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Forum: HF, Funk und Felder Signalträgerarten


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Autor: Richard W. (bouldrini)
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Guten Tag liebe Community,

vielleicht fehlt mir hier einfach das richtige Wort um richtig danach 
googlen zu können, deshalb frage ich einfach mal hier.

Um ein Signal drahtlos von A nach B zu übertragen gibt es verschiedene 
Möglichkeiten.

Zum Beispiel könnte man eine Elektromagnetische Welle benutzen, eine 
Lichtwelle oder eine Schallwelle. Ich bin sicher da gibt es noch mehr 
Möglichkeiten.

Das Nutzsignal würde dann auf eine Art aufmoduliert.

Die Welle ist ja der Träger des Nutzsignals, deshalb habe ich die 
Überschrift mal 'Signalträgerarten' genannt, denn ich habe zu den 
verschiedenen Signalträgerarten einige Fragen.

Zum Beispiel sind einige Träger bei der drahtlosen Signalübertragung 
sicher anfällig für Störungen in der Übertragungsstrecke. Welche Art 
Störung sind für welchen Träger besonders schlecht. Wie kann man die 
Störung eventuell umgehen oder rausrechnen etc. Wie verhält sich der 
Träger bei Übertragungen über längere Strecken. Durch welche Hindernisse 
wird der Träger reflektiert, durch welche geht er durch. Und so weiter.

Ich will hier garkeine Diskussion über einzelne Trägerarten lostreten.

Ich suche nach einem wissenschaftlichen Dokument (oder mehreren), welche 
mir eben solche Fragen beantwortet und eine fachliche Übersicht über 
Signalträger für die drahtlose Kommunikation gibt und am besten auch 
gleich Vor und Nachteile der einzelnen Träger für die drahtlose 
Signalübertragung beleuchtet.

Könnt ihr mich da auf einige verweisen, mir eventuell Stichworte geben, 
mit denen ich mit Google besser zu guten Dokumenten finde ?

Eine Schachtel Kekse für die Gemeinschaft.

: Verschoben durch Moderator
Autor: Rübezahl (Gast)
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Grobe Richtung;

- AM eignet sich für störungsarme Bildübertragung.
- FM ist gut für Tonübertragung.
- SSB nimmt man für schmalbandige Signale und für hohe Reichweiten.

Autor: Richard W. (bouldrini)
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Hi Rübezahl,

vielen Dank für deine Antwort.

Sind das nicht Modulationsverfahren um das Nutzsignal auf das 
Trägersignal zu modulieren?

Interessiere mich im Moment nur für die Eigenschaften des Trägersignals.

Autor: Dergute W. (derguteweka)
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Moin,

Rübezahl schrieb:
> Grobe Richtung;
>
> - AM eignet sich für störungsarme Bildübertragung.
> - FM ist gut für Tonübertragung.
> - SSB nimmt man für schmalbandige Signale und für hohe Reichweiten.

Das glaube ich nicht, Tim. Nur weil's dafuer in der Vergangenheit 
jeweils mal Beispiele gab, heisst das nicht, dass das irgendwie 
allgemeingueltig waere.

Insgesamt sind in den Themenbereiche Modulationsarten, 
Signaluebertragung, Stoerverhalten, etc. jeweils ziemlich dicke Bretter 
zu bohren. Wenn einen das wirklich so allgemein interessiert, empfehle 
ich den Studiengang Nachrichtentechnik an einer Hochschule der Wahl. 
Genau das ist dort das Kernthema.
Mal so ganz allgemein, und weil da schon die Abkuerzungen 3er 
Modulationsverfahren gefallen sind: Je groesser die Bandbreite des 
modulierten Signals im Vergleich zum uebertragenen Signal wird, desto 
stoerunempfindlicher wird die Uebertragung. Aber das erkauft man sich 
halt durch die gestiegene Bandbreite.

Gruss
WK

Autor: Dergute W. (derguteweka)
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Moin,

Richard W. schrieb:
> Interessiere mich im Moment nur für die Eigenschaften des Trägersignals.

Das Traegersignal sollte an deinen Uebertragungskanal angepasst sein. 
Wenn du ein Dosentelefon mit einem Seil dazwischen hast, wirds mit 
Lichtimpulsen schwierig. Da haben Seile ueblicherweise eine sehr hohe 
Daempfung ;-)

Gruss
WK

Autor: Rübezahl (Gast)
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Richard W. schrieb:
>
> Sind das nicht Modulationsverfahren um das Nutzsignal auf das
> Trägersignal zu modulieren?
>

Ja.

Richard W. schrieb:
>
> Interessiere mich im Moment nur für die Eigenschaften des Trägersignals.

Grobe Einteilung:

LW kann in einige Meter tiefe Gewässer eindringen.

KW bis 27 MHz laufen die Trägerfrequenzen in Bodennähe und können 
Materie noch einigermaßen durchdringen.

UKW und höhere Frequenzen, bis in den GHz-Bereich laufen lichtähnlich 
geradlinig ins Weltall und können der Erdkrümmung nicht mehr folgen.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Richard W. schrieb:
> Interessiere mich im Moment nur für die Eigenschaften des Trägersignals.

Na ja, bei SSB (oder DSB) wird der Träger in der HF-Signalerzeugung 
vollständig unterdrückt und geht überhaupt nicht über die Antenne. 
Dadurch wird diese eigentlich nutzlose HF-Leistung des Trägers 
eingespart und das die Informationen tragende Seitenband kann bei 
gegebener Senderleistung mit entsprechen höherer Leistung abgestrahlt 
werden, so dass die Reichweite steigt.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Rübezahl schrieb:
> KW bis 27 MHz laufen die Trägerfrequenzen in Bodennähe und können
> Materie noch einigermaßen durchdringen.

Das war der Stand der Dinge bis zum November 1923.
Mittlerweile sind wir fast 100 Jahre weiter.

Inzwischen hat sich herausgestellt, dass die Erde eine Ionosphäre 
besitz, die KW-Signale reflektieren kann und so Reichweiten von vielen 
tausend Kilometern ermöglicht. Ionosphärenzustand und Einfallswinkel der 
Funkwellen bestimmen die Reflektionsbedingungen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kurzwelle

Autor: Rübezahl (Gast)
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Das mit den Reflektionen hätte ich zwar noch erwähnen sollen. Habe es 
aber absichtlich nicht getan, weil das nur unter bestimmten Bedingungen 
oder in Nachtzeiten gut funktioniert.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Rübezahl schrieb:
> Habe es aber absichtlich nicht getan, weil das nur unter bestimmten
> Bedingungen oder in Nachtzeiten gut funktioniert.

Damit liegst du schon wieder falsch.
Reflektion funktioniert gerade tagsüber, wenn die Ionisation durch die 
Sonneneinstrahlung hoch geht.

Wenn längere Wellenlängen nachts besonders gut funktionieren, liegt das 
an einer Abnahme der Dämpfung in der D-Schicht.

Autor: Dergute W. (derguteweka)
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Moin,

Wolfgang schrieb:
>
> Na ja, bei SSB (oder DSB) wird der Träger in der HF-Signalerzeugung
> vollständig unterdrückt und geht überhaupt nicht über die Antenne.
> Dadurch wird diese eigentlich nutzlose HF-Leistung des Trägers
> eingespart und das die Informationen tragende Seitenband kann bei
> gegebener Senderleistung mit entsprechen höherer Leistung abgestrahlt
> werden, so dass die Reichweite steigt.

Das ist halt nur die eine Seite der Medaille. Der Traeger ist keineswegs 
so nutzlos. Wenn der mitabgestrahlt wird, vereinfacht das die 
Demodulation erheblich. Das kann schon ein ziemlicher Vorteil sein.
Traeger und Modulationsverfahren sollten an das Uebertragungsmedium, 
einwirkende Stoerungen, Eigenschaften des zu uebertragenden Signals und 
nicht zuletzt auch an Eigenschaften der Sender und Empfaenger angepasst 
sein.

Gruss
WK

Autor: Richard W. (bouldrini)
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Ich grätsche mal dazwischen und gebe ein bisschen mehr Kontext (dazu ist 
ein bisschen gelaber nötig):

Ich studiere Informatik (Embedded Systems) und will eine Masterarbeit 
schreiben.

Ich würde gerne 'etwas' mit Short Range Indoor Localization Systemen 
machen. Was genau, ist noch nicht ganz klar. Wahrscheinlich eine 
bestehende Technologie weiter erforschen.

Da gibt es viele verschiedene, die bereits publiziert und einigermaßen 
erforscht sind.

Im wesentlichen stehen die folgenden Technologien zur Auswahl:

- Wifi basierend (also Elektromagnetische Welle)
- Bluetooth basierend (also Elektromagnetische Welle)
- Acoustic basierend (also Schallwelle)
- RFID basierend (also Elektromagnetische Welle)
- Ultrasonic basierend (also Schallwelle)
- Visible Light basierend (also Lichtwelle)

Ich würde mich gerne mit der Technologie beschäftigen, die am meisten 
Potenzial für die Zukunft hat. Jetzt ist die Frage, wie bewertet man 
'Potenzial für die Zukunft'.

Ich denke, dass die Technologie am meisten Potenzial hat, die in der 
Lage ist das 'Non Line of Sight' Problem zu lösen oder zu umgehen. Also 
die Verfälschung des Signals durch Materie, die während der 
Positionsbestimmung zwischen den Komponenten des Lokalisierungssystems 
steht.

Ich denke, dass akustische Wellen in der Hinsicht wenig Potenzial haben, 
weil Schallwellen, unabhängig von der Frequenz, an allen Hindernissen 
reflektiert werden.

Bei Lichtwellen könnte ich mir vorstellen, dass sie in bestimmten 
Frequenzen Hindernisse durchdringen könnten, und schon mehr Potenzial 
haben NoL Probleme zu lösen, genau wie Elektromagnetische Wellen im UWB.

Wifi, Bluetooth, Acoustic und Ultrasonic würde ich deshalb schonmal 
kategorisch ausschließen, und versuchen eine Technologie weiter zu 
erforschen oder zu verbessern, die auf Lichtwellen, oder zumindest 
Elektromagnetischen Wellen im UWB basiert.

Was sagt ihr dazu ?

Ich stelle mir dann vor, dass Lichtwellen bestimmt stark durch externe 
Lichtquellen gestört werden und Elektromagnetische Wellen im UWB da 
weniger anfällig sind.

Autor: Theor (Gast)
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@ Richard W. (bouldrini)

Abstrakt gesehen sind beliebige Energieformen mögliche "Träger".

Praktisch sind im wesentlichen eletromagnetische Wellen und Schall 
bedeutsam - besser gesagt: am bedeutsamsten. Schlicht weil sie die 
grössten Reichweiten haben und mit den bisher bekannten Methoden am 
einfachsten zu erzeugen sind.

Physikalisch sind durchaus eine ganze Menge andere Energieformen 
möglich. Man kann auch mit Steinen schmeissen um Nachrichten zu 
übermitteln. :-)

Allgemeine Darstellungen und Übersichten wird es in Büchern über die 
Geschichte der Nachrichtentechnik geben. Eines ist: "Geschichte der 
Nachrichtentechnik" (sic) von Volker Aschoff. Detailiertere und 
praktische oder technische Aspekte werden aber wohl eher in 
Einzeldarstellungen der jeweiligen Verfahren behandelt.


Nebenbei:
Interessant ist z.B., dass ab etwa 1790 die optische Telegrafie mittels 
Semaphor einen an sich hohen Stand erreicht hatte, der Ausbau aber nicht 
energisch vorangetrieben wurde. Napoleon Bonaparte, dessen militärische 
Erfolge überwiegend auf Geschwindigkeit beruhten, hätte davon deutlich 
profitieren können. Es gab nur zwei Linien - eine Paris-Lille, die 
andere ging glaube ich, bis in die Schweiz. Die Römer haben ihm mit 
Feuerzeichen entlang der diversen Limes die Vorteile deutlich 
demonstriert.

Autor: Dergute W. (derguteweka)
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Moin,

Richard W. schrieb:
> Was sagt ihr dazu ?

Ich finde deine Ueberlegungen bezueglich "Potential fuer die Zukunft" 
zwar normal und ehrenwert. Aber leider fuer dich erstmal ueberhaupt 
nicht zielfuehrend. Du willst ja nicht wirklich was erforschen, sondern 
du "musst" eine Masterarbeit abliefern, die in endlicher Zeit, mit 
moeglichst geringem Aufwand und moeglichst gutem Ergebnis (=Note) 
abgeschlossen sein muss.

Und Masterarbeiten sind keine Promotionen. Also muss da nicht was neues 
erforscht werden, sondern man kann da gut auf bestehenden Krempel 
aufbauen und den vergleichen oder sonstwie untersuchen.
Also mach' dir da nicht unnoetigen Stress, der dir dann auch noch - 
wenns schief laeuft - die Note versaut, sondern such dir da ein Thema 
aus, wo der Prof/Lehrstuhl auch dahinterstehen und dich entsprechend 
unterstuetzen. Wenn du dir da selber eine Aufgabe stellst nach 
"Potential fuer die Zukunft", ist die Gefahr, sich voellig dabei zu 
verzetteln und das Ding voll an die Wand zu fahren ziemlich gross.

Gruss
WK

Autor: Wolfgang (Gast)
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Richard W. schrieb:
> - RFID basierend (also Elektromagnetische Welle)

Passiv RFID hat mit elektromagnetische Welle wenig zu tun. Da geht es um 
magnetische Kopplung, also eher ein Trafo.

Autor: Theor (Gast)
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Richard W. schrieb:
> Ich [...] gebe ein bisschen mehr Kontext [...]

Ah. OK. Also spezifischer.

Autor: Richard W. (bouldrini)
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Hey WK,

Ein 'neues' LPS würde ich auch nicht erfinden wollen, aber mich 
zumindest mit demr Art LPS beschäftigen, was eventuell noch wichtiger 
werden wird.

Wenn ich mich für ein Ultrasonic Verfahren entscheide (und in dem 
Kontext dann eventuell verschiedene Transmitter für akustische Signale 
im Ultrasonic Bereich vergleiche, oder sowas) und am Ende setzt sich 
aber ein LPS auf Lichtwellenbasis durch, dann sind meine Erfahrungen im 
Bereich LPS praktisch nutzlos.

Ich habe das Gefühl, dass die Masterarbeit total ausschlaggebend dafür 
ist für welche Bereiche und von welchen Firmen man danach in Erwägung 
gezogen wird. Für mich geht es in erster Linie darum, mich in die 
richtige Richtung weiterzuentwickeln.

Im Bereich LPS (egal welches) findet man bestimmt einen Teilbereich, der 
auf eine Masterarbeit passt. Du hast schon Recht, in erster Linie geht 
es darum eine gute Note für die Arbeit zu bekommen, ohne sich dabei zu 
sehr zu verbiegen.

Echt schwierig.

Autor: Dergute W. (derguteweka)
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Moin,

Richard W. schrieb:
> dann sind meine Erfahrungen im
> Bereich LPS praktisch nutzlos.

Nee. Erstmal hast du ja dann schon eine Masterarbeit abgeliefert, und 
dann hoffentlich schon davon profitiert und dann hilft sowas auch immer 
noch im Bullshit-Bingo. Auch wenn dann nicht genau das System, was in 
der Masterarbeit beackert wurde, spaeter sich durchsetzt. Solange grob 
die Richtung passt...

Gruss
WK

Autor: AM (Gast)
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Richard W. schrieb:
> Hi Rübezahl,
>
> vielen Dank für deine Antwort.
>
> Sind das nicht Modulationsverfahren um das Nutzsignal auf das
> Trägersignal zu modulieren?
>
> Interessiere mich im Moment nur für die Eigenschaften des Trägersignals.

Dann bleibt nur CW :P

Autor: Dr. Sommer (Gast)
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Richard W. schrieb:
> Ich würde mich gerne mit der Technologie beschäftigen, die am meisten
> Potenzial für die Zukunft hat. Jetzt ist die Frage, wie bewertet man
> 'Potenzial für die Zukunft'.

am meisten Potential für die Zukunft hat wohl ein System mit Kameras und 
KI, dh. mit Licht.
Mit Augen und natürlicher Intelligenz funktioniert das ja schon seit 
längerem recht gut.
Also entweder Kameras im Raum, die die fraglichen Objekte beobachten, 
oder Kameras an den Objekten, die sich im Raum orientieren.

Autor: Joggel E. (jetztnicht)
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> Jetzt ist die Frage, wie bewertet man 'Potenzial für die Zukunft'.

Ganz einfach. Es muss scheissbillig sein. Am Besten gratis, bei 
bestehender Infrastruktur. Das kommt aber erst spaeter.


Was man in der Masterarbeit macht ist nur bei der ersten oder zweiten 
Stelle interessant, nachher nicht mehr. Wichtig ist ueberhaupt mal etwas 
gemacht zu haben. In irgend einem Kontext.

Autor: Bernadette (Gast)
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Berechne aus zwei (oder mehr) Bildern die räumlichen Koordinaten 
gewünschter Objekte.
Gibts aber auch schon.
Ich habs mal vor ca. 20 Jahren für Einzelbilder gemacht, heute läuft das 
bei jedem Bundesligaspiel und dabei in Echtzeit.

Jedes autonome Auto wird darauf zurück greifen.

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