Forum: HF, Funk und Felder Spricht etwas gegen FDM im SRD oder ISM Band?


von Alexander (alxc)


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Da man bei 433 und 868 MHz ja eher schmalbandig unterwegs ist und viele 
Einschränkungen für Fair Use vorgegeben sind, frage ich mich, warum man 
nicht viele Kanäle per Frequenzmultiplex parallel kombiniert? Die beste 
Kanalausnutzung hat man ja mit CCA/LBT weil man dann keinen  Duty Cycle 
einzuhalten hat. Mit billiger Hardware auf einem Kanal - geschenkt, das 
ist mittlerweile Standard bzw. nimmt man Frequency Hopping was auch kein 
Hexenwerk ist. Mittlerweile sollte man doch aber mit überschaubarem 
Hardwareaufwand mehrere Kanäle gleichzeitig beackern können. Also DSP im 
Basisband und dann nur noch ein RF Frontend wie den CC1200 dran.

Also 5ms auf allen Kanälen lauschen und dann nur auf den Kanälen senden, 
die frei sind. Beim nächsten Paket genau das gleiche. Regulatorisch 
müsste das doch erlaubt sein.

Oder was spricht da grundsätzlich dagegen? Nicht dass das jetzt eine 
Produktidee sein soll, denn jede Lösung, billige Heardware hin oder her, 
wird am Ende wahrscheinlich eh zu teuer sein. Aber mich würde 
interessieren was ich übersehe.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Alexander schrieb:
> Also 5ms auf allen Kanälen lauschen und dann nur auf den Kanälen senden,
> die frei sind.

Und der Empfänger, den du erreichen willst, rät dann den Kanal? Das 
Suchen dauert einfach zu lange, zumal es ja meist nur kurze 
Steuersignale betrifft.
Deine Idee ist bei Bluetooth und WLAN bereits verwirklicht, ist aber bei 
den typischen Anwendungen auf 433 und 868Mhz einfach zu aufwendig.

von Alexander (alxc)


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Matthias S. schrieb:
> Und der Empfänger, den du erreichen willst, rät dann den Kanal?

Danke für deine Antwort. Er rät ja nicht einen Kanal sondern separiert 
mehrere Kanäle digital aus dem relativ breiten Basisband. Ich gehe davon 
aus dass dieses und weitere Probleme in den von dir angesprochenen 
802.11 oder 802.15.4 PHYs gelöst wurde. BTW: OFDM kann wegen der 
Kanalüberlappung nicht verwenden.

> Deine Idee ist […] ist aber bei
> den typischen Anwendungen auf 433 und 868Mhz einfach zu aufwendig.

Aufwendig mit Sicherheit. Aber wenn etwas mehr Bandbreite benötigt wird 
als die ETSI Regularien hergeben? 1-2MB Firmwareupdate über eine LoRa 
PHY zu verschicken, ist nicht gerade effizient.

Wenn die wesentlichen Einwände Aufwand und Kosten sind aber 
regulatorisch nichts dagegen spricht, so ist es bloß eine Frage der Zeit 
bis die Hardware dafür günstig genug wird, oder?

: Bearbeitet durch User
von Thomas S. (thommi)


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TETRA hat ja auch Frequenzhopping und Timeslicing, das ganze aber dann 
auch noch verschlüsselt. Habe von den BOS gehört, dass das nicht gerade 
beliebt ist. Man kann zwar nicht mehr dazwischendrücken, und die 
Sprachqualität ist deutlich besser, als analog, aber Echtzeitfunk ist 
das nicht mehr wirklich.

Bei einer schlechten Verbindung über Relais hört man entweder was, oder 
gar nichts. Bei Analog hört man wenigstens verrauscht noch was und kann 
aus den Wortfetzen noch den Sinn der Nachricht interpretieren. Ein 
verrauschtes Feu.....sch...s kann man dann als Meldung noch als "Feuer 
schwarz", also Brand gelöscht verstehen.

Die Alarmierung ging damals über eine verrauschte Fünftonfolge über ein 
einziges Relais auch noch relativ zuverlässig, ging dann später über 
drei Relais im Gleichwellenfunk deutlich besser, wie auch der 
Sprechfunk, aber immer noch analog.Da löste mein Pager auch im 
Nachbarlandkreis noch aus.

Heute ist zumindest die Stadt, in der ich wohne nur noch digital 
versorgt, Das TETRA-Signal ist sehr stark hier, da schon weit vor der 
Tetraeinführung ein Funkmast aufgestellt wurde, aber auf den Dörfern 
wird tlw zusätzlich über SMS alarmiert.

Ich bin schon länger nicht mehr bei der Feuerwehr, aber ich meine, dass 
die Alarmierung heute immernoch über die alten Gleichwellenrelais tlw 
noch über ZVEI und auch über FMS/POCSAC läuft, der Sprechfunk aber über 
TETRA.

Lokal an der Einsatzstelle unter den Trupps wäre Analog auf jeden Fall 
auf dem 2 m Band noch zuverlässiger als TETRA, denn aus einem brennenden 
Keller unter Atemschutz im Notfall ein Relais mit der Handquetsche zu 
erreichen...

Bei TETRA werden zumindest die Timeslices und das Frequenzhopping mit 
einer SIM und vom Relais zugeteilt, was bei den 433ern und 868ern nicht 
der Fall ist.
Die müssen sich nach jeden Sprechwechsel neu einigen. Das ist dann, wie 
telefonieren über WhatsApp mit geringer Bandbreite.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Alexander schrieb:
> Aber wenn etwas mehr Bandbreite benötigt wird als die ETSI Regularien
> hergeben?

Wo siehst du da welche Einschränkungen?

Im ISM-Band gibt's halt das Leistungs-Limit, aber niemand schreibt dir 
was über Bandbreite vor.

Im SRD-Band gibt es zwar einen Bereich mit 25 kHz Kanalbandbreite, aber 
davon ist explizit ausgenommen, dass du auch das gesamte Teilband nehmen 
kannst. Sind aber eben auch nur 250 kHz dann.

> 1-2MB Firmwareupdate über eine LoRa PHY zu verschicken, ist
> nicht gerade effizient.

LoRa ist halt genau das Gegenteil von schnell. Sagt ja mehr oder weniger 
der Name schon.

von Rainer W. (rawi)


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Jörg W. schrieb:
> LoRa ist halt genau das Gegenteil von schnell. Sagt ja mehr oder weniger
> der Name schon.

Das 'LoRa' steht für "Long Range". Wo siehst du dort einen Zusammenhang 
zum Gegenteil von schnell?
Immerhin reicht die Übertragungsgschwindigkeit bei LoRa je nach 
eingestellten Parametern bis 200kbps.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Rainer W. schrieb:
> Das 'LoRa' steht für "Long Range". Wo siehst du dort einen Zusammenhang
> zum Gegenteil von schnell?

Einmal darfst du raten, wodurch der "Long Range" erreicht wird – nicht 
durch mehr Leistung.

von Rainer W. (rawi)


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Jörg W. schrieb:
> Einmal darfst du raten, wodurch der "Long Range" erreicht wird – nicht
> durch mehr Leistung.

Kanalkapazität ist Kanalkapazität. Bei einem bestimmten SNR und einer 
bestimmten Bandbreite bekommst du eine bestimmte Datenrate hin. Die LoRa 
Modulation erlaubt es einem, relativ flexibel am Link Budget 
rumzuschrauben, um auf hohe Reichweite zu kommen. Außerdem lässt  sie 
sich relativ wenig durch schmalbandige Signale stören.

von Alexander (alxc)


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Jörg W. schrieb:
> Alexander schrieb:
>> Aber wenn etwas mehr Bandbreite benötigt wird als die ETSI Regularien
>> hergeben?
>
> Wo siehst du da welche Einschränkungen?
> Im ISM-Band gibt's halt das Leistungs-Limit, aber niemand schreibt dir
> was über Bandbreite vor.

Ich habe mich schlecht ausgedrückt. Ich möchte möglichst hohe Reichweite 
erreichen und gleichzeitig eine möglichst hohe Datenrate. Auf keinen 
Fall möchte ich Duty Cycle Einschränkungen. Energieverbrauch spielt 
keine so große Rolle. Die Sendeleistung über die okkupierte Bandbreite 
ist aber limitiert. Wenn ich 200 kHz benutze, dann darf ich darüber 
trotzdem maximal 25mW abstrahlen. Wenn ich aber 3 schmalbandige Kanäle 
innerhalb der 200 kHz definiere und für jeden LBT gleichzeitig betreibe, 
so darf jeder Kanal mit 25mW senden. D.h ich komme so weit wie ich mit 
einem schmalen Kanal komme, habe aber bestenfalls die dreifache 
Datenrate - nur etwas weniger als ich vielleicht in dem 200 kHz Kanal 
unterbekommen hätte. Der hätte aber deutlich weniger Reichweite. So weit 
ich sehen kann, ist die Sendeleistung per Transmitter definiert und das 
würde ich als „ein Kanal“ interpretieren.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Alexander schrieb:
> Ich habe mich schlecht ausgedrückt. Ich möchte möglichst hohe Reichweite
> erreichen und gleichzeitig eine möglichst hohe Datenrate.

Das sind erstmal sich widersprechende Anforderungen.

> Auf keinen
> Fall möchte ich Duty Cycle Einschränkungen.

Das SRD-Band ist halt dazu gedacht, dass es alle benutzen können, nicht 
nur einer. Das unterscheidet es von den ISM-Bändern. Wenn also außer dir 
noch jemand dort ist, wirst du notgedrungen mit Einschränkungen leben 
müssen.

> Wenn ich aber 3 schmalbandige Kanäle
> innerhalb der 200 kHz definiere und für jeden LBT gleichzeitig betreibe,
> so darf jeder Kanal mit 25mW senden.

Meines Wissens funktioniert das so nicht, sondern die akkumulierte 
Leistung innerhalb des (Sub-)Bandes zählt.  Du kannst natürlich 
frequency hopping machen, aber nicht gleichzeitig 3 x 25 mW rauspusten.

von Alexander (alxc)


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Jörg W. schrieb:
> Das SRD-Band ist halt dazu gedacht, dass es alle benutzen können, nicht
> nur einer. Das unterscheidet es von den ISM-Bändern. Wenn also außer dir
> noch jemand dort ist, wirst du notgedrungen mit Einschränkungen leben
> müssen.

Na klar und die will ich hier auch gar nicht brechen. Ich sinniere 
lediglich über die Auslegung der Norm.

>> Wenn ich aber 3 schmalbandige Kanäle
>> innerhalb der 200 kHz definiere und für jeden LBT gleichzeitig betreibe,
>> so darf jeder Kanal mit 25mW senden.
>
> Meines Wissens funktioniert das so nicht, sondern die akkumulierte
> Leistung innerhalb des (Sub-)Bandes zählt.  Du kannst natürlich
> frequency hopping machen, aber nicht gleichzeitig 3 x 25 mW rauspusten.

Das wäre also die eigentliche Frage. Wenn ein Gerät mehrere identische 
Transceiver und drei Antennen beinhaltet, wäre das dann in Ordnung? Wo 
liegt im Ergebnis der Unterschied zu einem Gerät mit einer Antenne und 
einem Frontend das mehrere Kanäle gleichzeitig bedient?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Alexander schrieb:
> Wenn ein Gerät mehrere identische Transceiver und drei Antennen
> beinhaltet, wäre das dann in Ordnung?

Meiner Meinung nach Nein, es ist ja immer noch ein Gerät.

Aber solche Spitzfindigkeiten klärst du wohl besser mit deiner 
„benannten Stelle“, bei der du den Kram messen lassen willst.

von Rainer W. (rawi)


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Alexander schrieb:
> Wenn ich 200 kHz benutze, dann darf ich darüber
> trotzdem maximal 25mW abstrahlen. Wenn ich aber 3 schmalbandige Kanäle
> innerhalb der 200 kHz definiere und für jeden LBT gleichzeitig betreibe,
> so darf jeder Kanal mit 25mW senden.

Die Zuteilung für die Frequenznutzung bezieht sich nicht auf die 
abgestrahlte Leistung und auch nicht auf einzelne Sender.
Begrenzt ist die effektive Strahlungsleistung (ERP) und ggf. der 
Arbeitszyklus für ein Gerät. Auf die Beschränkung des Arbeitszyklus kann 
z.T. verzichtet werden, falls andere Frequenzzugangs- und
Störungsminderungstechniken entsprechend den betreffenden Richtlinien 
eingesetzt werden.
Damit erübrigt sich doch jegliche Diskussion.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Alexander schrieb:
> Kanäle per Frequenzmultiplex parallel

So wie mioty?

Oder meinst du mehrere Bänder der SRD Zuteilung kombinieren?

: Bearbeitet durch User
von Alexander (alxc)


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Niklas G. schrieb:
> Alexander schrieb:
>> Kanäle per Frequenzmultiplex parallel
>
> So wie mioty?
> Oder meinst du mehrere Bänder der SRD Zuteilung kombinieren?

Nein, mioty betreibt meines Wissens nach klassisches Frequency Hopping 
d.h nur ein Kanal ist pro Zeitschlitz aktiv.

Ich dachte daran, mehrere Frequenzen innerhalb eines Bandes zu 
kombinieren, ähnlich wie bei DSL nur ohne Überlapp, also einfach nur 
Frequenzmultiplex, nicht orthogonal. Für jeden dieser Kanäle sollte 
unabhängig aber gleichzeitig Listen Before Talk durchgeführt werden. 
Also quasi so als hätte man mehrere Transceiver in einem Gerät verbaut 
die jeder individuell die Polite Spectrum Use Beschränkungen befolgen.

Wenn ERP aber pro physischem Gerät definiert ist, also egal wie viele 
Antennen und Transceiver verbaut sind, dann wird das wohl nix mit einem 
kombinierten Transceiver…

Aber wie Jörg sagte, am Ende würde ich das wohl mit dem Prüflabor 
diskutieren müssen.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Alexander schrieb:
> Ich dachte daran, mehrere Frequenzen innerhalb eines Bandes zu
> kombinieren, ähnlich wie bei DSL nur ohne Überlapp, also einfach nur
> Frequenzmultiplex, nicht orthogonal

Achso, macht Wi-SUN das nicht genau so, aber eben schon orthogonal, mit 
OFDM?

von Martin S. (strubi)


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Alexander schrieb:
> Das wäre also die eigentliche Frage. Wenn ein Gerät mehrere identische
> Transceiver und drei Antennen beinhaltet, wäre das dann in Ordnung? Wo
> liegt im Ergebnis der Unterschied zu einem Gerät mit einer Antenne und
> einem Frontend das mehrere Kanäle gleichzeitig bedient?

Die effektive Abstrahlleistung (per Raumwinkel) ist ja abhaengig davon, 
wie nahe die drei Antennen beieinanderstehen, das duerfte dann fuers 
Prueflabor relevant sein. So kenne ich es zumindest von der WLAN-Seite, 
da darf man auch nicht die maximal erlaubte Leistung einfach so mit 
einem Yagi auf einen kleinen Raumwinkel rausblasen.

von Rainer W. (rawi)


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Martin S. schrieb:
> Die effektive Abstrahlleistung (per Raumwinkel) ist ja abhaengig davon,
> wie nahe die drei Antennen beieinanderstehen

Na ja, eine "effektive Abstrahlleistung (per Raumwinkel)" ist ein 
komisches Mischmasch. Bei der ERP (effektive Strahlungsleistung) wird 
die Leistungsdichte genau im Maximum bewertet.
Da die Sendungsinhalte unkorreliert sind, wird das Richtdiagramm nur 
durch Resonanzeffekte der nebeneinander im Raum angeordneten Antennen 
beeinflusst. Dabei spielt dann der Abstand in Relation zur Wellenlänge 
rein.

Mehr Sorgen bei Parallelbetrieb mehrerer Transceiver so dicht 
nebeneinander würde ich mir über deren Großsignalfestigkeit machen, 
falls die Module nicht sauber synchronisiert werden, sondern unabhängig, 
nebeneinander Daten übertragen sollen. In dem Fall wäre eine gute 
Entkopplung der Antennen wichtig, was dann aber die Anzahl zur 
Reichweitenmaximierung in eine bestimmte Richtung auf zwei einschränkt, 
weil man über Polarisation der Antennen nur begrenzt Freiheitsgrade hat.

: Bearbeitet durch User
von Richard W. (richardw)


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Rainer W. schrieb:
> Bei der ERP (effektive Strahlungsleistung) wird
> die Leistungsdichte genau im Maximum bewertet.

Interessant. Ich habe ein Verständnisproblem beim bestimmen der ERP. 
Angenommen, ich würde zwei Transceiver gleichzeitig auf einer Antenne 
senden lassen, einmal bei 868.0 MHz, einmal bei 868.2 MHz, jeweils mit 
100 kHz Bandbreite und jeweils knapp 25mW Leistung. Wie wäre dann die 
ERP zu bewerten? Die Leistungsdichte im Maximum sollte doch dann gleich 
sein.

Oder wird dann festgestellt, dass zwei Maxima vorliegen und die 
Leistungsdichte in beiden Maxima miteinander addiert sodass am Ende 50 
mW herauskommen?

> Mehr Sorgen bei Parallelbetrieb mehrerer Transceiver so dicht
> nebeneinander würde ich mir über deren Großsignalfestigkeit machen,
> falls die Module nicht sauber synchronisiert werden, sondern unabhängig,
> nebeneinander Daten übertragen sollen. In dem Fall wäre eine gute
> Entkopplung der Antennen wichtig, was dann aber die Anzahl zur
> Reichweitenmaximierung in eine bestimmte Richtung auf zwei einschränkt,
> weil man über Polarisation der Antennen nur begrenzt Freiheitsgrade hat.

Eigentlich sollen ja gar nicht mehrere Transceiver betrieben werden, 
sondern mehrere Kanäle digital im Basisband arbeiten und dann nur 
runter- bzw. hochmischen. Die Geschichte mit mehreren Transceivern und 
mehreren Antenne pro Gerät ist ja nur ein Äquivalenzkonstrukt.

: Bearbeitet durch User
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