Auseinanderhalten von einzelnen Satelliten?

[Nils Dornblut]

Hallo,

auf der Seite http://www.kowoma.de/gps/Signalverschiebung.htm wird erklärt, worum es sich bei Kreuzkorrelation handelt. Vorher kommt die Frage:

Wie aber verschiebt man Signale, die sehr schwach sind und wo zudem noch alle Satelliten auf einer Frequenz senden, man also eigentlich ein heilloses Durcheinander empfängt?

Aber die Antwort, wie nun die einzelnen Satelliten auseinander gehalten (gleiche Frequenz!) werden können, wird nicht so richtig gegeben. Allerdings kommt hier hin und wieder die Frage von den Schülern, welche wir bisher nicht zufriedenstellend beantworten können.

Hat vielleicht jemand dazu einen Tipp?

Danke und viele Grüße

Nils Dornblut

[Roland]

Hallo Nils,

du bist der Nächste
Siehe die Frage gleich nebenan ...

Korrekt könnte ich auf die andere Seite von Michael verweisen
http://www.kowoma.de/gps/Signale.htm

Auf die eine Frequenz sind halt 36 (37?) unterschiedliche Codes aufmoduliert, die man empfangen und analysieren muss.
Im Vertrauen: ich glaube nicht, dass man derart schwache Signale überhaupt empfangen kann, da sind irgendwelche Tricks im Spiel

Das macht aber keinen Spaß.
In meiner prosaischen Art bilde ich ein Beispiel:
wir haben alle eine DNA, durch unterschiedliche Gene können wir aber voneinander und von den Affen unterschieden werden. Oups - ich stelle fest, dass ich da mal in Wikipedia nachschlagen muss ...

Nichts für Ungut
Roland

[Thomas WL]

Hallo, wenn ein Empfänger mehrere Signale auf einer Frequenz gleichzeitig empfängt, werden die Signale die 6dB schwächer sind "weggedrückt". Dies ist zumindest bei FM modulierten HF-Frequenzen ein Praxiswert. Ansonsten treten unangenehme Überlagerungen auf, die das Nutzsignal bis zur Unkenntlichkeit verzerren. Um dennoch mehrere Sender auf gleicher Frequenz empfangen zu können, ist es z.B. bei Handyfrequenzen üblich, mit Zeitschlitzen zu arbeiten. Jeder Sender hat also eine bestimmte Zeit i.d. er sein Signal "abstrahlt", ansonst "schweigt" er. Ich könnte mir vorstellen, dass man beim GPS ähnlich verfährt.
Gruss Thomas

P.S. die Signale der einzelnen GPS-Sender enthalten sicher die Adresse bzw. die Nr. des "Absenders". Wenn jeder seinen eigenen Zeitschlitz hat könnte man ihn allerdings schon daran identifizieren.

[senderlisteffm]

Dies ist zumindest bei FM modulierten HF-Frequenzen ein Praxiswert. Ansonsten treten unangenehme Überlagerungen auf, die das Nutzsignal bis zur Unkenntlichkeit verzerren. Um dennoch mehrere Sender auf gleicher Frequenz empfangen zu können, ist es z.B. bei Handyfrequenzen üblich, mit Zeitschlitzen zu arbeiten. Jeder Sender hat also eine bestimmte Zeit i.d. er sein Signal "abstrahlt", ansonst "schweigt" er. Ich könnte mir vorstellen, dass man beim GPS ähnlich verfährt.

Ganz und garnicht.

Es gibt drei Verfahren um multiplen Zugriff eines Funksystems zu erreichen.

1. FDMA - frequency division multiple access

Das kennen wir vom Radio oder auch vom analogen Sprechfunk. Die Trennung der Signale erfolgt durch die unterschiedliche Frequenz.

2. TDMA - time division multiple access

Hier gibt es auf der gleichen Frequenz Zeitbereiche, auf denen die unterschiedlichen Teilnehmer jeweils senden.

GSM Mobilfunk nutzt eine Kombination. Es gibt unterschiedliche Frequenzen auf denen jeweils 8 bzw. 16 Zeitschlitze existieren.

3. CDMA - code division multiple access

GPS und UMTS nutzen das.

Hier ein kleiner Exkurs, für die, die sich ein wenig das Gehirn verbiegen wollen.
http://www.tsp.ece.mcgill.ca/Telecom/Docs/cdma.html
http://en.wikipedia.org/wiki/CDMA
http://www.umtslink.at/UMTS/wcdma.html

[Thomas WL]

Hallo senderlisteffm,
"Ganz und garnicht" versteh ich nicht: TDMA ist eigentlich nichts anders wie ein Zeitschlitzverfahren nur der Name ist anders aber zumindest für mich nicht verständlicher. Und das man natürlich das ganze mit entsprechend vielen Zeitschlitzen verwenden kann (für jeden GPS-Sender einen) würde auch funktionieren. Mehrere Frequenzen als Möglichkeit entfällt hier und ist hier entbehrlich.
Unter CDMA kann ich mir nun garnichts vorstellen und die angegebenen Links führen auf Seite in "Neudeutsch" - eine sehr mühsame Angelegenheit. Kannst du das nicht bitte mal allgemeinverständlich (D) erklären?
Gruß Thomas

[senderlisteffm]

Und das man natürlich das ganze mit entsprechend vielen Zeitschlitzen verwenden kann (für jeden GPS-Sender einen) würde auch funktionieren.

Und was helfen uns Spekulationen, wie man das vielleicht auch hätte anders machen können? GPS verwendet weder FDMA, noch TDMA. Wobei FDMA natürlich schon, wenn man das Gesamtsystem mit den mehreren Frequenzen betrachtet.

eine sehr mühsame Angelegenheit. Kannst du das nicht bitte mal allgemeinverständlich (D) erklären?

Das sind schon "allgemeinverständliche" einfache Erklärungen! Der letzte Link ist deutsch.

Das ganze kann man nur verstehen, wenn man halbwegs mit der zu Grunde liegenden Mathematik was anfangen kann.

Nur soviel. Alle senden im gleichen Frequenzband. Alle senden zur gleichen Zeit. Und alle Signale kommen im Idealfall gleich stark beim Empfänger an. Und alles, auch wenn Roland da so seine Zweifel anmeldet, im Bereich des kosmischen Rauschens.

Das machte das System so militärisch interessant, weil man das Nutzsignal nur dann aus dem Rauschen herausfiltern kann, wenn man die mathematischen Parameter kennt.

[Jörn Weber]

Hallo,

Das machte das System so militärisch interessant, weil man das Nutzsignal nur dann aus dem Rauschen herausfiltern kann, wenn man die mathematischen Parameter kennt.

Genau. Und ich vermute mal, das die USA im Notfall in der Lage sind die PRN in wenigen Minuten im Weltraumsegment auf geheimgehaltene Werte umzustellen. Im Usersegment git es dann für authorisierte User noch ein Firmwareupdate und alle anderen haben dann das nachsehen.

Gruss Joern Weber