Communicatie over enkele kilometers met lage data rate

Dag allen,

Ik studeer momenteel Elektrotechniek aan de Hogeschool van Amsterdam. Met een team van een aantal andere studenten willen wij graag draadloze communicatie mogelijk maken over een afstand van minimaal 3 kilometer. Het enige dat verzonden hoeft te worden is enkele bits per seconde, dus datasnelheid speelt geen rol.

Ik wil nu onderzoek doen naar welke frequentie wij het best (op een legale manier) kunnen gebruiken. Echter heb ik hier niet zo veel kaas van gegeten en weet ik niet zo goed waar ik moet beginnen. Ik hoop dat jullie mij kunnen helpen met wat meer informatie/links/adviezen over mijn probleem.

Met vriendelijke groet,
Berry

There are just two moments: now and forever.

Of de ISM band(en). Zit je soms wel aan duty-cycle van 0.1, 1, of 10% vast...   In de PDF staat alles wat is toegestaan.

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

3km... In wat voor omstandigheden?

Als je een vrij pad hebt zonder gebouwen er tussen, kan je met bijna iedere frequentieband uit de voeten. Zelfs met licht. Er is pas nog een topic geweest over een examenproject met veel tips over lichtcommunicatie.
VHF/UHF/SHF werkt met een (bijna) zichtverbinding ook nog goed.

Is het in de stad, met gebouwen tussen zender en ontvanger, zul je in frequentie moeten zakken. De HF banden zijn dan wat meer voor de hand liggend. Zonder vergunning kom je dan op CB (27MHz) uit met typegoedgekeurde apparatuur.

Je mag zelf beargumenteren *waarom* dat verschil in bereik er is.

Verder even een paar zoektermen: packet radio, AX.25. Hele boeken zijn daarover volgeschreven.

LoRa is inderdaad erg geschikt maar kost enkele duizenden euro's aan licenties e.d. om te starten.
Beter kun je dan een packet modem maken (DTMF encoder / decoder) in combinatie met een PMR portofoon.
De nieuwe PMR portotjes kunnen een open veld afstand overbruggen van +/- 10Km
Dat is een relatief simpel en betrouwbaar.

edit:
ledlover was me al weer voor...
27MC is daar inderdaad ook erg geschikt voor en mag je legaal 4 watt mee zenden

[Bericht gewijzigd door wielklem op 4 oktober 2016 11:34:46 (16%)]

RTFM, dan pas vragen...

Ha Berry14,

Interessante opdracht in eerste orde benadering moet ik je teleur stellen :(
Even afhankelijk van de condities waarin het systeem moet werken denk aan antenne hoogte vrijzicht verbinding enz.
Dus vertel iets meer over de omstandigheden waarbinnen je systeem moet werken.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Hugo Welther

Moderator

Ik heb het topic verplaatst naar Schoolvragen.
Daar hoort het in dit geval meer thuis.

Neem het leven niet te serieus - je overleeft het toch niet. Elbert Hubbard (1856-1915)
Shiptronic

Golden Member

Ik dacht dat je op 27MC geen muziek, en geen data of gecodeerde berichten mocht verzenden? Dus alleen spraak ?(misschien is dit alweer achterhaald)

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

Bedankt voor alle snelle reacties.

Het systeem moet gebruikt gaan worden in heuvelachtige omgeving zoals duinen. Half duplex communicatie is vereist, waarbij één kant een vast punt is en de andere kant in een rijdende auto die binnen een straal van 3 km binnen het vaste punt blijft. Het liefst moet de antenne zo klein mogelijk blijven, echter is doordringend vermogen belangrijker waardoor hij groter zal worden neem ik aan.

Ik begrijp dat signalen met een lagere frequentie een groter doordringend vermogen hebben, waardoor obstakels een minder grote rol gaan spelen.Uit het document van Arco blijkt dat 27 MHz vrij uitgezonden mag worden met een maximum vermogen van 10 mW, terwijl wielklem zegt dat 4 Watt toegestaan is. Klopt dit?

Ons doel is om een simpel communicatiesysteem (zo simpel als: ledje laten branden aan de ontvangkant) te ontwikkelen dat legaal gebruikt (en eventueel verkocht) mag worden in Nederland. Daarnaast heeft het inderdaad de voorkeur om in het begin geen technologieën als LoRa te gebruiken en alleen het vergunningsvrije spectrum te gebruiken.

EDIT:

Op 4 oktober 2016 12:01:10 schreef Hugo Welther:
Ik heb het topic verplaatst naar Schoolvragen.
Daar hoort het in dit geval meer thuis.

Ik ben student, maar het is geen schoolvraag of opdracht. Samen met een aantal vrienden met kennis op andere gebieden wil ik voor dit probleem een oplossing vinden.

[Bericht gewijzigd door Berry14 op 4 oktober 2016 12:09:58 (15%)]

There are just two moments: now and forever.

Zou prima kunnen met PMR portofoontjes.
Die dingen hebben meestal aansluitingen voor microfoon in, oortelefoon uit en PTT om de zender aan te zetten.
In plaats van een externe micofoon sluit je een 1000Hz generatortje aan, dat in het ritme van je data wordt aan en uitgezet. Verder moet je er dan voor zorgen dat via de PPT aansluiting, de porto eerst op zenden wordt gezet. Aan de andere kant haal je de 100Hz weer uit de telefoonuitgang.

Je hoeft alleen de externe schakelingen te bedenken en het gebruik van de porto's is legaal en betaalbaar.

evdweele

Overleden

Op mijn vroegere werk werden mobiele telefoons met een datakabeltje (RS232 dacht ik) gebruikt om data van de ene naar de andere laptop over te zenden.
Via een gsm-netwerk is de afstand in elke geval geen probleem en het is een behoorlijk betrouwbare verbinding.

Techniek is ervoor gemaakt om ons in de steek te laten. Het blijft een ongelijke strijd tussen de techniek en de technicus.
mel

Golden Member

ik zou eens kijken naar LORAN systemen,
maar 3 kM is niet echt een sensationele afstand.
de meeste portos, die vrij te verkrijgen zijn, doen dit op hun sloffen

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Wat is nu eigenlijk het probleem dat je wilt oplossen? Als je meer vertelt over het project, kunnen we ook meer zinnig meedenken. Voorlopig lijkt het echter allemaal geheim te zijn.

Heb je nog andere eisen, zoals een maximale kostprijs van een zender of ontvanger (als je 100x zoveel ontvangers hebt als zenders, loont het om aan die kant te besparen)? Hoe belangrijk is het dat het betrouwbaar is?

Met portofoons denk ik dat andere gebruikers je niet aardig gaan vinden als je constant blijft zenden, en je hebt het probleem, zoals bij de meeste vergunningsvrije frequenties, dat je zelf last kunt hebben van het zenden van andere gebruikers.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Waarom rechtstreeks?
Neem aan dat ze in de hele randstad ook wel 4G internet hebben? Dan doet heel die afstand er niet meer toe, alleen ergens een klein webservertje inrichten

@ Berry14,

Je toepassing is duidelijk ik denk dat 27MHz afval hier mag alleen spraak gebruikt worden.
De enige band die interessant kan zijn is wat @buzzy voorstelt dit is de PMR466 band hier mag je met 500mW continu zenden ik weet alleen niet of data toegestaan is even contact opnemen met Agentschap Telecom.
In ieder geval zal er van basis naar mobiel verbinding mogelijk zijn.
Van mobiel naar basis is proberen met een PMR bereik je in de praktijk dus tussen de bebouwing ongeveer 1000m.
Maar deze band bied de meeste mogelijkheden antenne is relatief kort vermogen is maximaal en je mag continu uitzenden.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Shiptronic

Golden Member

Waarom een porto meeslepen als je waarschijnlijk toch al een (smart)telefoon in je broekzak hebt , iets met SMS ?

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.
joopv

Golden Member

Op 4 oktober 2016 10:48:38 schreef Berry14:
...Met een team van een aantal andere studenten willen wij graag draadloze communicatie mogelijk maken over een afstand van minimaal 3 kilometer. Het enige dat verzonden hoeft te worden is enkele bits per seconde, dus datasnelheid speelt geen rol.

Als je datarate zo laag kan zijn heb je optimaal voordeel van het Shannon-Hartley theorema.

Met andere woorden: je transport kanaal kan heel smalbandig zijn en een heel lage signaal-ruisverhouding hebben.

Je kan dus met erg simpele middelen een oplossing maken.

Vervolgvragen:
- wat is de toegestane fouten marge?
- wat is de toegestane vertragingstijd?
- welke antenne constructies zijn mogelijk?
- moet de communicatie bidirectioneel zijn? Ontvangstbevestiging nodig?
- je schrijft "minimaal 3 km", maar dat moet zijn "maximaal 3km" ?

Data op de PMR band mag niet, net als op de 27MC band trouwens. Alleen audio mag over die frequenties worden gebruikt.
Daar zijn destijds ook de packet modems uit ontstaan. die verzenden verschillende tonen (gewoon hoorbaar) en dat is net weer de welbekende maas in de wet.
27MC mag gewoon met 4 watt gebruikt worden (linkje)

RTFM, dan pas vragen...
GJ_

Moderator

Ik zou eerst eens kijken of je op 400THz niks kan beginnen. Licentievrij ;-)

--edit--
oeps, heuvels. Dat word een hoge mast voor het basisstation.

[Bericht gewijzigd door GJ_ op 4 oktober 2016 15:55:06 (33%)]

Frederick E. Terman

Honourable Member

die verzenden verschillende tonen (gewoon hoorbaar) en dat is net weer de welbekende maas in de wet.

Piratenfolklore. Niks 'maas', de 'wet' is daar heel duidelijk over.
De '3' in A3E, J3E, F3E en G3E staat voor 'A single channel containing analogue information'; de 'E' staat voor 'Telephony'. Kortom: x3E is analoge telefonie. Dus niet digitaal en geen data.

Packet radio door gebruik van een los packetmodem met een CB-zendertje wordt F2D in het geval van FM modulatie, of anders A2D of -logischer- J2D. Beide soorten staan niet bij de toegelaten modulatiesoorten.
Dat er in de praktijk niets engs gebeurt als je packet op de CB-kanaaltjes gebruikt, is een ander verhaal. Het kan AT gewoon niets schelen: die vinden het al een hele vooruitgang als een gebruiker niet teveel stoort.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Hubie

Special Member

Ik dacht dat packet op CB gewoon legaal was hoor.
https://nl.wikipedia.org/wiki/27_MC Kanaal 24,39 en 40.
Maar mss verschilt dat per land?

The spectacular construction of the Dutch Afsluit dyke in 1929 in color! [AI enhanced & colorized] https://www.youtube.com/watch?v=wOIC9wkjDBQ

Helder verhaal Terman. kan ik niks van zeggen :)
mijn doc's liggen ook al 20 jaar stof te vangen. Misschien maar eens updaten dan.

RTFM, dan pas vragen...
Shiptronic

Golden Member

Nederland ging toch niet verder dan kanaal 22 ?

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.
Frederick E. Terman

Honourable Member

Als je wilt weten of iets legaal is, moet je kijken in de informatie die daarover verstrekt wordt door degene die bepaalt of het legaal is. In Zaandam is dat (wat de gebruiker betreft) Agentschap Telecom.

De Wiki noemt de Regeling gebruik van frequentieruimte zonder vergunning en zonder meldingsplicht 2015. Daarin staat in tabel 17 (CB):
Modulatie FM, DSB, SSB (F3E of G3E, A3E en J3E)

De '3' staat voor 'A single channel containing analogue information'; de 'E' staat voor 'Telephony'. Kortom: x3E is analoge telefonie. Dus niet digitaal en geen data.
Maar, zoals gezegd: in de praktijk is het geen probleem.

Op 4 oktober 2016 16:20:09 schreef Shiptronic:
Nederland ging toch niet verder dan kanaal 22 ?

Oorspronkelijk wel, maar de laatste vijfendertig jaar gaat men in Nederland tot 40.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
evdweele

Overleden

Op 4 oktober 2016 12:08:10 schreef Berry14:
Ons doel is om een simpel communicatiesysteem (zo simpel als: ledje laten branden aan de ontvangkant) te ontwikkelen dat legaal gebruikt (en eventueel verkocht) mag worden in Nederland. Daarnaast heeft het inderdaad de voorkeur om in het begin geen technologieën als LoRa te gebruiken en alleen het vergunningsvrije spectrum te gebruiken.

Klinkt als... een draadloos alarmsysteem.
Voor een alarmsysteem moet je nu juist de vergunningsvrije frequentiebanden mijden. Veel te onbetrouwbaar doordat er allerlei vergunningsvrije gadgets op uitzenden. En allemaal door elkaar heen.

Voor zulke doeleinden zijn er heel veel verschillende gsm-achtige modules op de markt die wel betrouwbaar werken.
Simkaartje erin en klaar.

Techniek is ervoor gemaakt om ons in de steek te laten. Het blijft een ongelijke strijd tussen de techniek en de technicus.