gewählt.

Noch ein Hinweis:
Bei LTE wurde MIMO eingeführt, d.h. das Mobiltelefon hat zwei (oder 
drei/vier) komplette Antennen und Empfänger mit gemeinsamer 
Signalverarbeitung. Dadurch (und durch die gewählte Modulation) kann 
mehr aus einem schlechten Übertragungskanal herausgeholt werden, als bei 
GSM.

Bei 5G wird im Moment viel im Bereich "Channel Sounding" gemacht, um 
brauchbare Kanalmodelle für die neuen Frequenzbereiche zu entwickeln. 
Einfach mal suchen, da gibts viel zu lesen, wenn du Zeit hast.

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