Digitale Übertragungsverfahren
Digitale Übertragungsverfahren
Digitale Betriebsarten sind aus dem modernen Amateurfunk nicht mehr wegzudenken. Von FT8 über WSPR bis hin zu Packet Radio - diese Lerneinheit behandelt die Grundlagen digitaler Kommunikation.
Grundbegriffe: Bandbreite vs. Datenrate
Frage EE401: Bandbreite und Datenübertragungsrate
Frage EE401 fragt nach dem Unterschied zwischen Bandbreite und Datenübertragungsrate.
| Begriff | Definition | Einheit |
|---|---|---|
| Bandbreite | Der genutzte Frequenzbereich | Hz (Hertz) |
| Datenübertragungsrate | Die übertragene Datenmenge pro Zeiteinheit | Bit/s (Bits pro Sekunde) |
| Symbolrate | Anzahl Symbole pro Sekunde | Baud |
Wichtig: Bit/s ≠ Baud! Bei mehrstufigen Modulationen kann ein Symbol mehrere Bits codieren. Beispiel: Bei 4-PSK (QPSK) codiert jedes Symbol 2 Bits, daher ist die Bitrate doppelt so hoch wie die Baudrate.
Digitale Betriebsarten über SSB
Fragen EE402, EE403, EE404: Digimodes über SSB
Viele digitale Betriebsarten wie PSK31, FT8 oder RTTY werden als NF-Signal erzeugt und über die Soundkarte in ein SSB-Funkgerät eingespeist.
Antwort EE402: Für schmalbandige digitale Signale (PSK31, FT8) wird SSB (Einseitenbandmodulation) eingestellt.
Warum SSB?
- SSB überträgt das NF-Signal 1:1 in HF
- Die Bandbreite bleibt erhalten (EE403: 50 Hz NF → 50 Hz HF)
- FM würde die Bandbreite unnötig vergrößern
- AM würde die Bandbreite verdoppeln (zwei Seitenbänder)
Antwort EE404: Mit einem SSB-Funkgerät (2,4 kHz Bandbreite) können je nach Art der Signale ein oder mehrere Signale gleichzeitig empfangen werden.
Da digitale Signale oft sehr schmalbandig sind (FT8: ~50 Hz, PSK31: ~31 Hz), passen viele davon in die 2,4 kHz SSB-Bandbreite. Die Software kann alle gleichzeitig dekodieren!
Automatische Empfangsberichte
Frage EE405: Reichweite testen
Frage EE405 fragt, wie man automatische Empfangsberichte erhalten kann.
Antwort: Durch Aussendung einer Nachricht mittels geeignetem digitalen Verfahren (z.B. CW oder WSPR) und Suche nach dem eigenen Rufzeichen auf passenden Internetplattformen.
Beliebte Plattformen für Empfangsberichte:
- PSK Reporter (pskreporter.info) - für FT8, PSK31, CW, etc.
- WSPRnet (wsprnet.org) - speziell für WSPR
- Reverse Beacon Network (reversebeacon.net) - für CW
Digitale Modulationsarten
Bei digitalen Signalen werden diskrete Zustände (Bits/Symbole) übertragen. Je nachdem, welcher Parameter des Trägers verändert wird, unterscheidet man:
Fragen EE406 und EE407: ASK und FSK erkennen
ASK (Amplitude Shift Keying)
Amplitudenumtastung
Die Amplitude wechselt zwischen Zuständen
Frequenz bleibt konstant
FSK (Frequency Shift Keying)
Frequenzumtastung
Die Frequenz wechselt zwischen Zuständen
Amplitude bleibt konstant
Frage EE406 zeigt Diagramme und fragt nach ASK:
ASK: Die Amplitude ändert sich, die Frequenz bleibt gleich
Frage EE407 fragt nach FSK:
FSK: Die Frequenz ändert sich, die Amplitude bleibt gleich
So erkennst du die Modulationsarten:
| Modulationsart | Amplitude | Frequenz | Erkennungsmerkmal |
|---|---|---|---|
| ASK | variabel | konstant | Einhüllende hat "Stufen" |
| FSK | konstant | variabel | Wellenlänge ändert sich abrupt |
| PSK | konstant | nahezu konstant | Phase springt (Phasensprünge) |
Tipp für EE407 (FSK erkennen): Die Frequenzänderung ist im Diagramm nicht an der y-Achse (Amplitude) ablesbar, sondern am Abstand der Nulldurchgänge: Eng beieinander = hohe Frequenz, weit auseinander = niedrige Frequenz. Die Amplitude bleibt dabei gleich. Achtung: Eines der falschen Antwortbilder zeigt klassische ASK (Amplitudenstufen) - ein starker Ablenker!
Frage EE408: AFSK
Frage EE408 fragt nach AFSK.
Antwort: AFSK ist ein durch Frequenzumtastung erzeugtes NF-Signal, mit dem ein HF-Träger (z.B. mittels FM) moduliert werden kann.
AFSK wird z.B. bei Packet Radio auf VHF verwendet: Die Modemtöne (z.B. 1200 Hz und 2200 Hz) werden per FM gesendet.
Multiplexverfahren
Wenn mehrere Signale gleichzeitig übertragen werden sollen, gibt es verschiedene Multiplexverfahren:
Fragen EE409, EE410, EE411: TDMA, FDMA, CDMA
TDMA
Time Division
Im schnellen zeitlichen Wechsel auf derselben Frequenz
Beispiel: GSM-Mobilfunk
FDMA
Frequency Division
Zeitgleich auf unterschiedlichen Frequenzen
Beispiel: Analoger Rundfunk
CDMA
Code Division
Zeitgleich mit Spreizcodierung im selben Frequenzbereich
Beispiel: GPS, UMTS
| Frage | Verfahren | Prinzip |
|---|---|---|
| EE409 | TDMA | Zeitlicher Wechsel auf einer Frequenz |
| EE410 | FDMA | Gleichzeitig auf verschiedenen Frequenzen |
| EE411 | CDMA | Spreizcodierung im selben Frequenzbereich |
Paketvermittlung und IP
Frage EE412: Paketweiterleitung
Frage EE412 fragt, wie in paketvermittelten Netzen Stationen kommunizieren, die sich nicht direkt erreichen.
Antwort: Durch Weiterleitung über Zwischenstationen (Paketweiterleitung).
Im Amateurfunk wird dies z.B. bei Packet Radio mit Digipeatern realisiert.
Fragen EE413 und EE414: Internetprotokoll (IP)
Frage EE413 fragt nach IP-Adresse und Subnetzmaske.
Antwort EE413: IP-Adresse und Subnetzmaske ergeben den direkt (ohne Router) über die Schnittstelle erreichbaren Adressbereich.
Frage EE414 fragt, ob IP im Amateurfunk verwendet werden darf.
Antwort EE414: Ja, das Internetprotokoll ist nicht auf das Internet beschränkt. Es kann auch im Amateurfunk für die Datenübertragung verwendet werden.
Beispiele für IP im Amateurfunk:
- HAMNET (Highspeed Amateurradio Multimedia Network)
- Packet Radio mit TCP/IP
- D-STAR Data-Modus
Bildübertragung: SSTV vs. ATV
Frage EE415: SSTV und ATV
Frage EE415 fragt nach dem Unterschied zwischen SSTV und ATV.
SSTV (Slow Scan TV)
Überträgt Standbilder
Schmale Bandbreite (~2,5 kHz)
Verwendbar auf KW
Ein Bild: ~1-2 Minuten
ATV (Amateur Television)
Überträgt bewegte Bilder
Große Bandbreite (MHz)
Vorwiegend UHF/SHF
Echtzeit-Video
Antwort EE415: SSTV überträgt Standbilder, ATV überträgt bewegte Bilder.
Warum sind die anderen Antworten falsch?
- SSTV wird nicht nur auf KW verwendet (auch VHF möglich)
- SSTV belegt weniger Bandbreite als ATV (nicht mehr)
- Beide können Farbe übertragen
Zusammenfassung für die Prüfung
| Frage | Thema | Richtige Antwort |
|---|---|---|
| EE401 | Bandbreite vs. Datenrate | Bandbreite in Hz, Datenrate in Bit/s |
| EE402 | Digimode-Einstellung | SSB für schmalbandige digitale Signale |
| EE403 | Bandbreite bei SSB | HF-Bandbreite = NF-Bandbreite (50 Hz) |
| EE404 | Mehrere Signale | Je nach Art ein oder mehrere Signale möglich |
| EE405 | Empfangsberichte | WSPR/CW senden, auf Internetplattformen suchen |
| EE406 | ASK erkennen | Amplitude variiert, Frequenz konstant |
| EE407 | FSK erkennen | Frequenz variiert, Amplitude konstant |
| EE408 | AFSK | FSK als NF-Signal für FM-Modulation |
| EE409 | TDMA | Zeitlicher Wechsel auf einer Frequenz |
| EE410 | FDMA | Gleichzeitig auf verschiedenen Frequenzen |
| EE411 | CDMA | Spreizcodierung im selben Frequenzbereich |
| EE412 | Paketvermittlung | Weiterleitung über Zwischenstationen |
| EE413 | IP + Subnetzmaske | Ergibt direkt erreichbaren Adressbereich |
| EE414 | IP im Amateurfunk | Ja, nicht auf Internet beschränkt |
| EE415 | SSTV vs. ATV | SSTV = Standbilder, ATV = bewegte Bilder |
Wissenskontrolle
0 / 15 Fragen richtigWelcher Unterschied besteht zwischen der Bandbreite und der Datenübertragungsrate?