Texas Instruments schafft Abwehrmaßnahmen gegen Funkstörungen
Zuverlässige Datenübertragung im Sub-1GHz-Band
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Oft liegt die Lösung im Empfänger
Dass man empfängerseitig viel gegen Störer unternehmen kann, weist zum Beispiel Texas Instruments mit seinem Performance Line Transceiver CC1120 nach. Hans-Günter Kremser, der bei TI Principal Field Application Engineer für analoge Produkte ist, merkt dazu an: »Mit der Anzahl der Funkverbindungen steigt das Risiko, dass manche Datenpakete nicht übertragen werden, weil jeder andere Sender im gleichen Frequenzband auch eine Störquelle für die eigentliche Übertragungsstrecke darstellt.« Das ist zunächst nicht weiter tragisch, da es Korrektur-Maßnahmen gibt, wie die Überprüfung, ob das Paket auf der Empfängerseite wirklich angekommen ist, und dann entsprechend reagiert wird; etwa mit einem erneuten Sendeversuch. Andere Möglichkeiten sind Verschlüsselung, Spreizspektrum-Techniken wie Mehrträgerverfahren oder das DSSS (direct sequence spread spectrum), welches bevorzugt in den zellularen Netzen wie UMTS eingesetzt wird.
All diese Verfahren ändern nichts an der Tatsache, dass sich der Eingangspegel der Funkempfänger bei der Präsenz immer weiterer Nachbarsender erhöht. Dabei sind auch Störungen möglich, wenn diese Nachbarsender nicht auf exakt derselben Frequenz arbeiten. Störungen lassen sich durchaus nachweisen, wenn benachbarte Sender ihre Betriebsfrequenz einige 100 kHz abseits des Nutzkanals haben. Neben der abgestrahlten Sendeleistung des Störers ist also auch der Frequenzabstand zwischen Störer und Nutzsignal-Empfänger ein Parameter, der die Fehlerrate bei der Übertragung beeinflusst.
Wie eine höhere Nachbarkanaldämpfung dessen potenzielle Störwirkung eliminiert, lässt sich mit der Faustformel »6 dB mehr Link-Budget = doppelte Reichweite« gut beschreiben: Mit einer um 30 dB höheren Nachbarkanaldämpfung erreicht man demzufolge die 32-fache Reichweite. Oder anders herum ausgedrückt: Ein eventueller Störer kann bei einer um 30 dB höheren Nachbarkanaldämpfung 32-mal näher am Empfänger positioniert sein, ohne dass mit vermehrter Störung zu rechnen ist.
Will man den optimalen Transceiver-Chip auswählen, ist ein direkter Vergleich der IC-Parameter oft nicht zielführend, weil die Werte im Datenblatt häufig mit unterschiedlichen Messbedingungen wie z.B. Datenrate, Modulationsart, Hub, Filtereinstellungen etc. erzielt werden. Zum besseren Verständnis soll im folgenden Beispiel der Begriff Empfindlichkeit (im engl.: Sensitivity) und Nachbarkanal-Dämpfung oder -Trennung (engl.: Blocking) näher erläutert werden: In den Datenblättern zweier 868-MHz-Transceivern finden sich z.B. folgende Werte:
| Parameter | Chip A | Chip B |
|---|---|---|
| Empfindlichkeit | -114 dBm bei 4,8 kbps | -114 dBm bei 1,2 kbps |
| Nachbarkanal-Dämpfung (bei ± 1 MHz) | 48 dB | 69 dB |
In puncto Empfindlichkeit wäre Chip A die bessere Wahl, weil dieser bei gleichem Empfangspegel die vierfache Datenrate ermöglicht. Und ein Stör-Signal im Abstand von 1 MHz mit einer empfangenen Leistung von -80 dBm würde keinen der Empfänger stören, weil die Trennfähigkeit beider Chips ausreicht, um die In-Band-Signalstärke (-128 dBm bzw -149 dBm) deutlich unterhalb der Empfindlichkeitsschwelle von -114 dBm zu halten. Erhöht man jedoch die Sendeleistung des Störers auf -40 dBm, ist Chip B mit einer In-Band-Signalstärke von -109 dBm gegenüber Chip A mit -88 dBm die bessere Wahl.
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