Zitat von
DG3YCS
Zitat von
Landsknecht
Der Burst des FCCH hat nichts mit "dem Puls" zu tun, sondern mit der Synchronisation.
Und wie glaubst du erfolgt bitte die Synchronisation?
Erkläre mir das doch mal genauer... Vieleicht geht dir dann ein Licht auf.
Um das Thema "Pulsung" abzuschließen will ich zumindest dann hier noch mal eine Erklärung loswerden:
Das bei Tetra die "PI/4 QPSK" Modulation verwendet wird wurde ja schon oft genug geschrieben. Klar ist das bei einer QPSK Modulation die Einhüllende nur verhältnissmäßig gering durch die aufmodulierte Information beeinflusst wird. Durch die Phasenverschiebuing
der Modulationssignale um PI/4 (= 45°) wird diese Beeinflussung der Einhüllenden nochmals deutlich verringert. Außer dieser Phasenverschiebung gibt es keinen Unterschied zwischen "normaler" und der PI/4 QPSK. Für die weiteren Ausführungen kann man also beides unter dem Oberbegriff QPSK zusammenfassen.
*** An dieser Stelle sei auf den kleinen Untenstehenden Einschub für Mitleser die sich bisher damit noch nicht befasst haben und dem gerne halbwegs folgen wollen hingewiesen *** Ist in dem hier folgenden Beitrag zusammengefasst und vieleicht sollte der in dem Fall erst gelesen werden***
Bei der QPSK repräsentiert man die vier Symbole der aufmodulierten Information durch Verschiebung der Phasenlage des Signals. Da nur die Phase verändert wird und nicht die Amplitude könnte man tatsächlich annehmen das keine Pulsung aufftritt. Theoretisch ist es auch nicht nötig wenn man nur die reine Datenübertragung betrachtet.
Allerdings stellt mich die Demodulierung vor ein Problem, denn ich muss zwei Dinge ganz genau wissen. Einmal was überhaupt die "Ausgangssphasenlage" ist, denn wie sollte ich sonst herausfinden wie groß die Verschiebung ist, was mir ja erst mitteilt was gerade übertragen wurde. Zum anderen muss ich zur Auswertung wissen wann denn überhaupt der Wechsel von einem Symbol zum anderen Stattfindet.
Ohne diese beiden Informationen kann ich nicht Demodulieren. Ich muss also dafür sorgen das der Empfänger genau mit dem Sender im Takt läuft, das ist ja das Synchronisieren.
Dies hat noch gar nichts mit dem weiteren Aufbau des Signals -wie Zeitschlitze o.ä.- zu tun. Für diese Sache spielt es keine Rolle ob es Zeitschlitze gibt, wie diese aussehen, oder ob überhaupt nichts im bereich Rahmen vorhanden ist.
Es gibt dazu zwei Möglichkeiten: Einmal verwende ich ein externes Signal, eine externe Referenz. Die müsste nicht einmal hochgenau sein, es muss nur sichergestellt werden das bei stellen zur selben Zeit dasselbe Signal erreicht. Dazu nimmt man z.B. das GPS Signal.
Tatsächlich werden ja auch BTS Zelluarer digitaler Mobilfunksysteme -wie auch wohl TETRA-untereinander mittels GPS synchronisiert.
Man könnte also auch die Empfänger mit GPS ausstatten und dann so etwas definieren wie:
"Jeweils die ersten 10millisekunden jeder Ungeraden Sekunde wird das Ausgangssignal übertragen. Der Symboltakt der Dauer x startet mit Ende dieser 10ms"
Nachteilig hierbei ist aber, das so unbedingt jedes Empfangsgerät eine GPS Hardware haben muss die natürlich wieder Geld kostet. Und die ganze Funktionsfähigkeit hängt vom GPS ab.
Natürlich ist es technisch kein Problem "kurze" Abwesenheit von GPS Signalen mittels internen Oszillatoren zu Überbrücken. Aber die maximale Länge dieser Überbrückungszeit hängt dann von der Genauigkeit der internen quellen ab welche mit höheren Anforderungen deutlich komplexer und teurer werden. Zudem muss unbedingt vor der ersten möglichen Verbindung nach Einschalten mindestens einmal eine sichere GPS Verbindung bestanden haben. Dazu kommen dann noch so dinge wie Laufzeitdifferenzen. Da der Abstand der BTS und des Endgerätes von den GPS Satelliten nahezu identisch ist, bekommen diese auch zur selben Zeit das Startsignal. Im Ergebniss wartet das Endgerät GENAU in dem Moment wo die Basisstation das zur Synchronisation notwendige Normalsignal aussendet auch schon auf das Signal. Da die Signale aber eine gewisse Zeit brauchen um den Weg von der BTS zum Endgerät Zurückzulegen liegt am Endgerät in diesem Moment noch ein völlig anderes Signal an. (Wobei das nur bei größeren Abständen zum tragen kommt und auch noch durch technische Maßnahmen in den Griff zu bekommen ist wenn man die "Nullphase" lang genug macht)
Dieses sind ein menge Nachteile und machen diese Synchronisation für ein Netz wie GSM oder auch Tetra völlig ungeeignet. Also muss man sich Option zwei Bedienen:
Die Information wann das Referenzsignal/der "Nullzeitpunkt" anliegt wird gleich von der Basisstation mitgeliefert.
Man könnte auf einem anderen Träger ein einzelnen Taktsignal mitsenden, das hätte identische Laufzeiten und wäre bei richtiger Realisierung leicht zu demodulieren.
Aber das verschwendet unnötig Ressourcen (Frequenz und Strom), zudem macht es den Empfänger unnötig kompliziert das zwei Frequenzen absolut gleichzeitig verarbeitet werden müssen. Also ist der Einzige Sinnvolle Weg Taktinformation UND Information in einem Signal zu Übertragen.
Allerdings kann man das ja nicht einfach in den Datenstrom mit ausmodulieren. Denn der ist ja QPSK Moduliert und die kann man ja erst nach erfolgter Synchronisation demodulieren. Das bekannte Henne-Ei Problem! Also muss man dem Signal zusätzlich zur Datenmodulation ein Merkmal mitgeben anhand welcher der Empfänger erkennen kann in welchem Status das Datensignal sich gerade befindet. Dieses Merkmal muss so prägnant und eindeutig sein das es ohne Demodulation quasi" Sofort ins Auge fällt".
Dazu gibt es viele Möglichkeiten. Einmal kann man z.B. einfach in regelmäßigen Abständen den Sender kurz (fast) "abschalten" und nach dem Wiedereinschalten das "Referenzsignal" für einen Symboltakt übertragen. Dieses Verfahren ist wohl das "schnellste" Verfahren und lässt so maximalen Raum für Nutzdaten. Der Empfänger braucht nur darauf zu warten das die Feldstärke maximal ansteigt und hat nun mit dem nächsten Symbol alle Informationen die er Braucht.
Wenn man z.B. das Übertragungssignal so zwischencodiert das Gewährleistet ist das mindestens Einmal in einem gewissen Zeitabstand sich die Modulation ändern muss (Leitungscode), dann hat man auch noch eine andere Alternative.
Wenn ich z.B. weiß das SPÄTESTENS alle 100µs ein Wechsel des Signalzustands erfolgen muss, dann könnte ich bewusst eine lange Zeitspanne in das Signal einbauen wo genau dieser Wechsel nicht passiert. Wenn ich dann z.B. 1ms kein Zustandswechsel durchführe kann das Endgerät dies natürlich auch ohne Synchronisation feststellen. Es muss dann nur noch das Signal genau "beobachten" und der Moment wo dann nach der Pause der erste Zustandswechsel auftritt ist dann GENAU der Synchronisierimpuls.
Natürlich ist es vorteilhaft solche "besonderen" Zustände nicht wahlos in das Signal einzustreuen. Hat man z.B. eine Struktur mit Rahmen (=Frame), dann kann man dies wahlweise vor jedem Multiframe, jedem einzelnen Rahmen, oder auch jedem einzelnen Frame einfügen.
Die Häufigkeit dieser "besonderen Zustände", welche ja die Sync-(hronisations)-Signale darstellen, ist eine Abwägungssache. Je häufiger ich so ein Sync-Signal sende um so mehr Zeit geht mir dafür verloren in der ich keine Nutzdaten übertragen kann. Allerdings kann sich ein gerade hinzugekommenes Endgerät dann schneller Synchronisieren.
Verlängere ich nun den Abstand zwischen zwei Sync-Signalen, so dauert es logischerweise etwas länger bis sich das Endgerät synchronisiert. Aber was wesentlich schwerer wieg ist das der Interne Zeitgeber des Gerätes immer stabiler werden muss, was mehr Aufwand( = mehr Kosten/Gewicht) bedeutet. Es gilt also ein optimales Verhältniss für die jeweilige Anwendung zu finden.
Diese "besonderen Zustände" an sich dürfen aber noch nicht mit den "Steuerkanälen" verwechselt werden. Denn der Steuerkanal enthält zwar Steuerdaten, aber diese sind auch nur ganz normal aufmoduliert. Diese werden erst an viel höherer Stelle im Empfänger ausgewertet.
Es ist aber durchaus bei einigen Verfahren üblich Steuerkanal und Synchronisierimpuls zu koppeln. Also das ein Rahmen dann mit dem Sync. beginnt, dann direkt der Steuerkanal kommt und dann die restlichen Datenkanäle bis zum Rahmenende. Das ist aber bei TETRA nicht der Fall. Dort wird der Synchronisierimpuls zwischen jedem Frame eingefügt.
Und um nun wieder zum eigentlichen Thema zurückzukommen:
Beim TETRA verfahren ist es so, das zwischen den einzelnen Timeschlots die Beschaffenheit des Signals für die Dauer von ungefähr 1,5ms (ca. 50 Symboltakte) deutlich verändert wird um die Synchronisation zu gewährleisten. Dies äußert sich dann in einer deutlichen Veränderung der Hüllkurve.
Im Radio kann man dann den Takt der Hüllkurvenveränderung als Ton wahrnehmen.
Das hat bei TETRA aber nichts mit dem Steuerframe zu tun, das sind zwei paar Schuhe.
So, ich hoffe ich habe es jetzt geschafft das halbwegs verständlich zu schreiben und danit auch einigen Interessierten die Technik nähergebracht!
Gruß
Carsten
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