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  4. Terminologie der Funkdatenübertragung

RF Technical Resources

  • RF design guide
  • Calculation tools
  • Radio technology
  • Technical literature
  • Modem evaluation
Telecontrol Telecontrol bedeutet soviel wie Fernsteuerung. Dabei werden Funkwellen zur Fernsteuerung von Geräten oder Maschinen verwendet, die sich an anderen Orten befinden.
Diese Fernsteuerung wird hauptsächlich für Kräne, Betonpumpen und anderes industrielles Gerät in Maschinenbau, Baugewerbe, Forstwirtschaft und ähnlichen Bereichen eingesetzt.
Telemetrie Telemetrie ist die Übertragung von entfernten Messdaten, bei der die mit einem Messgerät oder Ähnlichem aufgenommenen Messwerte von einem entfernten Standort per Funk übertragen werden.
Im Allgemeinen wird bei der Telemetrie vom Host eine Anfrage an das mit einem Sensor (zur Messung von Wasserstand, Temperatur, Feuchtigkeit, Stromspannung, Stromstärke, Flussrate usw.) ausgestattete Gerät gesendet, um zu ermitteln, ob zu sendende Daten vorliegen und diese entsprechend zu empfangen. Häufig werden dabei Daten aus mehreren Geräten abgefragt.
Präambel Um die Synchronisation der zur Datenübertragung zwischen Sender und Empfänger erforderlichen Frames zu gewährleisten, wird dieses Signal dem Frame vorangestellt. Es kann aus einem Bitstrom abwechselnd wiederholter Nullen und Einsen bestehen.
Empfangsempfindlichkeit Die Einheit der Empfangsempfindlichkeit ist dBm. 0 dBm relative Leistung entsprechen einer Empfangsleistung von 1 mW. In einigen Fällen wird sie auch als Spannung uV angegeben. Die Methode zur Festlegung der Empfangsempfindlichkeit wird bei verschiedenen Herstellern unterschiedlich gehandhabt, und sie kann als SINAD, Fehlerrate oder Ähnliches angegeben sein.
Oberwellenausstrahlungen (spurious emission) Hierbei handelt es sich um unbeabsichtigte Oberwellenausstrahlungen, die außerhalb der betreffenden Funkfrequenz liegen. Sind zu viele Oberwellenausstrahlungen vorhanden, können diese unerwünschte Auswirkungen auf andere Datenübertragungen haben.
Hub (deviation) Hiermit wird der Grad der Frequenzverschiebung bei der Frequenzmodulation bezeichnet.
RSSI (Received Signal Strength Indicator) Dieser Wert gibt bei der Kanalprüfung die Stärke des Empfangssignals an. Er wird vom Empfangsgerät ausgegeben.
VCO (Voltage Controlled Oscillator) Ein spannungsgesteuerter Oszillator, mit dem über eine dem Eingangssignal hinzugefügte Signalspannung die Frequenz geändert werden kann. Er wird bei FM- und FSK-Modulation verwendet.
Träger (carrier) Ein an die Funkstrecke angepasstes Signal, dessen Parameter verändert werden können, um die Informationen der Basisbanddaten zu übertragen.
Kanalprüfung (carrier sensing) Die Überprüfung eines Kanals, um zu ermitteln, ob er frei ist, bevor Sendegeräte mit der Übertragung beginnen. Wenn der überprüfte Kanal in Gebrauch ist, wird der Kanal gewechselt; ist der Kanal frei, beginnt die Aussendung von Funkwellen.
Basisbanddaten Informationen, die in ein elektrisches Signal umgewandelt wurden.
Basisband-Übertragungssystem Ein System zum Übertragen von Informationen, die in ein elektrisches Signal umgewandelt wurden.
Trägersignal-Übertragungssystem Bei diesem System wird das Trägersignal vom Basisbandsignal moduliert und auf dem Frequenzband der Trägerfrequenz übertragen.
Modulation Die Parameter eines Trägers, der an die Funkstrecke angepasst ist, werden proportional vom Basisbandsignal verschoben. Bei Funkübertragungen bedeutet dies eine Veränderung durch Verschiebung des Basisband-Frequenzbands auf ein Hochfrequenzband.
BER (Bit Error Rate) Bitfehlerrate. BER = Anzahl der falsch übertragenen Bits / Anzahl der insgesamt übertragenen Bits
Rauschabstand (S/N, Signal to Noise Ratio) Das Verhältnis der Ausgangsspannungen von Signal (bei Eingang eines Referenzsignals) und Rauschen (wenn kein Signal in einen Verstärker oder Ähnliches eingeht) wird mit der folgenden Gleichung festgestellt:

   S/N = 20 log 10 (Signalspannung / Rauschspannung)

Es gibt insbesondere zwei Ursachen dafür, dass der Rauschabstand beim Funk zu einem Problem werden kann:

 1) Die Empfangsantenne empfängt Rauschen aus dem Raum.
 2) Die Komponenten des Empfangsgeräts erzeugen selbst Rauschen.
Träger-Rausch-Abstand, (C/N, Carrier to Noise Ratio) Das Verhältnis der Stärke des Trägersignals zur Stärke des Rauschens.
Rauschmaß (NF: Noise Figure) Die in Verstärkern verwendeten Komponenten erzeugen notwendigerweise eine gewisses Rauschen, und beim Verstärken eines Signals wird der Rauschabstand verringert. Das Rauschmaß gibt das Verhältnis von Eingangsrauschabstand und Ausgangsrauschabstand an. Je kleiner dieser Wert ist, desto besser ist die Leistung des Verstärkers.
SINAD (Signal + Noise + Distortion to Noise + Distortion Ratio) Signal-Rausch-Abstand + Verzerrung. Das Verhältnis der Stärke des demodulierten Ausgangssignals des Empfangspegels (bei aufmoduliertem Signal) zur Gesamtstärke von Rauschen und Verzerrung des demodulierten Ausgangs, wenn nur die Signalkomponente entfernt wird. Ein Verhältnis von 12 dB für das Empfangssignal gilt als Referenzwert für die Empfindlichkeit.
eq_SINAD
ISM-Band (Industrial, Scientific, and Medical band) Dieser Frequenzbereich ist reserviert für die industrielle, wissenschaftliche und medizinische Nutzung und wird in allen Ländern verwendet. Dabei wird weltweit das 2,4-GHz-Band genutzt, in dessen Bereich auch WLAN, Bluetooth, Home RF usw. operieren. Auf den entsprechenden Geräten wird das für Breitbandverbindungen erforderliche Kommunikationssystem der Frequenzspreizung (Spread Spectrum) verwendet.
Japan 2.4 GHz Band
Nordamerika 0.9 GHz, 2.4 GHz, 5.7 GHz Bands
Europa, Hongkong, Singapur, Australien 2.4 GHz, 5.7 GHz Band
Spread-Spectrum-Kommunikation Die für WLAN und Bluetooth verwendete Kommunikationsmethode. Sie kann auf zwei Arten umgesetzt werden: Die Spreizbandtechnik (DSSS, Direct Sequence Spread Spectrum) wird für WLAN, das Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping) für Bluetooth verwendet. Indem das Signal über einen größeren Frequenzbereich verteilt wird, sind mehrfache Zugriffe, eine größere Unempfindlichkeit gegenüber Rauschen und eine ausreichende Sicherheit möglich.
Fehlerpaket (burst error) Plötzlich auftretende, aufeinander folgende Datenfehler. Wenn Fehler auftreten, die mehrere Byte umfassen, ist keine vollständige Decodierung beim Empfänger möglich, auch wenn eine Fehlerkorrektur angewendet wird. Gegen Fehlerpakete werden Methoden wie Interleaving eingesetzt.
Vorwärts-Fehlerkorrektur (FEC, Forward Error Correction) Um eine Fehlerkorrektur am Empfangsgerät durchzuführen, wird den gesendeten Daten beim Sender eine Fehlerkorrekturfunktion hinzugefügt. Es werden Reed-Solomon-Code, Trelliscode und Ähnliches verwendet, durch die zwar eine größere Datenmenge entsteht, aber eine zuverlässigere Übertragung zustande kommt.
Interleaving Eine Technik für den Umgang mit Fehlerpaketen auf der Funkstrecke. Um Datenverluste durch Fehlerpakete zu vermeiden, werden bei diesem Verfahren Datenströme mit Fehlerkorrekturfunktionen verteilt, so dass auch bei Auftreten von Fehlerpaketen die Fehlerkorrekturfunktion am Empfangsgerät effektiv zur Decodierung genutzt werden kann. Der Vorgang, der beim Empfänger ausgeführt wird, um das Signal in den ursprünglichen Zustand zu versetzen, wird als „Deinterleaving“ bezeichnet.

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