Hallo miteinander, ich möchte gerne ein Funksystem aufbauen, das aus mehreren Sendern und einem Empfänger besteht. die Sender übertragen periodisch ihre Daten. Nun ist mein Problem, dass sich die einzelnen Sender nicht bzw. möglichst wenig stören sollen. Es besteht keine Möglichkeit zur Synchronisierung. Meine Idee war nun, auszurechnen wie hoch die Verlustwahrscheinlichkeit bei max.25 Sendern, einem Empfänger und einer angenommenen Sendedauer von 20ms ist. Die Dauer soll hier nur mal beispielhaft sein. Und jeh nachdem, könnte dann die Sendeperiode der Sender verlängert werden um den Verlust zu verringern. Kann mir bitte jemand helfen wie ich dabei vorgehen muss um die Wahrscheinlichkeit zu berechnen. Gruß hänk
Bei Funk, vorallem im 70cm ISM-Band und den 868er-Freuenzen die bei Hobbyelektronikern durch RFM12 verwendet werden, kann die Verlustrate 100% sein! Schön bei Funkautoschlüssel zu sehen! Wenn nur ein Logisches Bit "0" in diesem Augenlick von einem anderen Sender eine "1" dazwischen gesendet wird, wars das mit dem Öffnen des Autos!
nun ja das kann bei so ziemlich jeder funkverbindung 100% sein. das ist ja gerade mein problem. kommt halt darauf an, wie viel sender ich habe und wie oft und wie lange gesendet wird. ich will ja letzten endes wissen, in welchem zeitlichen abstand meine sender senden dürfen, um eine gewisse Verlustrate nicht zu überschreiten. und dafür muss es doch irgend eine formel oder sowas geben oder nicht?? gruß hänk
Hallo hänk, mit so wenigen Informationen lässt sich das nicht ableiten. Da fehlt etwas von Frequenz, Leistung, Reichweite, Umwelteinflüsse, wie EMV Störungen und Wettererscheinungen, die Einschränkungen verursachen werden. Dann könnte man schon über Leistung am Antenneneingang und Störabstand, sowie den max. Abstand zwischen Sender und Empfänger aussagen, die für eine sichere Kommunikation notwendig sind. .
Hallo, hier noch ein anderer Ansatz der Kommunikation: "Self Organizing Wireless Mesh Networks" lyle.smu.edu/~nair/courses/8344/mesh.ppt .
hmmm also korrigiert mich falls ich falsch liege aber das hat doch irgendwie was mit einem Warteraum, Poissonprozessen oder sowas zu tun und ist doch vorerst mal nur was mit wahrscheinlichkeiten oder nicht?? ich komme nur nicht drauf wie ich das problem anpacken muss. klar wäre das ergebnis in der "realen welt" kaum repräsentativ, da wie uwe s. schon sagte noch viele umwelteinflüsse mit reinspielen. aber für eine grobe richtung wäre das doch bestimmt schon mal ausreichend oder nicht?? gruß hänk
Die reine Kanalbelegung kannst du mit simpler Wahrscheinlichkeits- rechnung ausrechnen. Allerdings ist natürlich die Frage, was passiert, wenn zwei gleichzeitig senden. Da gibt es mehrere Möglichkeiten: . beide Signale sind einigermaßen gleich stark und stören sich so, dass keins sauber empfangen werden kann . das erste Signal ist viel stärker als das zweite und wird ordentlich bis zu Ende empfangen . das zweite Signal ist viel stärker als das erste, aber da der Empfänger auf das erste Signal synchronisiert war, ist er nicht in der Lage, auf das zweite neu zu synchronisieren, sodass auch beide als Verlust verbucht werden müssen . wie zuvor, aber der Empfänger kann neu synchronisieren, sodass das zweite ordnungsgemäß zu Ende empfangen wird Praktikabler ist es am Ende, Transceiver zu benutzen und sich den korrekten Empfang bestätigen zu lassen. Bei fehlender Bestätigung wiederholt man dann die Aussendung. Damit lässt sich eine deutlich bessere Kanalbelegung ohne extremen Anstieg der Übertragungsfehler- rate erreichen.
Am Ende wird es wohl schon auf einen Transceiver rauslaufen. Ich würde nur gerne die Möglichkeit einer wirklichen unidirektionalen Verbindung genau unter die Lupe nehmen. klar ist es natürlich auch eine riesen Nachteil dass dabei die Kanalauslastung bzw. die erfolgreichen Übertragungen in den Keller gehen werden. gruß hänk
achso was ich noch vergessen habe: falls ein Paket nicht zugestellt wird so bekommt es der Sender ja natürlich auch nicht mit und das Paket wird einfach verworfen und das nächst aktuellere Datenpaket wird einfach hinterher gesendet. "Senden ohne Rücksicht auf Verluste" :D gruß hänk
Das ist nicht ganz trivial, hier eine vernünftige allgemeine Berechnung anzustellen, wenn das Sendeintervall gleich oder zufällig sein soll. Ich würde allen 20 Sendern ein unterschiedliches fixes Zeitintervall zuordnen, z.B. Sender 1 sendet alle 10,000 Sekunden, Sender 2 alle 10,030 Sekunden, Sender 3 alle 10,060 Sekunden, also ein Fixintervall + senderspez. Offset, welcher größer als eine Protokoll-Länge ist. D.h. 2 Sender die irgendwann einmal synchron sind, sind es beim nächsten mal schon garantiert nicht mehr. Im worst case gilt für einen Sender, dass er in jedem folgenden Intervall einmal mit einem anderen der 19 Sender kollidiert, d.h. dass er tatsächlich 20x sein eigenes Intervall benötigt, bis seine Nachricht frei durchkommt (abgesehen von anderen Störungen) Hier wäre also die worst case Rechnung banal: Eigenes Intervall x Anzahl der Sender
jup das ist ein guter ansatz. ich habe mittlerweile im netz was "wiederentdeckt" (schon früher gelernt aber wieder vergessen :) ) und zwar wird beim pure-aloha protokoll von einer recht ähnlichen situation ausgegangen. http://de.wikipedia.org/wiki/ALOHA jetzt muss ich allerdings nur noch berechnen wie hoch die anzahl der gleichzeitigen sendeversuche ist. würde ich den obigen ansatz wählen, so wäre das natürlich in der tat recht einfach. gruß hänk
Hallo, ALOAH trifft das Problem nicht, da dort mit Rückbestätigung gearbeitet wird. Das beschriebene Problem der unidirektionalen Stern-Kommunikation kommt in der Praxis jedoch auch sehr häufig vor. Gutes großes Beispiel sind die Funk-Heizkostenverteiler, dessen Funksystem aus Kostengründen (noch) unidirektional ausgelegt ist. Dort geht man mit sehr viel Aufwand an das Zuverlässigkeitsproblem, hat entsprechendes Know-How angehäuft und arbeitet aufgrund der Vielzahl an Parametern mit Simulations-Tools. Analytisch kann man eigentlich nur den wenig hilfreichen Worst-Case Fall (Störung = Ausfall) bei gleichen Sendeintervallen und Gleich- bzw. Normalverteilung rechen. Der stark vereinfachte Ansatz ist dabei die Wahrscheinlichkeit (je nach gewählter Verteilung) mit der ein Sender innerhalb (oder besser nicht innerhalb) der Übertragungsdauer sendet. Im einfachsten Fall also das Verhältnis Eins minus Übertragungsdauer zu Sendeintervall. Multipliziert mit der Anzahl der Sender ergibt das die Wahrscheinlichkeit das kein weitere Sender innerhalb der Sendedauer stört (bei gleich verteiltem Sendezeitpunkt). Oder eben Eins Minus... ihr versteht schon. Besser wird es in jedem Fall mit kurzen Telegrammen und langen Intervallen mit wenig Sendern. ;-) In der Praxis sieht die Sache mit kurzen Sendedauern und großen Intervallen, natürlich mit Varianz, etwas anders aus. Außerdem haben die schon erwähnten Empfängereigenschaften, aber auch das Telegrammformat und die diversen aktuellen Kanalbedingungen einen erheblichen Einfluss. Gerade im Kollisionsfall wird die Sache beim Empfänger und der Bewertung seines Verhaltens ziemlich kompliziert und läßt viele Netzsimulationen unbrauchbar werden. Um so etwas vorhersagbarer zu machen, wird z.B. bei den HKV-Empfängern manchmal vorgeschrieben, dass bei Empfang eines zweiten, um min. 6db stärkeren Signals dieses weiter zu empfangen ist. Ein 6dB schwächeres Signal soll jedoch ignoriert werden (Stichwort: Capture Effect). Das ist nicht ohne für einen Entwickler, so etwas sauber hin zu bekommen.
Mir scheint das Ganze berechenbar zu sein. Die Periodendauer P ist fuer alle dieselbe, die Sendezeit S auch. Wir zerscheibeln die Periode durch die Sendezeit und erhalten N Zeitscheiben. Der Erste sendet mit Wahrscheinlichkeit eins in der ersten Scheibe. Der Zweite sendet mit Wahrscheinlichkeit 1/N in derselben Scheibe und mit 1-(1/N) in einer anderen. Der Dritte sendet mit 2/N in den ersten beiden, und mit 1-(2/N) in einer Anderen. Der Vierte sendet mit 3/N in einer der Vorigen, und mit 1-(3/N) in einer anderen. usw. Der 25. sendet also mit 24/N in einer der vorigen und mit 1-(24/N) in einer anderen. Die Wahrscheinlichkeit, dass alle ungestoert senden ist also das Produkt, dass alle in der jeweils restlichen Zeit senden. Das koennt man nun gegen ein wachsendes N auftragen. Ich wuerd mal bei N=1000 beginnen, aber rechnen kostet ja nichts. Eine andere Betrachtung waere dann noch, wielange es dauert, bis ich jeden empfangen habe. Dann koennte man sich noch ueberlegen ob eine gewisse Zufaelligkeit in der einzelnen Periode etwas bringt, dh die Periode wird in jeder Station jeweils neu berechnet, und soll dann zum Beispiel zwischen 80..120% von P liegen.
also danke schon mal für die vielen tips! werde wohl noch ein bischen über dem problem brüten :) Das mit den HKV wurde mir auch schon von anderer Stelle zugetragen. war mir bis zu dem zeitpunkt gar nicht bewusst. aber schon ne gute idee eigentlich. gruß hänk
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