Forum: HF, Funk und Felder Gegenseitige Beeinflussung 2.4GHz Breitbandig - Schmalbandig


von Thosch (Gast)


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Hallo Zusammen

ich habe eine Frage über die Beeinflussung durch ein breitbandiges 
Signal wie z.B. WLAN 802.11 b,g,n auf ein schmalbandiges frequenzhopping 
Signal einer propritären Funktechnik.

Ausgangslage: Ein schmalbandiges Funksystem im 2.4GHz Band mit einer 
sehr guten Empfängerempfindlichkeit von z.B. -105 bis-120dbm (System 
"Schmal")  wird durch breitbandige Signale benachbarter breitbandiger 
WLAN Systeme beeinflusst. Diese Signale liegt bei ca -60dbm oder noch 
stärker. (System "breit")

Der Hersteller von "schmal" behauptet nun, dass er trotzdem mit seinem 
Empfänger das Signal noch verarbeiten kann. Nach meinem Verständnis 
regelt der Eingangsverstärker von "Schmal" durch das sehr viel stärkere 
System "breit" seinen Empfänger herunter und kann das schmalbandige 
Signal nicht mehr verstärken. Es sollen lauf Hersteller aussagen damit 
Entfernungen von 3 -5 km möglich sein.

Eine hohe Empfängerempfindlichkeit kann ich doch nur ausspielen wenn 
innerhalb der Empfangsbandbreite kein deutlch höheres Singal vorhanden 
ist? ( Ein breitbandiges System hat beim entspreizen einen Prozessgewinn 
von ca 10db, und kann deshalb bei negativem Signalrauschverhältniss noch 
Signale verarbetíten)

System Schmal dürfte doch nur eine Chance haben wenn es durch das 
Frequenzhopping einen Kanalbereich findet wo das "Rauschen" unter 
-105dbm liegt, also z.B. einer der 3 WLAN Kanäle nicht benutzt ist. 
Damit ist der Einsatz im Stadtbereich durch die hohe Anzahl an WLAN 
Systemen im2.4GHz eigentlich unmöglich.

Sind meine theoretischen Überlegungen richtg?

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Thosch,

> Sind meine theoretischen Überlegungen richtg?
Im Prinzip ja. Aber.

Heißes Thema "Kolokationsprobleme". Ich war mal in der elektronischen 
Kampfführung tätig, in der NVA hieß das "funkelektronischer Krieg".

Toll, wie man mit wenig Energie, aber in Pulsen, ganze Funknetze lahm 
legen kann.
Andere wussten schon immer, warum sie RADAR-Geräten andere Funkbänder 
zuwiesen als Richtfunkstrecken. Die "beißen" sich gegenseitig.

> ich habe eine Frage über die Beeinflussung durch ein breitbandiges
> Signal wie z.B. WLAN 802.11 b,g,n auf ein schmalbandiges frequenzhopping
> Signal einer propritären Funktechnik.
>
> Ausgangslage: Ein schmalbandiges Funksystem im 2.4GHz Band mit einer
> sehr guten Empfängerempfindlichkeit von z.B. -105 bis-120dbm (System
> "Schmal")  wird durch breitbandige Signale benachbarter breitbandiger
> WLAN Systeme beeinflusst. Diese Signale liegt bei ca -60dbm oder noch
> stärker. (System "breit")
>
> Der Hersteller von "schmal" behauptet nun, dass er trotzdem mit seinem
> Empfänger das Signal noch verarbeiten kann. Nach meinem Verständnis
> regelt der Eingangsverstärker von "Schmal" durch das sehr viel stärkere
> System "breit" seinen Empfänger herunter und kann das schmalbandige
> Signal nicht mehr verstärken. Es sollen lauf Hersteller aussagen damit
> Entfernungen von 3 -5 km möglich sein.

Richtig - es sei denn, hier das "aber" - der schmale Kanal hat eine 
schmalbandige Vorselektion, wie sie früher schon die abgestimmten 
Kurzwellenantennen hatten, heute noch die Loop-Antennen mit Drehko und 
kommerzielle Spitzenempfänger.

Ansonsten stopft der Puls die AGC im Empfänger zu und verschiebt 
vielleicht sogar den Arbeitspunkt im Antennenverstärker. Dann ist 
Empfangspause, dann muss das Netzwerk die Sequenz von Identizierung und 
Verschlüsselung erneut starten - und wieder ein einziger kurzer Puls 
bewirkt Bitfehler und erneuter Abbruch.
Erinnerst Du Dich an den Koreakrieg und dessen Auslösung durch die 
"Puebla"? Das Aufklärungsschiff der USA schaffte einfach nicht die 
Funkverbindung nach Hawai oder so - wegen solcher EloGM.

Schmalbandige Vorselektion hilft, aber auch nur begrenzt.
Gegen die Arbeitspunktverschiebung im Antennenverstärker helfen hohe 
Ruheströme, die ansonsten aber keiner will.

Ciao
Wolfgang Horn

von Ralph B. (rberres)


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Ich empfehle sich mal mit den Grundlagen der Spreizspektrummodulation 
vertraut zu machen.

Es ist schon möglich schmalbandige starke Signale mit und breitbandig 
schwache Signale im gleichen Frequenzband zu betreiben. Die stören sich 
kaum bis garnicht.

In den UKW-Berichten gab es mal ein 2teiliges Grundlagenartikel  über 
Spreitzspektrummodulation. Sehr interessant und auch für einen einfachen 
Hobbyisten noch verständlich.

Ralph Berres

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Ralph,

> Ich empfehle sich mal mit den Grundlagen der Spreizspektrummodulation
> vertraut zu machen.
Ach ;-)

> Es ist schon möglich schmalbandige starke Signale mit und breitbandig
> schwache Signale im gleichen Frequenzband zu betreiben. Die stören sich
> kaum bis garnicht.
Du hast schon Recht - wenn die Verstärker und die AGC eben nicht aus der 
Balance gebracht werden, ist nach der Störung sofort wieder Empfang.

"Kolokation" bedeutet aber oft "auf demselben Schiffsmast" oder auf 
demselben Fahrzeug, und dann haut der eine Sender schon in den anderen 
Vorverstärker hinein.

Ciao
Wolfgang Horn

von Ralph B. (rberres)


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Wolfgang

Die beiden Signale stören sich nicht, da das breitbadige schwache Signal
nach dem Rückmischen mit dem Psuedorauschen wieder schamlbandig mit 
einen viel höheren Pegel wird. Das starke schamlbandige Signal, welches 
den gleichen Rückmischer passiert, wird danach zu eine breitbandigen 
sehr schwachen Signal, welches dem starken Signal nichts mehr anhaben 
kann.

Der schmalbandige Hörer bekommt allenfalls ein leicht angehobenen 
Rauschteppisch mit, stört ihn also auch nicht.

GPS funktioniert so und das Militär nutzt diese Modulationsart schon 
seit langen, weil sie kaum von unautorisierten Höhrer entdeckt, 
geschweige abgehöhrt werden kann.

Kann man alles wie gesagt in den UKW Berichten nachlesen.

Ralph Berres

von Thosch (Gast)


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@Wolfgang: da es ein schmalbandiges Frequenzhopping System im 
FRequenzbereich 2,400 bis 2,480 GHz ist, kann der Vorverstärker 
eigenlich keine Vorselektion haben. Die Frage ist also ob die AGC auf 
einen breitbandigen "Störer" reagiert. Wir reden ja nicht von 
vorsätzlicher Störung sondern von gewollter Koexistenz aber die Frage wo 
die Grenze dafür ist.

@Ralph. Die Theorie sagt, daß ein schmalbandiges System nicht mit einem 
negativen Signalrauschabstand funktioniert.

von Ralph B. (rberres)


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Thosch schrieb:
> @Ralph. Die Theorie sagt, daß ein schmalbandiges System nicht mit einem
>
> negativen Signalrauschabstand funktioniert.

Ist hier ja auch nicht vorhanden.

Ralph Berres

von oszi40 (Gast)


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Thosch schrieb:
> Ein schmalbandiges Funksystem im 2.4GHz Band mit einer
> SEHR guten Empfängerempfindlichkeit von z.B. -105 bis-120dbm

Was zu empfindlich ist, wird auch mal zugestopft. Weiterhin wäre zu 
bedenken, ob ein Signal nur kurzzeitig oder wie bei WLAN dauerhafter 
stört.
Einfachste Lösung ist oft ein anderer Standort, der evtl, eine geeignete 
Abschattung hat.

von Ralph B. (rberres)


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Thosch schrieb:
> @Ralph. Die Theorie sagt, daß ein schmalbandiges System nicht mit einem
>
> negativen Signalrauschabstand funktioniert.

Ist hier ja auch nicht vorhanden.

Es sei denn es soind soviele Spreitzspektrumsignale in der Luft, das die 
Summe dessen Rauschsignale so stark werden, das es in die Größenordnung 
des Schmalbandpegels kommt. Dann wäre das Band aber sowieso völlig 
überfüllt.

Ralph Berres

von oszi40 (Gast)


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Einige Ecken sind von 2,4 GHz WLANs verseucht.

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Ralph,

> Die beiden Signale stören sich nicht, da das breitbadige schwache Signal
> nach dem Rückmischen mit dem Psuedorauschen wieder schamlbandig mit
> einen viel höheren Pegel wird.
So hat das der Theoretiker im Lehrbuch geschrieben, ja.
Aber er ging dabei von linearen Antennen- und Vorverstärkern aus.

Aber wenn beispielsweise das Pulssignal den Antennenverstärker auf der 
Empfangsseite in die Sättigung treibt, bewirkt das eine schrecklich hohe 
Dämpfung des Breitbandsignals, bevor dies zurückgemischt werden kann.

> GPS funktioniert so und das Militär..
Ja. Erzähl das mal dem Vorverstärker und dem Mischer.


Hi, Thosch,

> ...da es ein schmalbandiges Frequenzhopping System im
> FRequenzbereich 2,400 bis 2,480 GHz ist, kann der Vorverstärker
> eigenlich keine Vorselektion haben.
R&S hat beispielsweise VHF-Antennen mit mithoppendem Empfangsfilter 
gebaut.

Ein Hopper ist ok., einer in der Nähe eines anderen Senders kann schon 
gestört sein, auf Feldherrnhügel im Aufmarschgebiet aber prügeln sich 
die Funker fast um einen Aufstellplatz, wer noch einen bekommt und wer 
nur am Hang stehen darf: Die einen von der Artillerie, die zweiten, die 
dritten, auch der Fliegerleitoffizier will sich mit der Bodentruppe 
verständigen. Und alle hoppen durcheinander...

> Es sei denn es soind soviele Spreitzspektrumsignale in der Luft, das die
> Summe dessen Rauschsignale so stark werden, das es in die Größenordnung
> des Schmalbandpegels kommt.

Das ist weniger die Gefahr. Sondern eher, dass der schmalbandige 
Frequency-Hopper mit seinem Burst den Mischer des PN-Empfängers in die 
Sättigung treibt.


Mal das konstruktive Denken eingeschaltet: Die Verbindungsgüte eines 
Blutooth- oder Zigbee-Empfängers in der Nähe eines gleichartigen Senders 
könnte verbessert werden durch ein exakt mitspringendes Empfangsfilter.
Aber wer verlangt im Showroom des Vertriebs schon Signale, deren 
Berücksichtigung sein erträumt niedriges Budget sprengen?

Ciao
Wolfgang Horn

von Bernd (Gast)


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Ich glaube nicht, dass Begriffe "damals" und Ansätze aus dem KW-Bereich 
hier eine Lösung finden.

Auch die allgemeinen Verdächtigungen aus AFU-Kreisen...


Der Ralph ist schon sehr nah dran an der Lösung, der Rest ist meiner 
Meinung nach Projektion von 40 Jahre altem Wissen auf neueste 
Empfängerphilosophy....

von Empfängerphilosophy (Gast)


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Ralph Berres schrieb:
> Ich empfehle sich mal mit den Grundlagen der Spreizspektrummodulation
> vertraut zu machen.
>
> Es ist schon möglich schmalbandige starke Signale mit und breitbandig
> schwache Signale im gleichen Frequenzband zu betreiben. Die stören sich
> kaum bis garnicht.
>

hier ist aber die rede von starken breitbandigen signal und schwachen 
schmalbandigen,

Thosch schrieb:
>
> Der Hersteller von "schmal" behauptet nun, dass er trotzdem mit seinem
> Empfänger das Signal noch verarbeiten kann. Nach meinem Verständnis
> regelt der Eingangsverstärker von "Schmal" durch das sehr viel stärkere
> System "breit" seinen Empfänger herunter und kann das schmalbandige
> Signal nicht mehr verstärken.

und da hilft auch keine spreizspektrummodulation.

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Bernd,

wenn Du zu einer fachlichen Diskussion nicht mehr beitragen kannst als 
"ich glaube", dann behalte dies Bekenntnis der Ahnungslosigkeit besser 
für Dich.

Vor allem Deine Verächtlichkeiten machen Dich besonders glaubhaft.

Ciao
Wolfgang Horn

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wolfgang Horn schrieb:
> Mal das konstruktive Denken eingeschaltet: Die Verbindungsgüte eines
> Blutooth- oder Zigbee-Empfängers in der Nähe eines gleichartigen Senders
> könnte verbessert werden durch ein exakt mitspringendes Empfangsfilter.

Naja, so schlecht sind die Werte nicht.

Ich habe mir gerade mal die typischen Empfängerwerte eines
ATmega128RFA1 angsehen (dessen Datenblatt ich gerade offen habe),
in 10 MHz Abstand (übernächster Kanal) wird immerhin schon eine
Dämpfung von 54 dB erreicht.  Ein breitbandiger Störer müsste also
schon um diesen Betrag stärker sein als das Nutzsignal, um dieses
zuzustopfen.

Allerdings verrät uns der TE nicht allzu viel davon, welche Technik
tatsächlich für sein Schmalbandsystem benutzt wird, insofern kann
man hier viel orakeln.

von Ralph B. (rberres)


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Vor allem bleibt von der Energiedichte eines breitbandigen Störer nach 
dem Eingangsfilter eines schmalbandigen Empfängers nicht mehr viel 
übrig.
Und so unlinear sind Eingangsstufen nun auch nicht.

Ralph Berres

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Jörg,

ich will mir die Recherche sparen, wann da ein Dreher in die 
Argumentation hinein kam - oder ob am Ende auch ich etwas falsch 
verstanden haben sollte.

Bei Kolokationsstörungen zwischen einem schmalbandigen Transceiver und 
einem mit breitbandiger Spreiztechnik ist der Breitbandige das 
"Gestörte".

Und zwar dann, wenn der schmalbandige Sender den Mischer des 
breitbandigen Empfängers zustopft.
Genauso, sollte ein Radarpuls oder ein Puls eines EloGM-Senders den 
breitbandigen übersteuern, gar dessen Verstärker aus dem Arbeitspunkt 
bringen.

Dagegen hilft ein Kanalfilter im breitbandigen Empfänger, das die 
Wahrscheinlichkeit einer solchen Störung auf genau dessen Kanal 
einschränkt.
Bei einem Transeiver, der Frequenzsprungtechnik und 
Direct-Sequence-Technik kombiniert, müsste dies Filter dann mitspringen.
Dieser Aufwand wird am Ehesten dort notwendig, wo sich viele Transceiver 
sammeln, beispielsweise auf einem Hügel.

Ich staune, wie die Jungs das beim Südsee-Contest machen mit vielen 
Transceivern in benachbarten Zelten und mit benachbarten Antennen - und 
da stört ja wohl das Seitenbandrauschen des Senders besonders.

> Ich habe mir gerade mal die typischen Empfängerwerte eines
> ATmega128RFA1 angsehen (dessen Datenblatt ich gerade offen habe),
> in 10 MHz Abstand (übernächster Kanal) wird immerhin schon eine
> Dämpfung von 54 dB erreicht.  Ein breitbandiger Störer müsste also
> schon um diesen Betrag stärker sein als das Nutzsignal, um dieses
> zuzustopfen.
Jaaaaa (sehr gedehnt), die Kunst der datenblattgezielten Messungen ist 
schon eine hohe. Vereichnet das Datenblatt auch die BER im Empfangsfall, 
wenn der Empfänger zugestopft wird?


Ciao
Wolfgang Horn

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wolfgang Horn schrieb:

> Bei Kolokationsstörungen zwischen einem schmalbandigen Transceiver und
> einem mit breitbandiger Spreiztechnik ist der Breitbandige das
> "Gestörte".

OK, hier ging's aber um die Störungen, die der breitbandige (und
kräftige) Störer dem schmalbandigen Signal zufügt.

> Jaaaaa (sehr gedehnt), die Kunst der datenblattgezielten Messungen ist
> schon eine hohe.

Du meinst also, das sei schöngerechnet ...

> Vereichnet das Datenblatt auch die BER im Empfangsfall,
> wenn der Empfänger zugestopft wird?

Eine PER (packet error rate), und zwar von < 1%, zu gleichen Bedingungen
wie die, unter denen auch die Grenzempfindlichkeit (-100 dBm) gemessen
wird; letztlich stammen diese Bedingungen aus dem IEEE 
802.15.4-Standard.

Sieh' doch einfach selbst 'rein ins genannte Datenblatt.

von oszi40 (Gast)


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> Dagegen hilft ein Kanalfilter im breitbandigen Empfänger, das die
> Wahrscheinlichkeit einer solchen Störung auf genau dessen Kanal
> einschränkt.

1.Haken ist nur, daß ein weiteres Filter vor dem Verstärker das 
Nutzsignal zusätzlich reduziert oder ein Verstärker VOR dem Filter evtl. 
schon rechtzeitig zugestopft werden könnte. Man sollte bei der 
gegenseitigen Beeinflussung auch die beiden Signalgrößen betrachten.

Thosch schrieb:
> z.B. -105 bis-120dbm (System  "Schmal")
> wird durch breitbandige Signale benachbarter breitbandiger
> WLAN Systeme beeinflusst. Diese Signale liegt bei ca -60dbm oder noch

2.Wie der TS oben schrieb, wird wahrscheinlich das schmalbandige, 
empfindliche, Gerät zugestopft. Demzufolgee hilft ein Filter am 
breitbandigen Empfänger eher nicht.

3.Was nützt Frequenzhopping wenn diese Frequenzen am betroffenen Ort 
schon total verpestet sind?

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, oszi40,

> ...Man sollte bei der
> gegenseitigen Beeinflussung auch die beiden Signalgrößen betrachten.
Klar. Die Vielfalt der Wirkungen auf so etwas wie "Figure of Merit" 
macht viel Freude in der Arbeit.

> 3.Was nützt Frequenzhopping wenn diese Frequenzen am betroffenen Ort
> schon total verpestet sind?
1.: Mehr Sicherheit gegen Funklöcher infolge Mehrwegeausbreitung.
2.: Mehr Sicherheit gegen Verkehrs-, Verbindungs- und Inhaltsaufklärung,

Ciao
Wolfgang Horn

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