Drahtlose Signalreflexion

Wenn zwei Geräte drahtlos verbunden sind, sendet ein Gerät ein Zeichen über seine TX-Leitung und das andere Gerät empfängt das Zeichen über seine RX-Leitung und umgekehrt.

Meine Frage ist, HF-Signale werden reflektiert, absorbiert usw. Reflektiert das Signal und geht manchmal zurück zum Sender? Wenn ja, wie erkennt der Sender das und verwirft das Zeichen ?

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Zunächst ist es wichtig, zwischen verschiedenen Ebenen der Vernetzung zu unterscheiden. Ein gut implementierter HF-Stack besteht aus verschiedenen Schichten, die für die sogenannte Orthogonalität zwischen den Funktionen sorgen. Das bedeutet, dass Sie die Funktion jeder 'Schicht' im Stapel ausschließlich unterscheiden können. Ein typischer HF-Netzwerkstapel kann beispielsweise so aussehen:

  • Untere Schicht: Der (analoge) HF-Transceiver, der ein Signal nur auf einer Trägerfrequenz überträgt und es ausstrahlt oder von einer Antenne verstärkt
  • Nächste Schicht: die binäre Codierungsschicht, die entscheidet, wie gesendete und empfangene Daten interpretiert werden sollen (z. B. Little/Big Endian, ECC, Verschlüsselung)
  • Nächste Schicht: Protokollschicht. Dieser interpretiert die Daten als Daten, Befehle usw.
  • usw.
  • Letzte Schicht: Anwendungsschicht. Dies nimmt die Daten und macht etwas Nützliches damit.

In Ihrem Beispiel besteht natürlich die Möglichkeit, dass ein gesendetes HF-Signal zurückgeworfen und erneut als Daten empfangen wird. Ein gut geschriebener Stack wird in seinem Protokoll eine Möglichkeit haben, zwischen Paketen zu unterscheiden, die an dieses spezifische Gerät gerichtet sind, und Daten, die nicht an dieses bestimmte Gerät gerichtet sind. Zum Beispiel ein Header in der Protokollschicht, der besagt: „from: node1, to: node2“. USB 2.0 beispielsweise funktioniert so: Alle Geräte an einem Hub-Controller erhalten alle Daten, aber nur die Geräte mit der richtigen Adresse machen etwas damit.

Ich sollte jedoch auch anmerken, dass Ihr Beispiel sehr unwahrscheinlich ist. Mit Ausnahme der fortschrittlichsten Transceiver ist es nicht möglich, gleichzeitig auf derselben Frequenz zu senden und zu empfangen. Und wenn Sie diese Signale in einem Gebäude oder sogar in der direkten Nachbarschaft Ihres Transceivers herumwerfen, bewegen sie sich immer noch mit Lichtgeschwindigkeit und kommen – für die Zeitskala eines Transceivers – sofort zurück. Wenn dies nicht der Fall ist, wäre das wahrscheinlichste Ereignis einfach eine Art Interferenzmuster und nicht etwas, das stark genug ist, um als Daten interpretiert zu werden. Die meisten Transceiver verwenden leicht unterschiedliche Trägerfrequenzen zum gleichzeitigen Senden und Empfangen, nur damit sie leichter zwischen den beiden unterscheiden können.

Off-Topic: Ich versuche aus irgendeinem Grund, Signalreflexion zu verwenden. Sie haben fortschrittliche Transceiver angegeben. Gehören Broadcom Radio SoCs zu dieser Kategorie? Ich bin okey mit Schichten. Wenn es theoretisch möglich ist, werde ich in ihre Open-Source-Treiber schauen, um zur PHY-Schicht zu gehen und versuchen, das reflektierte Bit zu bekommen, falls vorhanden. Aber hier ist ein Problem. Der reflektierte Teil muss ein Teil des Signals sein, oder? Wird es noch eine sinnvolle Sache sein?
Ich kenne keine bestimmten drahtlosen Funkgeräte, die dies tun, aber zum Beispiel DOCSIS 3.0-Kabelmodems und VDSL2-Modems verwenden gleichzeitiges QAM-Senden / Empfangen und verwenden unterschiedliche Quadranten für Senden und Empfangen, anstatt unterschiedliche Träger zu verwenden. Dies ist eine Technologie, die drahtlosen Techniken sehr ähnlich ist, selbst wenn sehr ähnliche Trägerfrequenzen verwendet werden. Wenn Sie auf ein solches Modem einen geeigneten Leistungsverstärker stecken und es an eine Antenne anschließen, können Sie es als drahtloses Modem mit gleichzeitigem RX/TX verwenden. Auf diese Weise wird beispielsweise drahtloses Highspeed-Internet an Orten ohne Festnetz realisiert.

Hier sind ein paar Informationen, die Ihnen helfen zu verstehen, was vor sich geht. Ich verdumme das, weil das OP einige der Konzepte offensichtlich nicht versteht: -

  • Ein Sender gibt Leistung von seiner Antenne ab. Während es sendet, empfängt es nicht auf dieser Frequenz.
  • Eine Senderendstufe ist wie ein Lautsprecher – sie hat keine Ahnung von der Bedeutung dessen, was sie ausgibt, und versucht einfach weiter, Leistung abzugeben, unabhängig davon, was auf sie zurückkommt.
  • "Reflexionen" werden in einigen Antennen konstruktiv verwendet, um einen höheren Antennengewinn und eine höhere Richtwirkung (durch Design) zu erzielen.
  • "Reflexionen" können destruktiv auftreten, was die Antenneneigenschaften verzerren kann (zufällige Objekte nähern sich der Antenne).
  • Bedeutende Reflexionen treten mit Lichtgeschwindigkeit auf und können eine Antenne stören, wenn die Objekte, die sie verursachen, etwa eine Wellenlänge (oder weniger) entfernt sind.
  • Um ein Datenbit (ein kleiner Teil eines 8-Bit-Zeichens) zu erkennen, müssen meiner Meinung nach mindestens zehn Zyklen der Übertragung stattgefunden haben, und dies geht weit über das Szenario "innerhalb einer Wellenlänge" hinaus.

Hilft Ihnen das zu verstehen, was Sie fragen?

mein Grundkonzept geklärt. Ich interessiere mich für die Programmierung von Broadcom-Funksystemen auf einem Chip, die in Smartphones / Routern verwendet werden. Ich denke, dieser SoC hat eine Duplex-Funktion. Es kann gleichzeitig senden und empfangen. Aber Sie haben eine starke Seite. Um gleichzeitig zu senden und zu empfangen, müssen die Frequenzen nicht gleich sein. Dann sind Reflexionen ausgeschlossen, es sei denn, Sender und Empfänger verwenden irgendeine unterschiedliche Antenne. Wieder meine Vermutung.
Gleichzeitiges Tx und Rx müssen unterschiedliche Frequenzen verwenden, und die Empfangsschaltungen müssen die übertragene Leistung vollständig blockieren, oder sie werden wahrscheinlich zerstört oder ihre Empfangsleistung wird stark eingeschränkt. Ein typischer Empfänger könnte einen Leistungspegel von -100 dBm decodieren und sein Sender könnte +10 dBm ausgeben - der Empfänger ist sehr empfindlich und der Sender stellt ein massives potenzielles Problem dar! Sie können einen Lautsprecher verwenden, um einen Ton auszusenden, und ihn als Mikrofon verwenden, um einen anderen Ton zu empfangen, aber denken Sie an die unterschiedlichen beteiligten Leistungspegel.