#362
 3,587     0
Så, i land som ikke har kommet særlig langt med DAB, og etter din spådom vil hoppe over det: Hvor mange samtidige radiolyttere tror du det kommer til å være f.eks. i Paris når kringkasting slås av og hver enkelt radiolytter har sin private toveis-samtale til radiostasjonen? Hvor stor andel av disse lytterne kommer til å benytte trådløs-teknologier? Hvor mange basestasjoner vil det kreve (for mobil eller lokalnett), og hva slags frekvensbånd har kapasitet for dette?

Siden du kjenner din Shannon, er det knapt hoderegning å gi noen grove estimater over hva du forventer. Hvilke frekvensbånd som må tas i bruk. Hva du forventer av S/N. Hva du forventer av typisk celle-størrelses for å få stor nok kapasitet.

Mobil-radio går helt fint, kapasitetsmessig, når det settes opp en basestasjon i ei norsk fjellbygd med 27 fastboende (alternativt: Rett ved ei DnT-hytte med 27 overnattingsgjester). Det er ikke der Shannon kan gi deg kalde føtter - det får du når potensielt over tolv millioner mennesker i Paris-området skal ha hver sine individuelle forbindelser, en ikke uvesentlig andel av dem trådløst. Paris er bare et eksempel - situasjonen er ganske mye den samme i London, med 8-9 millioner, Madrid eller Roma i området 3 mill...

Du behøver ikke gå så høyt heller: Selv i lille Trondheim er det på et kartutsnitt på 2000 x 3000 meter som dekker Midtbyen, har du 159 LTE-baser, 77 UMTS og 55 GSM - det er 291 basestasjoner for mobil, før folk har begynt å bruke mobilen til radiolytting i nevneverdig grad. Ingen innbiller seg vel at det er satt opp 291 baser uten at det er behov for det - at de går på tomgang i påvente av at brukerne skal begynne å laste dem ned med radio-striming!

Så la oss se hvordan det går, i Trondheim og i større byer. Og for den saks skyld: Mindre byer. Eller på åttefelts-motorveien der bilene står tettpakket i en kø som kryper langsomt avgårde , én bil pr 10 meter, hundre biler pr kjørefelt pr kilometer, og de fleste av dem vil ha både streaming-underholdning og trafikkmeldinger. En basestasjon i hver lysmast bortover motorveien, kanskje? Nei, de må stå tettere enn det! Betydelig tettere!
   #363
 7,685     Bærum     0
Mobilnettet får stadig høyere kapasitet. Det utvikles også broadcast-spesifikasjoner for LTE. Det var en gang man mente at POTS-nettet var begrenset til 4kHz. Nå kan du få over 100M. Det som har fokus innen mobil er broadcast TV. Antar radio kommer med som en free rider i denne utviklingen. Dette kommer uten av vi trenger å komme i konflikt med fysiske lover. Folk kommer til å kreve multimedia-innhold overalt i fremtiden. Det er håpløst å ha en fruktbar diskusjon så lenge du er så subjektiv som du er.
   #364
 3,210     Vestlandet     0
Jeg har ikke satt meg inn i shannons lov, men jeg forstår det sånn at den angir øvre grense for hvor mye informasjon man kan sende med en gitt båndbredde? En øvre teoretisk grense, som ikke kan omgås ved teknologiutvikling - analogt med f.eks carnot-effektivitet?
   #365
 7,685     Bærum     0
Ja, det er noe lignende. Den sier hvor mye informasjon, C i bit/sek. du kan overføre på en overføringskanal med støy, S/N og gitt båndbredde, B i Hz.


Den setter en øvre grense for kapasiteten. Det er ingen som bestrider dette.
   #366
 24,668     Akershus     0
Telefoni endret seg fra analog til dedikert digital (ISDN) til digital (IP)
Mobil har endret seg tilsvarende fra NMT mot 4G/5G ==> xG og beveger seg fra dedikert digital kanal mot IP. Med IP synes veien åpen for IP-broadcast. Én gitt radiokanal vil oppta én og kun én kanal til et fritt antall lyttere.

Det er nærliggende å tro at kapasiteten i mobilnettet vil bevege seg mot strømmimg (kapasitetsbegrenset, med timeshift) og kringkasting (knapt begrenset, men ingen timeshift).
Signatur

   #368
 3,587     0
For å gi en litt mer "folkelig" presentasjon av Shannon: Har du et støynivå på 30 dB under signalnivået, kan kanlen overføre et teoretisk maksimum på 10 bits pr Hz båndbredde. En typisk mobilkanal er på 5 MHz, og den har da en absolutt teoretisk grense på 50 Mbps. Er støyen 15 dB under signalet, får du 5 bits/Hz, og en teoretisk kapasitet på 25 Mbps.

Litt mer detaljert forklaring (stadig forenklet - poenget her er å få en "intuitiv" forståelse av at det finnes en grense!):

30 decibel er 3 Bel (akkurat som 30 desiliter er 3 liter). 1 Bel er "ti ganger så sterkt". Så 30 dB = 3 Bel = 10 * 10 * 10 = 1000 ganger så sterkt. Når støyen kan "ukontrollert" trekke signalet opp eller ned med 1/1000 av signalstyrken, kan senderens signal på styrke 1 komme til mottakeren som ett eller annet sted mellom 1,001 og 0,999. Leverer senderen et signal på styrke 0,998 kan det variere mellom 0,999 og 0,997 hos mottakeren. (Havner det på eksakt 0,999 kan ikke mottaker vite om det er et 1,000-signal som er trukket ned, eller et 0,998-signal som er trukket opp.) En helbølge går fra -1.000 til +1.000; det betyr at vi kan lese av 1000 nivåer i 0,002-steg fra -1 til +1. En 10-bits binærverdi kan ta 1024 uike verdier, en for hver av de 1000 ulike nivåene. Så mottakeren kan lese av styrken, og kode som et 10-bits tall. Da får vi 10 bits overført pr helbølge - 10 bits/Hz.

Hvis støyen ligger 15 dB under signalet, er signalet bare 32 ganger så sterkt som støyen. Gir senderen fra seg signaler med styrke i 0,002-steg, men støyen kan trekke signalet opp eller ned med 0,03 hver vei, da kan mistolke signalet som en fullstendig feil verdi. Senderen må dele opp området fra -1 til +1 i steg som er minst like store som støyen, dvs. i 0,06-steg. Og da er det ikke mer enn 32 alternatvier å velge mellom, dvs. en fem-bits verdi pr helbølge, 5 bits/Hz.

MEN:

30 dB S/N er et svært godt signal - langt bedre enn du kan forvente. GSM-telefoner fungerer ved 4-6 dB S/N. 15 dB er et langt mer realistsik støynivå (og DAB-standardene for 'dekning' går ut fra 15 dB). Dagens teknologi får bare utnyttet rundt 60% av dette, så vi har en råkapasitet på 15 Mbps igjen.

Det betyr slett ikke 15 Mbps til brukerdata: En hel del går bort i feilkorreksjons-koder, dialogen mellom mobil og basestasjon for å administrere forbindelsen, og et antall lag med "inpakking": Start og stopp (evt. lengde) for den fysiske meldingen, ID/adressefelter som forteller at dette er brukerdata, ikke dialogadministrasjon, ID som forteller at dette ikke er telefonlyd, men digitale data, identifikasjon av akkurat den appen som mottaker, og når radio-appen mottar IP-pakken har den en stor "header" med en lang rekke mer eller mindre irrelevante felter, men de er nå der sidend ette er IP. Og inne i IP-pakkens datafelter er det ytterligere adressefelter, som TCP eller UPD port etc.

I praksis er det ikke realistisk å regne med noe som helst over 10 Mbps kapasitet for brukerdata på en basestasjon, til fordeling på samtlige brukere av basestasjonen. Hvis du vil na noe i nærheten av DAB-kvalitet, tar hver radioforbindelse 200 kbps. Det vil si at basestasjonen kan maksimalt betjene femti streaming-lyttere - da er hele den totale kapasiteten oppbrukt. (Flytt så dette over til f.eks. Paris eller London sentrum. Eller en åttefelts stillestående kø.)

Ikke glem at i et celle-nettverk kan samme frekvens (/kanal) brukes i en annen celle, men det forutsetter at de er så langt fra hverandre at det ikke er mulig å høre signalene fra "den andre" cella. Hvis din celle benytter en gitt 5MHz-kanal, er denne kanalen utilgjenglig i nabocella mot øst, mot vest, mot nord og mot sør. Og de kanaler som benyttes i nabocellene mot øst, vest, nord og sør kan ikke benyttes i din celle. Bor du i en dyp, trang dal på Vestlandet kan du være så heldig at det ikke finnes noen celle verken mot nord eller sør, men det gjelder ikke på slettelandet i Paris. I praksis kan du ikke regne med å innen én celle å benytte mer enn tredelen av de frekvenser som er satt av til mobiltrafikk.

Problemet i definisjon av celler er å få dem så små at det blir tilstrekkelig lyttere til at kapasiteten holder. Når cellene blir så små som vi her snakker om - maks 50 striming-lyttere - gjelder ikke statistikken i samme grad. Da GSM startet i Trondheim med to celler spilte det ikke stor rolle om folk satt hjemme eller på tribunene på Lerkendal: De var innen samme celle uansett. I dag, med tre hundre basestasjoner på seks mål, gjelder ikke det. Når det er kamp på Lerkendal, må du ha nok celler til å betjene tjue tusen mennesker: Hvis alle sammen vil strime musikk mens de venter på at kampen skal starte må du har fire hundre mobilceller på Lerkendal alene! Når kampen er over, er Lerkendal-cellene praktisk talt ubrukte fram til neste kamp; da må vi ha mobilceller "på hvert hushjørne" helt andre steder i byen. Overalt der folk samles, enten det er til RBK-kamp eller på påskeferie eller rock-festival eller... Du må ha en dramatisk overkapasitet for å ta unna toppene på akkurat den flekken. Du kan ikke forvente av striming-lyttere skal flytte på seg til nabocellen bare fordi kapasiteten er brukt opp der de er. Gjennomsnitt over året, gjennomsnitt over befolkningen,... det holder ikke når "populasjonen" (brukerne innenfor en celle) er knøttliten til vanlig men ekstremt varierende.

Du kan gjerne avvise dette som "subjektivt", men presenter da noen "objektive", saklig funderte argumenter som peker i andre retninger!
   #369
 3,587     0
Mobil har endret seg tilsvarende fra NMT mot 4G/5G ==> xG og beveger seg fra dedikert digital kanal mot IP. Med IP synes veien åpen for IP-broadcast. Én gitt radiokanal vil oppta én og kun én kanal til et fritt antall lyttere.

Basestasjonen formidler bare datapakker, den forholder seg ikke til innholdet i dem, og vet ingenting om kringkastings-adresser (eller multikasting, for den saks skyld). Kringkasting er enveis, det sendes "ut i mørket", uten identifikasjon av noen mottaker, uten at noen mottaker rapporterer tilbake. Så selv om basestasjonen kikket inn i pakken og fant ut at det var en IP-kringkastingsadresse (som du rett nok aldri ville se på noe annet enn et lokalnett!), og fant ut at noe skulle sendes ut som krinkasting i hele cellen, ville ikke basen ha noen som helst informasjon om noen lytter på den. Kringkastingen sendes ut, uansett om det er null eller tusen lyttere. Derfor må basen sende ut samtlige radiokanaler som det kanskje finnes minst en lytter til, og det må gjøres 24/7, i samtlige mobilceller over hele landet. Du kunne kanskje få gjennomslag for dette for én enkelt ekstremt-lav-bitrate "alarmkanal" (i klasse med NRK Vær på 16 kbps), men det er helt urealistisk å okkupere f.eks. 5 * 200 kbps = 1 Mbps for radio-striming på hver eneste mobilkanal "bare i tilfelle noen skulle lytte".

Dessuten ville vi bli nødt til å bytte ut mobilene våre nok en gang... Det basestasjonen sender ut som kringkasting i dag er helt spesielle meldinger på "LTE-nivå", eller "GSM-nivå" om du vil: En GSM-melding kan sendes ut til alle. Men dette videreformidles ikke som brukerdata til en IP-applikasjon, og det er ingen som har presentert noe fornuftig forslag til hvordan det eventuelt skal gjøres. Først når man har kranglet seg fram til en framtidig standard kan produsentene begynne å lage enheter som følge denne standarden. Jeg stiller meg svært tvilende til at det vil være nok interesse for å permanent okkupere n x 200 kbps kapasitet i hver eneste mobilcelle, til at vi noen sinne vi få en slik stanadard.

Hvis du nå svarer at: Mobilen kan sende en melding til basestasjonen om hvilken kanal den vil høre på, og basen sender bare ut de kanaler noen er interessert i! - da snakker vi for det første ikke om kringkasting, men om multikasting. Dessuten åpner det for en hel bukett med administrative problemer - "noen" må holde orden på hvordan hver eneste mobil flytter seg mellom celler og hvilken kanal den strimer, og samholde med alle andre mobiler i nærheten og sammenligne hva de hører på, og kappe av eller dyrke fram nye greiner i distribusjonstreet i sann tid, uten at lytteren får det minste brudd i lyden. Også dette krever nye telefoner; ingen handterer noe slikt i dag.

Dessuten: For å redusere interferens mellom celler på samme kanal vil dagens basestasjoner rette sine stråler i den retning mottakeren er. Hvis fire lyttere til samme kanal er i fire ulike retninger kan ikke basen rette strålen til alle fire samtidig; den må enten sende til dem en etter en (og da er ingenting spart), eller sende et ikke-direktiv signal som kunne gi interferens med andre celler.

Om det er kringkasting eller multikasting: Med dagens striming-protokoller er det en aktiv dialog mellom lytter og radiostasjon: "Det forsvant noe i støy her - kan du sende de siste ti sekundene på nytt?" eller "Nå er jeg ute av tunnelen og har forbindelse igjen - kan du sende det jeg gikk glipp av?" Alt jeg har sett av demonstrasjoner av hvor fantastisk stabil mobildekningen er har basert seg på NRK-appen, som gjør en fantastisk jobb med bufring og å dekke over brudd i forbindelsen. Men alt det der blir utilgjengelig om du deler overføringen med andre: Er det et brudd, så går du glipp av lyden. Appen har ingenting bufret til å spille av i den tiden du er uten forbindelse. Skru av bufringen fullstendig, og du får adskillig mer problemer med brudd, selv med NRK-appen!

Skal du ha kringkasting, bør du bruke et kringkastingsnett, ikke et unikastingsnett sine "nød-funksjoner" tiltenkt helt annen bruk.