Skip to content
RFrftools.io
RF

ISM-Band Koexistenz Rechner

Schätzen Sie die Kollisionswahrscheinlichkeit wenn WiFi, Bluetooth, Zigbee oder LoRa das gleiche ISM-Band teilen.

Loading calculator...

Formel

Pcollision=DC1100×DC2100×FsharedP_{collision} = \frac{DC_1}{100} \times \frac{DC_2}{100} \times F_{shared}
DC₁, DC₂— Duty cycles of each protocol (%)
F_shared— Fraction of shared channel bandwidth

Wie es funktioniert

<p>Das 2,4-GHz-ISM-Band wird von WLAN (802.11b/g/n/ax), Bluetooth/BLE, Zigbee (802.15.4), Thread, Z-Wave (bei 2,4 GHz) und Mikrowellenherden gemeinsam genutzt. Jedes Protokoll verwendet unterschiedliche Kanalpläne, Modulationen und Arbeitszyklen, was zu Interferenzen führt, wenn sich die Übertragungen in Zeit und Frequenz überschneiden</p>. <p>Die Kollisionswahrscheinlichkeit hängt von drei Faktoren ab: <strong>Arbeitszyklus</strong> (wie viel Zeit jedes Gerät sendet), <strong>Kanalüberlappung</strong> (wie viele Kanäle gemeinsam genutzt werden) und <strong>Aufnahmeeffekt</strong> (ein Empfänger kann das stärkere Signal nutzen, wenn der Leistungsunterschied ~3 dB überschreitet, wodurch effektive Kollisionen reduziert werden).</p> <p>Praktische Koexistenzstrategien: <strong>Frequenzsprung (BLE und Bluetooth Classic springen</strong> über 79 Kanäle, um anhaltende Interferenzen zu vermeiden), <strong>adaptives Frequenzspringen</strong> (AFH in Bluetooth erkennt belegte Kanäle und vermeidet sie), <strong>Zeitbereichskoexistenz</strong> (Packet Traffic Arbitration/PTA-Chips koordinieren WLAN- und BT-Übertragungsfenster) und <strong>Sub-GHz-Migration</strong> (LoRa, Sigfox und 802.15.4g bei 915/868 MHz vermeiden das überlastete 2,4-GHz-Band vollständig).</p>

Bearbeitetes Beispiel

Smart-Home-Gateway: Zigbee-Koordinator und WiFi-AP, beide mit 2,4 GHz. WiFi-Arbeitszyklus 40% (Streaming-Video), 3 Kanäle. Zigbee-Arbeitszyklus 2%, 16 Kanäle. Anteil gemeinsam genutzter Kanäle = 2/ (3+16) = 10,5%. Reine Kollision = 0,40 × 0,02 × 0,105 = 0,084% — sehr gering. Die WiFi-TX-Leistung beträgt jedoch 100 mW (20 dBm) gegenüber Zigbee 1 mW (0 dBm) = 20 dB Offset. Der Capture-Effekt reduziert die ZigBee→WLAN-Interferenz auf nahezu Null, aber der Zigbee-Empfänger erkennt WLAN immer noch als Grundrauscherhöhung von +5 dB, wodurch die effektive Reichweite um ~ 40% reduziert wird.

Häufige Fehler

  • ✗„Verschiedene Kanäle = keine Interferenz“ — 802.11b/g 22 MHz breite Kanäle überlappen sich mit Zigbee-2-MHz-Kanälen, auch wenn sich die Mittenfrequenzen um 5 MHz unterscheiden
  • ✗Das Problem in der Nähe wird ignoriert — ein 1 m entfernter WiFi-AP kann einen Zigbee-Empfänger desensibilisieren, selbst wenn er auf einem „anderen“ Kanal sendet
  • ✗Ohne Berücksichtigung der Blockierung/Desensibilisierung des Empfängers — ein starkes Out-of-Band-Signal kann das Grundrauschen eines benachbarten Empfängers um 10—20 dB erhöhen
  • ✗Unter der Annahme, dass der Arbeitszyklus konstant ist — der WiFi-Verkehr ist stark frequentiert; die Spitzenauslastung beim Video-Streaming kann über 80% erreichen

Häufig gestellte Fragen

Die ZigBee-Kanäle 15, 20, 25 und 26 fallen in die Lücken zwischen den WLAN-Kanälen 1, 6 und 11. Kanal 26 (2480 MHz) befindet sich vollständig außerhalb des WLAN-Kanals 11 (2462 MHz in der Mitte). In der Praxis bietet Zigbee-Kanal 25 oder 26 die beste Koexistenz mit einer WiFi 1/6/11-Bereitstellung.
Sub-GHz (915 MHz in Amerika, 868 MHz in Europa) ist fast immer besser für reichweitenkritisches IoT. Der Pfadverlust ist bei 915 GHz um 10—15 dB niedriger als bei 2,4 GHz, das Band ist weitaus weniger überlastet und die Grenzwerte für den LoRaWAN-Arbeitszyklus (1% in Europa) verhindern eine Kanalsättigung. Der einzige Vorteil von 2,4-GHz-LoRa ist die globale Frequenzverfügbarkeit — es gibt keine Probleme mit regionalen Bandplänen.

Shop Components

As an Amazon Associate we earn from qualifying purchases.

SMA Connectors

Standard SMA RF connectors for board-to-cable connections

Amazon →

RF Coaxial Cables

Coaxial cable assemblies for RF signal routing

Amazon →

TinySA Spectrum Analyzer

Compact handheld spectrum analyzer for RF measurement up to 960 MHz

Amazon →

Verwandte Taschenrechner

RF

Budget verknüpfen

Berechnen Sie das HF-Verbindungsbudget: Sendeleistung, Verlust des freien Speicherplatzes, Antennengewinne und Empfangssignalpegel. Ermitteln Sie den Linkrand und die maximale Reichweite.

RF

Kaskadiertes NF

Berechnen Sie die Zahl des kaskadierten Rauschens für eine Kette von HF-Stufen mithilfe der Friis-Formel. Unverzichtbar für das LNA- und Empfängerkettendesign.

RF

Verlust des Pfads im freien Speicherplatz

Berechnen Sie den Freiraumpfadverlust (FSPL) mithilfe der Friis-Übertragungsgleichung für die Budgetanalyse drahtloser Verbindungen

RF

Mikrostreifen-Impedanz

Berechnen Sie die Mikrostreifen-Übertragungsleitungsimpedanz mithilfe der Hammerstad-Jensen-Gleichungen. Holen Sie sich Z, effektive Dielektrizitätskonstante und Ausbreitungsverzögerung für das PCB-Leiterbahndesign.

RF

VSWR//Rückflussdämpfung

Rechnen Sie für die HF-Impedanzanpassung zwischen VSWR, Rückflussdämpfung, Reflexionskoeffizient, Fehlanpassungsverlust und Prozentsatz der reflektierten/übertragenen Leistung um.

RF

dBm-Konverter

Rechnen Sie dBm in Watt, Milliwatt, dBW, dBμV und Volt RMS um. Unverzichtbares Tool zur Umrechnung von HF-Leistungseinheiten für Signalpegel und Verbindungsbudgets.