Aufgaben:Exercise 1.1Z: VHF II Broadcasting

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Modell eines UKW–Rundfunksenders

Electromagnetic waves in a frequency range from   $\rm 30$  to  $\text{300 MHz}$  – corresponding to wavelengths between one and ten metres – are referred to as ultra-short wave (USW).

In common parlance, USW is also understood to mean the VHF II  (Very High Frequency)  band, from  $\text{87.5}$  to  $\text{108 MHz}$ , which is still primarily used in Central Europe today for transmitting frequency-modulated radio programs using analog technology.

The entire frequency band is divided into several channels, each with a channel spacing of   $\text{300 kHz}$.

In der Grafik sehen Sie das Prinzipschaltbild:

• Insgesamt  $K$  Signale  $q_k(t)$  werden mit verschiedenen Trägerfrequenzen  $f_1$,  $f_2$, ... ,  $f_K$  moduliert und addiert.
• Das Summensignal wird dann nach Leistungsverstärkung von einem Sender abgestrahlt. 
• Dieses abgehende Signal bezeichnen wir als das Sendesignal  $s(t)$.

Hinweise:

• Die Aufgabe gehört zum Kapitel  Zielsetzung von Modulation und Demodulation.
• Bezug genommen wird insbesondere auf die Seite  Bündelung von Kanälen – Frequenzmultiplex.

Fragebogen

1

Welches Multiplexverfahren wird hier genutzt?

	Es handelt sich um FDM.
	Es handelt sich um TDM.

2

Wieviele Programme könnte man maximal im VHF II–Band übertragen?

$K \ = \ $

3

Welche der nachfolgenden Aussagen sind zutreffend?

	Die UKW–Kanäle sind breitbandiger als diejenigen beim Lang–, Mittel– und Kurzwellenrundfunk.
	Die Reichweite der UKW–Radiowellen ist größer als beim Lang–, Mittel– und Kurzwellenrundfunk.
	Das bei einem Empfänger ankommende Signal  $r(t)$  unterscheidet sich fast nicht vom Sendesignal  $s(t)$.
	Die Funktionseinheit eines Radioempfängers zur Kanalseparierung („Einstellung der Sender”) ist der Tuner.

Musterlösung

Solution

(1)  Richtig ist der Lösungsvorschlag 1.

• Es handelt sich um  FDM  (Frequency Division Multiplexing).
• Das alternative Multiplexverfahren  TDM  (Time Division Multiplexing) ist nur bei einem digitalen Übertragungssystem einsetzbar.

(2)  Aus der Gesamtbandbreite  $\text{20.5 MHz}$ und der Kanalbandbreite  $\text{0.3 MHz}$  erhält man $\underline{K = 68}$.

(3)  Richtig sind die Lösungsvorschläge 1 und 4:

• Das Kanalraster und damit die für einen Kanal zur Verfügung stehende Bandbreite  $\text{300 kHz}$  ist im UKW–Bereich deutlich größer als bei Lang–, Mittel– und Kurzwelle. Die im UKW–Rundfunk eingesetzte Frequenzmodulation ist zwar durch eine bessere Qualität gekennzeichnet, benötigt aber auch mehr Bandbreite.
• Zum Vergleich wird im Mittelwellenbereich stets Amplitudenmodulation und (in Europa) ein Kanalraster von   $\text{9 kHz}$  verwendet. Die NF–Bandbreite ist  $\text{4.5 kHz}$.
• Die Reichweite ist bei UKW geringer als in den anderen Frequenzbereichen, da UKW–Radiowellen nicht an der Ionosphäre reflektiert werden.  Daher besteht ein UKW–Sendernetz meist aus recht vielen Sendern, die in geringen Abständen – meist auf Anhöhen – aufgebaut sind   ⇒   Antwort 2 ist falsch.
• Das am Empfänger ankommende Signal hat auf Grund der Freiraumdämpfung, die zumindest quadratisch mit der Entfernung zunimmt, einen sehr viel kleineren Pegel als das Sendesignal  $s(t)$   ⇒   Antwort 3 ist falsch.
• Im Rundfunkempfänger hat tatsächlich der Tuner die Aufgabe der Kanalseparierung   ⇒   Antwort 4 ist richtig.